锌基钎料性能及钎焊工艺研究

主要研究了两种锌基纤料的性能和钎焊性能,自制了两种锌基钎料Ｚｎ－５Ａｌ和Ｚｎ－７Ａｌ－４Ｃｕ。首先测试了两种合金的强度,塑性和冲击韧性,然后测试了它们的润湿性、钎焊强度等,对钎料合金的组织也进行了观察分析。     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

活性剂对锌基钎料助焊剂物理性能及铺展性能影响

锌基合金是一种比较理想的高温无铅软钎料,但是锌基钎料的润湿性比较差,严重阻碍了其推广和应用。活性剂可以提高钎料的润湿性,本文研究了在常用的锌基助焊剂中,不同比例的活性剂含量对锌基钎料助焊剂的物理性能及Zn20Sn钎料的铺展性能的影响。研究结果表明:当添加的活性剂质量分数为3%左右时,助焊剂的不粘性、腐蚀性、不挥发物含量、稳定性均满足国家标准,并且可以得到饱满、平整、光滑的钎焊接头。     

快速凝固Al-Zn-Si基钎料性能的研究

利用单辊急冷设备制备了系列Al Zn Si薄带钎料,并对其熔点、润湿性、接头强度及微观组织进行了分析.试验结果表明,快冷的钎料润湿性和抗拉强度都高于普通钎料;快冷钎料晶粒尺寸为0.6μm以下,且分布均匀.快冷钎料活性大,在钎焊过程中与母材作用能力强,是快冷钎料润湿性和接头抗拉强度高的主要原因.     

铝铜连接的感应钎焊工艺

为使钎焊技术进一步提高,采用Zn-Al钎料对Al与Cu进行了感应钎焊连接研究,利用扫描电镜、X射线衍射和室温压剪试验等分析手段对接头的微观组织和室温剪切强度进行实验。结果表明,利用Zn-Al钎料可以实现Al与Cu的连接;接头的界面结构为Al/Al基固溶体＋Al-Zn共晶组织＋CuAl2金属间化合物/（Cu,Zn）固溶体层/Cu;在电流为340 A、时间为9 s的钎焊条件下,接头的剪切强度在室温下达到128.5 MPa。     

钎焊间隙对镍基非晶态及晶态钎料接头强度的影响

系统研究了Ｎｉ８２．５Ｃｒ７Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分的非晶态及晶态钎料不同的钎焊范下真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢时接头强度随钎焊间隙变化的特征及与钎缝组织的对应关系。结果表明，接头强度随钎焊间隙的变化存在平台值现象，平台对应的两个特征钎焊间隙分别称为最小可用钎焊间隙（Ｗｍｉｎ）和最大可用钎焊间隙（Ｗｍａｘ）；从保证得较高接头强度考虑，钎焊间隙选择不应大于Ｗｍａｘ；在两个特征钎焊间隙内，钎焊间     

散热器用钎料的成份改进及性能探讨

本文根据金属学原理及钎焊润湿性原理，以铅－锡钎料为基，以降低钎料熔点和增加其润湿性为目的，以Ａｇ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｂｉ为改善钎料的添加元素，通过正交试验，提出了一种含锡量的１４％的新钎料。这种新钎料的工艺性能可与含锡４０％的铅－锡钎上媲美。     

氧化物陶瓷与Ag－Cu－Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化铬陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３～１３２３Ｋ）和保温时间（０～３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律，扫描电镜和Ｘ射线衍射分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着温度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低子１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ和ＣｕＴｉ２，此时，反应层是按Ａｌ２Ｏ３／Ｔｉ２Ｏ＋Ｔｉ０／Ｔｉ２Ｏ＋ＴｉＯ＋ＣｕＴｉ２／ＣｕＴｉ２／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，对于氧化锆陶瓷，在整个试验温度范围，反应产物均为γ－ＡｇＴｉ３和δ－ＴｉＯ，反应产物也是按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布的．     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.     

机械合金化无铅钎料Sn-9Zn研究

利用 X射线衍射仪、差示扫描量热计 ( DSC)、扫描电镜 ( SEM)对 Sn-9Zn粉末的机械合金化进程进行了研究 .结果表明 :机械合金化和热铸法一样是一种制备钎料合金的方法 ;金属粉末的最终颗粒尺寸可以通过合适的工艺参数来控制 ;粉末尺寸可减小到 5～ 2 0μm ;1 %松香 (助磨剂 )的加入使 MA进程的加速作用最为显著 ,但松香也可能对金属粉末起污染作用 .     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

微量Nd对Sn-9Zn钎料特性及焊点组织与性能的影响

研究Sn-9Zn中添加微量稀土元素Nd对合金显微组织和铺展性能的影响,对比分析Sn-9Zn-xNd(x=0,0.1,0.5)钎料/Cu焊点界面微观特征及力学性能。结果表明:微量Nd元素在Sn-9Zn合金中能够显著细化组织,但添加量为0.5%时合金中形成了"十字状"NdSn3金属间化合物(IMC)。钎焊温度较低或时间较短时,微量Nd添加能够改善Sn-9Zn合金在Cu基板上的铺展性能;但是在温度较高或时间较长的钎焊工艺条件下,由于Nd元素的严重氧化导致钎料铺展性能明显下降。在Sn-9Zn中添加0.1%Nd,在界面处形成了均匀细密分布的"毛绒状"共晶组织,能够提高焊点结合性能;Nd添加量为0.5%时,成分偏聚引起的组织不均匀导致焊点力学性能下降。     

机械合金化无铅纤料Sn—9Zn研究

利用X射线衍射仪、差示扫描量热计（DSC）、扫描电镜（SEM）对Sn-9Zn粉末的机械合金化进程进行了研究。结果表明：机械合金化和热铸法一样是一种制备钎料合金的方法；金属粉末的最终颗粒尺寸可以通过合适的工艺参数来控制；粉末尺寸可减小到5-20μm；1%松香（助磨剂）的加入使MA进程的加速作用最为显著，但松香也可能对金属粉末起污染作用。     

快凝锡基软钎料的浸润性研究

引入了快冷锡基软钎料的浸润性模型,并进行了计算处理．结果表明,经过快冷加工后,锡基软钎料的钎焊浸润角变小,浸润性得到了改善,钎焊接头强度有所提高;钎焊温度对浸润性影响很大,并随着温度的提高,液态快冷钎料的表面张力降低,浸润角随之变小．     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。     

Ag对Sn-57Bi无铅钎料组织和性能的影响

研究了在Sn-57Bi近共晶合金的基础上加入少量的Ag后对Sn-57Bi钎焊料铸态组织、抗拉强度和Sn-57Bi／Cu焊接性能的影响。试验结果表明，ωAg=0．1％～1．0％可使合金的共晶组织变细，β-Sn枝晶相的尺寸变小，提高其抗拉强度；使Sn-57Bi／Cu接头的剪切强度有所提高。     

氧化物陶瓷与Ag—Cu—Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化锆陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３－１３２３Ｋ）和保温时间（０－３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律。扫描电镜和Ｘ射线分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着漫画度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低于１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ，ＴｉＯ和Ｃ     

塑性高温活性钎料的研究

根据液相线温度t≥ 110 0℃、冷变形总量ε总 ≥ 40 %要求设计了PdNiTi系、AuPdNiTi系列高温活性钎料 ,对 2种钎料系列的熔化特性、加工性能、润湿性进行了实验研究 .结果表明 :PN - 2 ,APN - 2高温活性钎料具有良好的塑性变形能力 ,对结构陶瓷具有优异的润湿性 ,可直接钎焊结构陶瓷和结构陶瓷 /金属组件     

微量Si,Sb,Ce对高磷铜钎料的影响

本文研究了微量Si,Sb,Ce对高磷钢钎料的组织、冷热变形行为、焊接性以及对紫铜和镀镍低碳钢板的可焊性的影响。讨论了高磷钢钎料的冷热变形断裂原因。微量添加剂改善了钎料的加工性能和焊接性,其中Sb,Ce的效果又优于Si。