复合活性钎料钎焊Cu与Al2O3的接头组织及性能

为改善紫铜与Al_2O_3陶瓷的连接强度,采用纳米-Al_2O_3增强的AgCuTi复合钎料(Ag Cu Tip)对紫铜与Al_2O_3陶瓷进行了真空钎焊.采用扫描电镜、能谱分析以及剪切试验对钎焊接头微观组织及力学性能进行了分析.钎焊接头典型界面组织为紫铜/扩散层/铜基固溶体+银基固溶体+Ti_2Cu+Ti_3(Cu,Al)3O/Al_2O_3.纳米-Al_2O_3的添加抑制了Al_2O_3侧反应层的生长,并促进钎缝中形成弥散分布的Ti_2Cu相.随着保温时间的延长,铜侧扩散层和Ti_3(Cu,Al)_3O反应层的厚度逐渐增大.保温时间为20 min时,铜母材向钎料过度溶解,降低了接头性能.当钎焊温度为880°C,保温10 min时,接头抗剪强度最高为82 MPa.纳米颗粒的加入细化了钎缝组织并降低了母材与钎缝热膨胀系数的不匹配,因此提高了接头的连接性能.保温时间可影响界面组织及反应层的厚度,进而影响接头的连接强度.     

Ti(C,N)基金属陶瓷与3Cr13不锈钢的真空钎焊

采用AgCuZnNi钎料对Ti(C,N)基金属陶瓷和3Cr13不锈钢进行真空钎焊。研究了钎焊温度和钎焊时间对钎焊接头剪切强度的影响,通过SEM和EDS对Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢接头的显微组织、元素分布及断口形貌进行分析。研究表明:随着钎焊温度和钎焊时间的增加,钎焊接头的剪切强度先增大后减小。在钎焊温度为820℃,钎焊时间为10 min的工艺条件下,钎焊接头的结合强度达到最大,其剪切强度为154 MPa。Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢焊缝由Ag基固溶体和Cu基固溶体构成。Ag基固溶体主要集中在焊缝的中部,而Cu基固溶体大多数分布在焊缝两侧与母材结合。Ti(C,N)基金属陶瓷/3Cr13不锈钢接头断裂主要发生在Ti(C,N)基金属陶瓷侧,其断裂方式为脆性断裂。     

钎焊温度对SiC/YG8接头微观组织的影响

在保温时间为5min、钎焊温度为940~990℃条件下,采用CuMnNi钎料钎焊SiC陶瓷与YG8硬质合金.利用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对接头的微观组织进行分析,研究钎焊温度对接头微观组织的影响.结果表明:在靠近SiC一侧生成一层带状反应层,主要由Cu基固溶体、硅化物、碳和碳化物组成;焊缝主要由基底Cu基固溶体以及Mn、Si、Co、Cu、Ni元素形成的化合物组成.随着钎焊温度的增加,焊缝的宽度减少,焊缝中心的Cu基固溶体基底减少,而化合物相增多.     

元素Cu对BNi-7钎料组织和润湿性能的影响

在钎焊温度为980℃,保温时间为30 min的条件下,向BNi-7钎料中添加质量分数为9%的合金元素Cu,利用扫描电镜、同步热分析仪以及对比实验,分析元素Cu对BNi-7钎料微观组织、熔化特性以及润湿性能的影响.结果表明,添加合金元素Cu,钎料润湿铺展过程中相的种类不变,但Ni基固溶体厚度增加,共晶组织里的韧性Ni(Fe,Cr,Cu)固溶体数量增加;随着合金元素Cu的添加,钎料的固液相线温度逐渐降低,但熔化温度范围增大;对于添加9%Cu的BNi-7钎料,由于前驱膜的变宽,促进了钎料的润湿,润湿性能良好.     

采用BNi-2钎料真空钎焊0Cr18Ni9不锈钢管材

针对实际应用中常需要获得异型接头这一目的,采用BNi82CrSiB(BNi-2)钎料钎焊套接0Cr18Ni9不锈钢管材,研究了冷却方式、钎焊温度、保温时间和装配间隙对接头组织结构和力学性能的影响.结果表明:管材套接的特殊结构,填缝间隙对接头影响较大,当间隙过小为5~10μm时,易出现填缝不足导致无法形成完整接头,接头强度下降;但间隙过大为250~300μm,钎缝中形成大量脆性相并产生微裂纹;冷却方式对组织影响较小,但15℃/min的冷却速度所得接头强度较低;钎焊温度升高或保温时间延长,最大间隙值增大,母材出现溶蚀,性能影响较小.钎焊温度为1 050℃,保温时间为10 min,装配间隙为20~50μm,随炉冷却所得钎焊接头显微组织结构中未出现共晶组织和金属间化合物,接头性能最高.     

纯Fe钎焊凝固过程的模拟计算

为研究Fe元素对不锈钢钎焊接头及镍基钎料钎焊接头组织的影响,采用BNi-2+40％(质量分数)BNi-5混合钎料对纯Fe进行真空钎焊,运用金相分析、扫描电子显微镜(SEM)分析、能谱仪(EDS)分析,结合Thermo-Calc及Dictra软件,研究纯Fe钎焊接头显微组织、钎缝成分分布、相组成和元素扩散情况.结果表明,纯Fe钎缝主要由γ-Ni固溶体和Cr-B金属间化合物组成;通过Thermo-Calc和Dictra软件计算,温度冷却至1 173 K时钎料仍未凝固结束,凝固过程中发生了共晶反应,此时相组成及元素扩散行为的计算结果与试验结果基本吻合,可在一定程度上指导钎焊新工艺的制定.     

国产耐热合金钎料与进口钎料焊缝组织对比分析

利用真空钎焊方法,分别采用国产BNi-2和进口BNi-2钎料,对GH1035高温合金进行钎焊,通过对比不同宽度焊缝的焊缝组织,得出国产钎料焊缝宽度大于80μm时,焊缝中间存在共晶组织;当焊缝宽度在50～80μm时,焊缝主要组织为固溶体组织;焊缝宽度小于50μm时,焊缝出现夹渣等缺陷．而在与国产钎料同等宽度焊缝中,因进口钎料钎焊温度较高,焊缝组织主要为固溶体组织,焊缝及界面处元素浓度变化曲线较国产钎料平缓,焊缝组织优于国产钎料,界面处元素扩散好于国产钎料．     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了15％SiCp／3003Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明：采用HL402 0．4％mg 0．1％Bi钎料配合钎剂Qj201钎剂，在钎焊温度615℃，保温6min，在3kPa的恒压力作用下，钎料铺展好，钎焊缝致密，获得了较高质量的复合材料钎焊接头，接头剪切强度最高可达35MPa。试验还表明，钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素，接头区Al-SiC、SiC-SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因。     

纳米TiO_2对SnAgCu无铅钎料组织和性能的影响

为提高钎料的抗热疲劳性,制备了添加纳米TiO_2的复合SnAgCu无铅钎料,对其组织、熔点、显微硬度和钎料接头力学性能进行了研究.结果表明,纳米TiO_2颗粒的添加明显细化了钎焊组织,改善了钎焊接头的力学性能和热稳定性能.其中添加0.5%纳米TiO_2颗粒的复合钎料具有最优的综合性能,与SnAgCu无铅钎料相比,熔点降低1.7℃,接头界面的金属间化合物(IMC)层厚度约为4.9 m,相比于SAC钎料(9 m)显著减小,抗拉强度和抗剪强度分别为69.3 MPa和72.6 MPa,分别提高了26.7%和21.2%.     

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.