SiCp／ZL101A复合材料半固态振动钎焊新工艺

针对SiCp增强的铝基复合材料的焊接性,提出一种半固态振动钎焊新工艺,得到了较高强度的焊接接头.为此种材料的有效连接提供一种新的方法.     

SiC_p/ZL101A复合材料半固态振动钎焊气孔缺陷的产生及抑制

对SiC_p/ZL101A复合材料半固态振动钎焊中气孔的产生原因进行分析,并制定相应的工艺改进措施来抑制焊缝中气孔的产生。通过分析得出:由于半固态钎料的抗拉强度和断后伸长率都较小,当振幅较大时(A=450μm、f=30 Hz),在振动过程中钎料被从中撕裂开,导致空气进入到焊缝区域中而形成气孔。通过减小振幅、并增加频率(A=100 μm、f=60 Hz),保证所得到的振动加速度值达到16 m/s~2,这样既能完全抑制焊缝中气孔的产生,又能确保界面上氧化膜被彻底去除。     

SiCp/A356复合材料非真空半固态搅拌钎焊研究

研究了SiCp/A356复合材料非真空半固态搅拌钎焊过程。在一定的搅拌钎焊条件下,重点研究了钎料的固相率对接头的微观结构、线结合率和强度的影响规律。研究结果表明:在搅拌条件下,半固态钎料固相率对基体氧化膜的破碎有重要影响;随着钎料固相率的增加,接头界面的线结合率和接头的强度先增加后减小;在钎料固相率为60%时,接头界面线结合率和接头强度同时达到最大值,分别为91.2%和160MPa。     

SiCp/A356复合材料超声波辅助钎焊

利用超声波辅助钎焊的方法实现了Zn-Al合金与体积分数55%SiCp/A356复合材料的连接,并得到了由SiC陶瓷颗粒增强的复合焊缝.通过扫描电镜、能谱等方法对焊缝的微观结构进行了描述,研究了超声波作用时间对焊接接头微观组织结构及连接强度的影响规律,建立了超声波作用下复合焊缝形成过程的物理模型.当焊接温度为475℃,超声波作用时间为20 s时钎焊焊缝的平均抗剪强度值为231 MPa.由SiC陶瓷增强的复合焊缝其室温抗剪强度与无增强相颗粒的纯合金焊缝强度相比提高了50%.结果表明,焊缝中铝含量的增加及陶瓷颗粒的增强作用是导致焊缝强度提高的两个重要因素.     

中间层对高体积分数SiCp/Al复合材料真空钎焊的影响

采用铜箔、Al-Si-Mg及Al-Si-Mg/Cu/Al-Si-Mg(简称ACA)3种不同中间层对高体积分数45%SiC_p/Al复合材料进行真空钎焊连接研究.通过SEM,EDS及XRD等方法对钎缝的微观结构及界面组织进行了分析,研究了中间层种类对钎焊接头微观结构、界面组织以及连接强度的影响,阐明了不同中间层钎焊连接45%SiC_p/Al复合材料的界面形成过程及接头断裂机制.结果表明,ACA中间层兼具了铜和Al-Si-Mg钎料的优点,可降低钎料的液相线,增加其流动性,通过Cu原子优先在铝合金基体与其氧化膜的界面处扩散发生共晶反应,增强钎料的去膜作用,从而实现高体积分数45%SiC_p/Al复合材料的高质量连接.     

SiC_p/ZL101复合材料与可伐合金4J29钎焊的分析

以增强相体积分数为55%的SiCp/ZL101复合材料和可伐合金4J29为母材,首先在复合材料表面电镀镍,然后在420℃保温7min的条件下,采用Zn-Cd-Ag钎料对SiCp/ZL101复合材料与可伐合金进行了保护气氛钎焊试验.利用扫描电镜及EDS能谱分析的方法对接头的界面组织及断口形貌进行了研究.结果表明,经过镀镍提高了钎料对复合材料的润湿性,钎焊过程中钎料与可伐合金、钎料与镀层界面处均形成了过渡层,镀层与复合材料通过扩散形成了冶金结合.断口分析表明,钎焊接头的断口位于复合材料内部,但离镀层较近.     

SiCp/Al复合材料与Fe36Ni合金超声波钎焊

利用超声波钎焊方法使用ZnAlSi钎料实现了Fe36Ni合金与45%SiC_p/2024Al和55%SiC_p/A356两种复合材料的连接,并得到由SiC颗粒增强的复合焊缝.通过扫描电镜、能谱等方法对焊缝的微观结构以及断口形貌进行了观察,对接头的压剪强度进行了测试,分析了Fe36Ni与两种复合材料钎焊接头微观组织和接头强度的差异.结果表明,在Fe36Ni与两种复合材料的钎缝中,钎料与两侧母材界面均形成良好的冶金结合,SiC颗粒均匀分布于焊缝中.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头抗剪强度为110~145 MPa,Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头抗剪强度为75~85 MPa.Fe36Ni与45%SiC_p/2024Al的接头断裂位置为钎缝中,而Fe36Ni与55%SiC_p/A356的接头断裂位置位于Fe36Ni与钎料的界面上.     

SiCw/6061Al复合材料无钎剂加压钎焊

提出一种新的钎焊方法－－无钎剂加压钎焊,采用Zn-Al钎料进行了SiCw/6061Al复合材料的焊接试验,研究了温度、压力两工艺参数对接头强度及微观组织的影响规律,并初步分析了辅助工艺－机械刮擦的作用。试验发现,温度和压力是至关重要的钎焊工艺参数,当温度在400－450℃,压力为30MPa时,接头拉伸破坏于钎缝处,强度达到263．3MPa,为母材抗拉强度的85％－90％。采用扫描电镜分析断口,发现其形貌为小韧窝＋准确理＋SiC晶须,还存在被拉伸拔掉的SiC晶须残留的凹坑,这证明了SiC晶须在钎缝中的强化作用。X射线衍射相结构分析表明,断口是由α-Al(Zn)固溶体基体上均匀分布着SiC晶须组成,这同时表明钎缝主要有α-Al（Zn）基体＋SiC晶须组成。     

超声振动法制备半固态TiAl3/A356复合材料浆料的微观组织演变

本文利用超声振动法制备半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料,利用扫描电镜和X射线衍射技术研究了超声温度,超声时间和超声功率对半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料的微观组织的影响。结果显示,初生α-Al颗粒的尺寸随着超声温度和超声功率的降低而减小;而随着超声时间的增加,先减小后增大。当超声温度为608 ℃、超声功率为1000 W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62 μm,形状系数为0.8。微观组织演变的机理是空化效应和声流效应引起的形核率和过冷度的增加。此外,原位生成的TiAl3颗粒有很强的结合α-Al颗粒的能力。     

SiCp/6061复合材料半固态焊接特性研究

通过对SiCp／6061复合材料在半固态条件下的焊接特性研究．提出了颗粒增强铝基复合材料半固态焊接新方法。根据对不同焊接温度下合金基体受冲击力作用时的变形能力以及冷却后基体中颗粒、缩松分布情况的分析，优化了半固态焊接参数。结果表明：620℃时．在20N冲击力作用下．试样有较好的触变成形能力，颗粒团聚程度较低，缩松较少。     

Interface structure and formation mechanism of vacuum-free vibration liquid phase diffusion-bonded joints of SiCp/ZL101A composites

The vacuum-free vibration liquid phase(VLP) diffusion-bonding of SiCp/ZL101A composites was investigated. The effects of vibration on the interface structure, the phase transformation and the tensile strength of bonded joints were examined. Experimental results show that the oxide film on the surface of the composites is a key factor affecting the tensile strength of boned joints. The distribution of the oxide layers at the interface changes from a continuous line to a discontinuous one during vibration. The tensile strength of the VLP diffusion-bonded joints increases with the vibration time, and is up to the maximum of 172 MPa when the vibration time is 30 s. The phase structure of the bond region changes from the Zn-Al-Cu hyper-eutectic (η (β η) (β η ε)) phases to Al-rich Al-base solid solution (α-Al) with increasing the vibration time.     

SiCp/Cu复合材料的真空钎焊

对冷压烧结结合热挤压工艺制备的SiC/Cu复合材料,选用Ti和AgCuTi为钎料,采用不同的工艺进行真空钎焊试验.用金相显微镜和扫描电镜对母材和钎焊接头的剪切断口形貌进行分析,利用电子万能试验机对钎焊接头进行抗剪强度测试,将接头抗剪强度与母材抗剪强度进行对比以评判钎缝质量.结果表明,用Ti为钎料连接SiCp/Cu复合材料的连接状况要优于AgCuTi钎料,且连接温度850℃,保温时间为20 min时,抗剪强度最大为70.5 MPa,与母材抗剪强度相当;随着铜基复合材料中SiCp含量不断增加,钎焊接头室温抗剪强度不断下降,当SiCp含量超过10%时,抗剪强度快速下降.     

SiC_p/2024AlMMC颗粒暴露及钎焊行为分析

介绍了焊接参数对SiCp/2024Al铝基复合材料的真空钎焊组织和性能的影响.焊前利用颗粒暴露技术将复合材料表面颗粒部分暴露,并利用真空气相沉积使暴露表面合金化.使用M6钎料,在不同的钎焊工艺参数下对复合材料进行焊接.结果表明,焊接温度过低或者保温时间过短,钎缝结合面有残留的Cu,钎料对复合材料润湿不好.随钎焊温度增加,保温时间的进一步延长,Cu与Al基体完全反应,促进了钎焊过程.但随着钎焊温度和保温时间的进一步增加,母材中出现过烧导致的气孔.钎焊接头X射线衍射试验表明,接头中没有Al4C3脆性相生成.拉伸试验表明,钎焊参数为620℃,保温20min时,接头抗剪强度最高,达到202MPa.断口分析表明,钎料对复合材料的不润湿,复合材料过烧导致气孔,复合材料中颗粒的聚集是导致接头强度下降的主要原因.     

SiCp/ZL102复合材料的半固态流动变形性能

对颗粒增强铝基复合材料进行压力铸造工艺加工 ,是解决颗粒增强铝基复合材料近终成形的一种新方法。在模拟压铸充型的条件下 ,研究了SiCp/ZL10 2复合材料的半固态流动变形性能。结果表明 ,在相同的实验条件下 ,复合材料的半固态流动变形性能比基体合金优越 ,且在SiC颗粒体积分数低于 12 %的条件下 ,SiC颗粒越多 ,材料的半固态流动变形性能越好。此外 ,随保温温度的提高、保温时间和重锤高度的增加 ,复合材料和基体合金的半固态流动变形性能都有所提高。     

SiCP/Al复合材料的真空扩散钎焊

文中采用Al/Cu/Al复合箔扩散钎焊SiC_P/Al复合材料,采用SEM,EDS,XRD分析接头界面组织,研究了钎焊温度对接头界面组织及力学性能的影响,并结合Al-Cu二元相图分析接头形成机制.结果表明,固定连接压力为1 MPa,保温时间为10 min,当钎焊温度从590℃升至640℃,接头界面产物由Al₂Cu+αAl共晶组织转变为断续的Al₂Cu金属间化合物,Al-Cu液相向两侧母材扩散的距离增加,接头的抗剪强度呈现先增大后减小的变化趋势.当钎焊温度为620℃,保温时间为10 min,连接压力为1 MPa时,接头的抗剪强度达到最大值69 MPa.