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(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新型agcuznsn銀基釬料。對(duì)agcuznsn系釬料的熔化特性、微觀組織、釬焊工藝特性及接頭力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)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(qiáng)度達(dá)320~360mpa,同時(shí)tini形狀記憶合金性能損失較小。新型釬料熔點(diǎn)低、釬焊冶金特性優(yōu)異,釬焊接頭界面冶金結(jié)合平直、致密。

對(duì)銀銅基釬料用于安裝釬焊進(jìn)行了分析研究。通過(guò)模擬試驗(yàn)及x光、金相、性能等檢測(cè),確定出該釬料釬焊工藝參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)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(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)al2o3陶瓷與可伐合金的可靠連接,分析影響接頭力學(xué)性能的因素,測(cè)試了al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、sem及eds對(duì)斷口形貌、成分進(jìn)行分析,確定了斷裂路徑.研究表明,釬焊溫度為900℃,保溫時(shí)間為5min時(shí),接頭抗剪強(qiáng)度最高,達(dá)144mpa.此時(shí),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(shí)間延長(zhǎng)時(shí),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(qiáng)度降低.

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

BAg25CuZn銀基釬料對(duì)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(duì)變形鎂合金az31b進(jìn)行高頻感應(yīng)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(cè)試釬焊接頭的力學(xué)性能及顯微硬度。結(jié)果表明:在釬焊過(guò)程中熔融的al基釬料與固態(tài)的az31b母材發(fā)生強(qiáng)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(shí)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(qiáng)度達(dá)到44mpa,對(duì)接接頭的平均抗拉強(qiáng)度達(dá)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(jì)等測(cè)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(guò)分析測(cè)試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學(xué)成分,研究分析了釬焊接頭強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,焊后母材中的強(qiáng)化相由質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀;氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下,釬焊接頭未見(jiàn)氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴(kuò)散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強(qiáng)度;無(wú)氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴(yán)重影響了釬焊接頭的強(qiáng)度。

研究了釬焊溫度對(duì)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?jǐn)?shù)。結(jié)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(guò)成分分析(epma)和硬度測(cè)試,分析了硅擴(kuò)散層的特征。壓痕法測(cè)試結(jié)果表明:不同初始凝固溫度下獲得的同種組織,其力學(xué)和物理等綜合性能不同,從而造成整個(gè)釬焊接頭力學(xué)性能的差異。

分別研究了四種銀基釬料,參照有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)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(shí)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(duì)高頻鋁材釬焊工藝和性能的影響。結(jié)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(qiáng)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(shè)計(jì)了ti-zr-cu-ni-co系鈦基釬料,相對(duì)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(jìn)行了兩種釬料對(duì)tc4合金的熔化實(shí)驗(yàn)和連接實(shí)驗(yàn)。通過(guò)sem和xeds分析了接頭組織和微區(qū)成分。釬焊接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表明,使用新釬料對(duì)應(yīng)接頭沖擊韌性值為31.55j/cm3,比bпp16釬料提高了56%,同時(shí)接頭的剪切強(qiáng)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(duì)接頭界面組織和剪切強(qiáng)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(duì)接頭進(jìn)行了定性和定量分析。結(jié)果表明:采用nicrsib釬料連接時(shí),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(qiáng)度;采用tizrnicu釬料連接時(shí),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(qiáng)度;采用agcuzn釬料連接時(shí),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(qiáng)度的主要原因;采用cup釬料連接時(shí),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(qiáng)度降低;對(duì)于nicrsib釬料,當(dāng)連接溫度為1373k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的剪切強(qiáng)度最高為2196mpa;對(duì)于tizrnicu釬料,當(dāng)連接溫度為1323k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)度為2596mpa;對(duì)于agcuzn釬料,當(dāng)連接溫度為1173k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)度為1254mpa;對(duì)于cup釬料,當(dāng)連接溫度為1223k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)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(diǎn)釬料560℃溫度下?tīng)t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(duì)釬焊接頭的微觀組織進(jìn)行了觀察和分析.借助力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀對(duì)厚板釬焊接頭的剪切強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)定.結(jié)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(xì)小分散,鑲嵌在cual2枝晶中.通過(guò)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(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,使用al-si-cu基釬料6063鋁合金接頭的抗剪切強(qiáng)度平均達(dá)到62.5mpa,比使用hl401釬料釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)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(xué)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(qiáng),采用非晶釬料的接頭強(qiáng)度明顯好于普通晶態(tài)釬料。

研究了釬焊溫度對(duì)ni-p系釬料鋪展性能及其真空釬焊0cr13不銹鋼接頭力學(xué)性能的影響。結(jié)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(guò)程中,ni-p、ni-cr-p釬料釬焊不銹鋼接頭的室溫剪切強(qiáng)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(qiáng)度優(yōu)于ni-cr-p釬焊接頭強(qiáng)度30～40mpa;ni-p系釬料釬焊接頭高溫強(qiáng)度隨溫度升高而下降,測(cè)試溫度超過(guò)500℃時(shí),相同溫度下含cr的釬料能夠提高釬焊接頭強(qiáng)度0～30mpa。

以al基釬料對(duì)變形鎂合金az31b進(jìn)行了高頻感應(yīng)釬焊,研究了變形鎂合金az31b釬焊接頭的釬縫物相和力學(xué)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(cè)試了接頭的抗拉強(qiáng)度及界面生成相的顯微硬度。結(jié)果表明:釬縫中釬料與母材發(fā)生界面反應(yīng)生成α-mg,-βmg17(al,zn)12相。釬焊搭接接頭平均剪切強(qiáng)度為27mpa,對(duì)接接頭平均抗拉強(qiáng)度為42mpa。對(duì)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(duì)其釬焊接頭的顯微組織和室溫及高溫力學(xué)性能進(jìn)行了研究.結(jié)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(qiáng)度可達(dá)275.0mpa,隨測(cè)試溫度升高逐漸降低,在400℃時(shí)降至230.5mpa,測(cè)試溫度進(jìn)一步升高,強(qiáng)度明顯下降,500℃、600℃分別為164.4mpa和96.3mpa.

用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對(duì)高強(qiáng)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(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,用研制的新型高強(qiáng)軟釬料釬焊高強(qiáng)度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結(jié)晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構(gòu)成較復(fù)雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細(xì)小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強(qiáng)度和韌性,少量細(xì)小的化合物可強(qiáng)化基體組織,有利于強(qiáng)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(cè)試結(jié)果表明釬焊接頭具有較高的力學(xué)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(duì)ta2和ti-6al-4v鈦合金進(jìn)行釬焊。結(jié)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(qiáng)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(qiáng)度分別是575.2mpa和656.1mpa。對(duì)ti-cu-ni釬料/母材界面分析認(rèn)為固液異分化合物η相((cu,ni)ti2)生成時(shí)呈筍狀生長(zhǎng),嵌入釬縫對(duì)釬縫的強(qiáng)度提高有利。對(duì)ti-cr-zr釬料/母材界面分析,認(rèn)為主要是固溶體β-ti(cr)存在提高了釬縫強(qiáng)度。