急冷型SnAgCu系釬料合金釬焊工藝及接頭性能

成功研制一種適合于tini形狀記憶合金與不銹鋼異質(zhì)材料釬焊,并可安全應用于醫(yī)學領域的新型agcuznsn銀基釬料。對agcuznsn系釬料的熔化特性、微觀組織、釬焊工藝特性及接頭力學性能進行了研究。結果表明,所研制agcuznsn銀基釬料成分為ag51~53cu21~23zn17~19sn7~9,固相線溫度為590.0℃,液相線溫度為635.3℃。該釬料主要由α-ag固溶體、α-(cu,zn)固溶體和ag-cu共晶相組成,并含有少量cu41sn11、agzn、ag3sn、cu5zn8等化合物。采用該釬料釬焊tini形狀記憶合金與不銹鋼,接頭強度達320~360mpa,同時tini形狀記憶合金性能損失較小。新型釬料熔點低、釬焊冶金特性優(yōu)異,釬焊接頭界面冶金結合平直、致密。

對銀銅基釬料用于安裝釬焊進行了分析研究。通過模擬試驗及x光、金相、性能等檢測,確定出該釬料釬焊工藝參數(shù)。試驗結果表明,該釬料可滿足安裝釬焊、脫焊的工藝需要,解決了銅基釬料的存在的問題。

為實現(xiàn)al2o3陶瓷與可伐合金的可靠連接,分析影響接頭力學性能的因素,測試了al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金釬焊接頭的抗剪強度,通過光學顯微鏡、sem及eds對斷口形貌、成分進行分析,確定了斷裂路徑.研究表明,釬焊溫度為900℃,保溫時間為5min時,接頭抗剪強度最高,達144mpa.此時,斷裂大部分發(fā)生在al2o3陶瓷/釬料界面處,小部分發(fā)生在界面中的tife2、tini3金屬間化合物層.釬焊溫度升高,保溫時間延長時,界面上出現(xiàn)大量的tife2、tini3金屬間化合物,界面性能弱化,斷裂發(fā)生在tife2、tini3金屬間化合物層,造成al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金接頭連接強度降低.

針對tc4鈦合全蜂窩壁板結構,采用非晶態(tài)ti-zr-cu-ni箔狀釬料,研究了釬焊溫度、保溫時間對鈦合金蜂窩壁板結構釬焊接頭組織及接頭強度的影響,優(yōu)化出tc4鈦合金蜂窩壁板結構最佳釬焊工藝為930℃/12min。

BAg25CuZn銀基釬料對不同材質(zhì)銅管匹配釬焊工藝

為了連接變形鎂合金az31b,以al基釬料對變形鎂合金az31b進行高頻感應釬焊。采用掃描電鏡、x射線衍射儀、x射線能譜等分析釬焊接頭的顯微組織及釬縫物相,測試釬焊接頭的力學性能及顯微硬度。結果表明:在釬焊過程中熔融的al基釬料與固態(tài)的az31b母材發(fā)生強烈的合金化作用,原始釬料中均一的mg32(al,zn)49相在釬焊后完全消失,同時在釬縫中生成α-mg、β-mg17(al,zn)12相。釬焊搭接接頭的平均抗剪強度達到44mpa,對接接頭的平均抗拉強度達到71mpa。接頭的斷裂形式為沿晶脆性斷裂,斷裂產(chǎn)生在β-mg17(al,zn)12硬脆相處。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計等測量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學成分,研究分析了釬焊接頭強度的變化規(guī)律。結果表明,焊后母材中的強化相由質(zhì)點轉變?yōu)榘鍡l狀;氮氣保護條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強度;無氮氣保護的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴重影響了釬焊接頭的強度。

研究了釬焊溫度對釬焊接頭微觀組織的影響,并利用圖像軟件imageproplus確定了不同初始凝固溫度下α(al)相在釬焊接頭中的體積分數(shù)。結果表明:隨著初始凝固溫度增加,α(al)相所占的比例增大。通過成分分析(epma)和硬度測試,分析了硅擴散層的特征。壓痕法測試結果表明:不同初始凝固溫度下獲得的同種組織,其力學和物理等綜合性能不同,從而造成整個釬焊接頭力學性能的差異。

分別研究了四種銀基釬料,參照有關國家標準,評價了其釬焊tb2/不銹鋼的釬焊工藝性能,優(yōu)選出一種釬料并確定了最佳的釬焊工藝參數(shù),同時研究了其釬焊工藝與tb2合金熱處理的匹配性。

介紹了粉狀鋁基釬料的制備方法,探討了粉狀鋁基釬料的工藝性能。從表面張力的角度出發(fā),討論了粉末粒度、氧含量、加熱速度、加熱均勻性、釬料釬劑比例等因素對高頻鋁材釬焊工藝和性能的影響。結果表明:用粒度在150~180μm的粉狀鋁基釬料釬焊鋁材,其釬焊剪切強度較高;加熱速度較快、加熱盤溫度均勻的釬焊效果較好;釬料釬劑的比值在10∶8~10∶10范圍釬焊效果較好。

新設計了ti-zr-cu-ni-co系鈦基釬料,相對于bпp16釬料,其zr含量有所提高,而cu,ni,co三種合金元素的總含量低于bпp16釬料中cu,ni的總量。在960℃/10min的真空加熱條件下,進行了兩種釬料對tc4合金的熔化實驗和連接實驗。通過sem和xeds分析了接頭組織和微區(qū)成分。釬焊接頭力學性能試驗結果表明,使用新釬料對應接頭沖擊韌性值為31.55j/cm3,比bпp16釬料提高了56%,同時接頭的剪切強度提高約20%。

研究了ti3al基合金真空釬焊及接頭組織性能;分析了不同釬料對接頭界面組織和剪切強度的影響,初步優(yōu)選了釬料,優(yōu)化了釬焊連接規(guī)范參數(shù);利用電子探針、掃描電鏡和x射線衍射等方法對接頭進行了定性和定量分析。結果表明:采用nicrsib釬料連接時,在界面處有金屬間化合物tial3、alni2ti和ni基固溶體生成,tial3和alni2ti的生成降低了接頭的剪切強度;采用tizrnicu釬料連接時,在界面處有金屬間化合物ti2ni、ti(cu,al)2和ti基固溶體生成,ti2ni和ti(cu,al)2的形成降低了接頭的剪切強度;采用agcuzn釬料連接時,在界面處生成ticu、ti(cu,al)2和ag基固溶體,ticu和ti(cu,al)2的生成是降低接頭剪切強度的主要原因;采用cup釬料連接時,在界面處生成了cu3p、ticu和cu基固溶體,cu3p和ticu使接頭的剪切強度降低;對于nicrsib釬料,當連接溫度為1373k,連接時間為5min時,接頭的剪切強度最高為2196mpa;對于tizrnicu釬料,當連接溫度為1323k,連接時間為5min時,接頭的最高剪切強度為2596mpa;對于agcuzn釬料,當連接溫度為1173k,連接時間為5min時,接頭的最高剪切強度為1254mpa;對于cup釬料,當連接溫度為1223k,連接時間為5min時,接頭的最高剪切強度為986mpa;采用tizrnicu

配合alf3-csf-kf系釬劑,用研制的al-si-cu基低熔點釬料560℃溫度下爐中釬焊了6063鋁合金厚板.利用掃描電鏡、透射電鏡及能譜分析等手段對釬焊接頭的微觀組織進行了觀察和分析.借助力學實驗儀對厚板釬焊接頭的剪切強度進行了測定.結果表明,釬焊接頭顯微組織由α(al)-cual2共晶及si相組成.由于釬料中加入的ni、re等元素,cual2相為均勻分布的枝狀晶,si相經(jīng)變質(zhì)處理成球狀,細小分散,鑲嵌在cual2枝晶中.通過透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn),釬縫組織中有一定量的彌散相,存在亞穩(wěn)定針狀θ″.剪切強度試驗結果表明,使用al-si-cu基釬料6063鋁合金接頭的抗剪切強度平均達到62.5mpa,比使用hl401釬料釬焊接頭的抗剪切強度平均高14.5%.

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

用非晶鎳基釬料和普通晶態(tài)釬料在不同的溫度下真空釬焊不銹鋼,分析了接頭的力學性能、元素分布和顯微組織。研究表明,釬焊接頭的焊接質(zhì)量在1000℃以下隨溫度升高而增強,采用非晶釬料的接頭強度明顯好于普通晶態(tài)釬料。

研究了釬焊溫度對ni-p系釬料鋪展性能及其真空釬焊0cr13不銹鋼接頭力學性能的影響。結果表明,ni-p系釬料鋪展面積隨釬焊溫度的升高而增大,并且相同溫度下不含cr的ni-p釬料鋪展面積大于ni-cr-p的鋪展面積;釬焊溫度從925℃升高到1000℃過程中,ni-p、ni-cr-p釬料釬焊不銹鋼接頭的室溫剪切強度均增大,并且在相同釬焊工藝下,不含cr的ni-p釬料釬焊不銹鋼接頭室溫剪切強度優(yōu)于ni-cr-p釬焊接頭強度30～40mpa;ni-p系釬料釬焊接頭高溫強度隨溫度升高而下降,測試溫度超過500℃時,相同溫度下含cr的釬料能夠提高釬焊接頭強度0～30mpa。

以al基釬料對變形鎂合金az31b進行了高頻感應釬焊,研究了變形鎂合金az31b釬焊接頭的釬縫物相和力學性能。采用掃描電鏡、x射線衍射儀、x射線能譜分析儀等分析了接頭的界面組織及釬縫生成相,測試了接頭的抗拉強度及界面生成相的顯微硬度。結果表明:釬縫中釬料與母材發(fā)生界面反應生成α-mg,-βmg17(al,zn)12相。釬焊搭接接頭平均剪切強度為27mpa,對接接頭平均抗拉強度為42mpa。對接接頭斷口的主要斷裂形式為沿晶脆性斷裂,斷裂主要產(chǎn)生在-βmg17(al,zn)12硬脆相處。

錳基釬料釬焊不銹鋼接頭組織和性能

采用自制bmn50nicucrco釬料真空釬焊ocr13不銹鋼,對其釬焊接頭的顯微組織和室溫及高溫力學性能進行了研究.結果表明:接頭組織由mn-ni-cu-fe-cr-co固溶體組成,其顯微硬度明顯高于母材;釬縫室溫強度可達275.0mpa,隨測試溫度升高逐漸降低,在400℃時降至230.5mpa,測試溫度進一步升高,強度明顯下降,500℃、600℃分別為164.4mpa和96.3mpa.

用光學顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對高強度za合金釬焊接頭的顯微組織形態(tài)及其特征、性能及界面區(qū)的相組成等進行了研究分析。結果表明,用研制的新型高強軟釬料釬焊高強度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構成較復雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強度和韌性,少量細小的化合物可強化基體組織,有利于強度的提高;但連續(xù)層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測試結果表明釬焊接頭具有較高的力學性能,延伸率高于母材

用ti-cu-ni,ti-cr-zr釬料在tig電弧加熱條件對ta2和ti-6al-4v鈦合金進行釬焊。結果表明:用ti-cu-ni釬料釬焊ta2和ti-6al-4v鈦合金的搭接接頭強度分別是418.3mpa和439.6mpa;用ti-cr-zr釬料釬焊ta2和ti-6al-4v鈦合金的搭接接頭強度分別是575.2mpa和656.1mpa。對ti-cu-ni釬料/母材界面分析認為固液異分化合物η相((cu,ni)ti2)生成時呈筍狀生長,嵌入釬縫對釬縫的強度提高有利。對ti-cr-zr釬料/母材界面分析,認為主要是固溶體β-ti(cr)存在提高了釬縫強度。