6A02铝合金接触反应钎焊接头组织及抗剪强度

使用T2铜箔作为中间层,采用真空接触反应钎焊方法进行6A02铝合金的连接试验。采用扫描电镜分析、能谱分析和强度分析等方法,分析了钎焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响。结果表明,采用铜箔真空接触反应钎焊6A02铝合金时,钎焊接头两侧易出现溶蚀缺陷,且连接温度越高、保温时间越长,溶蚀的程度越严重,钎缝中没有发现钎焊时常见的气孔、夹渣等缺陷,采用接触反应钎焊可以得到致密的钎焊接头。当连接温度为560℃时,钎焊接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl_(2)和Mg_(2)Si;当连接温度为570℃,580℃时,钎缝中出现短杆状的ω-FeCu_(2)Al_(7)组织,接头组织为6A02合金、α-Al固溶体、CuAl_(2),Mg_(2)Si和ω-Fe Cu_(2)Al_(7);当连接温度为570℃、保温时间为30 min时,获得的接头抗剪强度最高为38.5 MPa,且接头断裂位于6A02钎缝中脆性的CuAl_(2)化合物反应层。

接触反应钎焊中间层材料的选择原则——接触反应共晶液相产生的方向性

以Al/Cu ,Al/Si接触反应偶为例 ,研究了不同基体与反应材料组合下 ,共晶液相的产生及其铺展行为。结果表明 :Al/Cu ,Al/Si接触反应偶中共晶液相的产生具有明显的方向性—优先在Al侧产生 ,这是扩散偶之间的互扩散系数不等所造成的必然结果。而在接触反应钎焊的中间层材料选择过程中 。

Mg/Cu接触反应钎焊中共晶液相的产生及铺展行为的研究

研究Mg/Cu接触反应共晶液相产生的方向性以及共晶液相在Mg、Cu基体表面的铺展行为,揭示了加热温度和保温时间对共晶液相在铜基体表面铺展面积的影响规律。结果表明,Mg-Cu共晶液相优先在Cu/Mg扩散偶的镁一侧形成,其与基体存在润湿铺展和晶间渗透两种作用,其中共晶液在铜基体上以润湿铺展为主,而在镁基体上以晶间渗透为主。加热温度520℃、保温时间超过15 min时,Cu/Mg扩散偶共晶液相开始在铜基体表面铺展,随着保温时间的延长,铺展面积呈现先快速增加后慢速增加的变化规律。随着加热温度的升高,Cu/Mg扩散偶共晶液相在铜基体表面的铺展面积呈现先增加后减小的变化规律。

Al/Cu/Al接触反应液相行为及其连接

采用模拟的方法 ,系统研究了Al/Cu接触反应及其液相行为的特点 ,并运用金属学中表面扩散和晶界扩散等理论进行了理论探讨。研究结果表明 ,在接触反应中Al/Cu共晶液相的行为包括 :一方面液相沿Al基体表面优先反应铺展 ;另一方面在基体深度方向上也有明显的晶间渗透作用。其中前者可以促进接头间隙内产生均匀的液相填充层 ;后者则是接头牢固接合的保障。同时为确定Al/Cu/Al接触反应钎焊工艺参数 ,研究了工艺参数对接触反应中共晶液相铺展行为的影响 ,结果表明 5 70～ 5 80℃的反应温度和 15min的保温时间是Al/Cu接触反应钎焊比较适合的工艺参数。在此基础上 ,本文采用Cu箔作中间层进行Al的接触反应钎焊 。

原位接触反应法制取TiC颗粒增强Al复合材料的研究

利用原位接触反应法成功地制取了ＴｉＣ颗粒增强Ａｌ复合材料．ＴｉＣ颗粒尺寸为微米至纳米级，基本上无点阵缺陷．颗粒与基体α－Ａｌ之间界面干净，无界面反应层．材料具有较好的综合力学性能．

铝接触反应钎焊的成缝行为

接触反应钎焊 (CRB)利用中间层材料与母材的冶金反应产生液相实现连接 ,因此可以弥补常规毛细钎焊工艺的某些不足。本文采用Si作为中间层介质进行了铝的接触反应钎焊 ,并得到良好的接头。在此基础上 ,采用经典扩散理论对接触反应钎焊过程中Si中间层的液化及钎缝液相层的形成过程进行了理论分析和计算。结果表明 ,中间层的液化是一个以秒为数量级来衡量的瞬时过程 ;随着中间层厚度的增厚 ,液化时间也逐渐增长 ;而钎焊温度对中间层的液化时间没有明显的影响。同时对钎缝液相层厚度与保温时间之间的定量关系计算结果表明 ,保温时间越长 ,中间层液相的厚度越大 ,并且温度越高 ,增长的趋势越大 ;钎焊温度越高 。

接触反应法解决铝/不锈钢钎焊的缺陷及脆性

为满足不锈钢电加热餐具生产的需要,提出采用接触反应钎焊的方法实现复合电热餐具的铝热管与铝板、铝板与不锈钢板结构的高致密连接.研究表明:Si中间层介质与铝基体之间的共晶反应所产生的Al-Si共晶液相,能够将铝加热管与铝板、铝板与不锈钢板大面积结构致密地连接在一起;接触反应钎焊初期存在Al/Si固相扩散反应的液相反应萌生,该过程与加热阶段Si的固态扩散、液相层扩展和成分均匀化共同构成接触反应钎焊接头成缝过程;接触反应钎焊初期液相反应萌生以Al/Si固相界面的扩散为主要控制过程,其受控干Si向Al基体内的固相扩散速率,液相层的扩展和成分均匀化受控于Al在Al-Si液相中的扩散速率,是液相产生的主要阶段;接触反应钎焊依靠反应液相层的阻隔延迟效应,限制了铝/不锈钢异种材料间脆性化合物的生成,使得反应层薄,钎缝强度高.

铝/铜高频感应接触反应钎焊

对铝/铜异种金属接头的高频感应接触反应钎焊工艺进行了研究,在非真空条件下借助钎剂的去膜作用,实现了铝和铜的连接,并根据钎剂去膜过程和对接头力学性能的影响规律优化了钎剂组分.同时借助扫描电镜和能谱分析等分析手段,详细分析了接头的界面结构与物相组成.结果表明,试验中配制的钎剂65%ZnCl2+10%NaCl+25%NH4Cl钎焊效果较好,钎缝厚度约为80μm,钎缝主要由铝基固溶体和化合物Al2Cu弥散相组成,有大量的Zn元素和Na元素扩散进入钎缝,接头抗剪强度可以达到58 MPa.

铝合金/铜/不锈钢接触反应钎焊及晶界渗透行为分析

在Al/Cu接触反应钎焊接头中易出现晶界渗透.为此,通过6063铝合金/镀铜层/1Cr18Ni9Ti不锈钢的接触反应钎焊获得晶界渗透形貌,并对晶界渗透机理进行了初步探讨.结果表明,Al/Cu之间的晶界渗透现象十分显著,在接触反应钎焊温度为570℃,保温时间为60 min时,晶界渗透深度达到了200μm左右;原子向晶界扩散是产生晶界渗透的必要条件,但不是充分条件,产生晶界渗透的关键因素在于晶界与基体原子互扩散通量不等,促使空位向晶界迁移,大量空位向晶界迁移的结果造成晶界出现极其微小的沟槽直至产生细微裂纹,在毛细管力作用下,共晶液相被吸入显微沟槽,从而形成晶界渗透;1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面反应层由Fe-Al金属间化合物构成,与之相邻区域主要含Cu-Al金属间化合物,焊缝组织由Al-Cu共晶及大块状铝的固溶体组成.

复合层对Al接触反应钎焊过程及接头性能的影响

研究了Cu ,Zn复合层对Al接触反应钎焊过程和接头质量的影响规律。Cu和Al形成共晶液相破坏了Al表面氧化膜 ,促使Cu Zn包晶液相和Al Zn Cu共晶液相在Al表面润湿。结果表明 ,采用复合层进行Al接触共晶反应钎焊时 ,Cu和Zn厚度比例合适 。

Ti/Cu/Ti接触反应钎焊微观组织分析

采用Cu作为中间层进行了Ti的真空接触反应钎焊,接头在SEM扫描电镜和光学显微镜下进行微观分析。研究结果表明,Ti/Cu/Ti接触反应钎焊是一个非常剧烈的过程,在900℃、180 s的参数下反应层宽度已达到毫米级。反应区中从Ti侧到Cu侧,微观组织依次为β-Ti(Cu)固溶体、Ti-Cu化合物、Cu(Ti)固溶体。同时发现同一条件下的上、下侧反应区与母材界面形貌各异,分别为直线状和弯曲状。断裂主要发生在Ti侧β-Ti(Cu)固溶体区。

采用冷喷涂铜涂层做中间层的镁合金与钢共晶接触反应钎焊工艺及接头性能

采用厚度为50μm的冷喷涂铜涂层作为中间层,研究了连接温度和保温时间对AZ31B镁合金/钢异种金属接触反应钎焊接头剪切强度的影响规律.通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度和剪切强度试验,研究了AZ31B镁合金/钢钎焊接头界面微观组织和力学性能.结果表明,当连接温度为530℃,保温时间为60 min时,接头抗剪强度达到最大值36.9 MPa.AZ31B镁合金/钢钎焊接头界面反应产物主要为Mg2Cu,α-Mg固溶体和Mg-Cu-Al三元相.Mg-Cu-Al三元相的尺寸和分布,以及08F钢侧是否存在Mg2Cu共晶相共同决定了接头的强度.由钎焊接头断口可知,最佳工艺参数下断裂方式为脆性断裂与韧性断裂的混合方式.

6063铝合金接触反应钎焊接头组织及晶界渗透行为研究

采用Cu箔及Cu箔-Mg粉-Cu箔作为反应层材料,在特定的工艺参数条件下,对6063铝合金进行了真空接触反应钎焊试验,初步分析探讨了钎缝微观组织结构和晶界渗透现象。研究结果表明,单层Cu箔形成的钎缝组织由α-Al固溶体和CuAl_2金属间化合物构成,晶界渗透现象较为严重:使用Cu箔-Mg粉-Cu箔形成的接头组织由Al(Mg,Cu)固溶体、CuAl_2二元金属间化合物、复杂三元金属间化合物及Al_2MgO_4构成,接触反应层中加入Mg粉,晶界渗透出现滞后现象。

Al合金接触反应钎焊接头力学响应及中间层厚度的确定

接触反应钎焊是目前常用的材料连接方法。为了合理选择中间层材料的厚度 ,本文以Si作中间层接触反应钎焊LF2 1铝合金为例 ,采用有限元 (FEM )模拟的办法 ,对不同宽度的钎缝对外加拉伸载荷的力学响应过程进行了数值模拟。结果表明 ,钎缝对外载荷的力学响应的应力集中区位于接头表面的钎缝与基体的界面处 ;且最大应力值与外载荷呈线性关系。即钎缝对外载荷的力学响应的实质是对外载荷的线性放大 ,因此本文将此放大系数定义为钎缝的力学响应因子。随着钎缝宽度的增加 ,其力学响应因子增大 ,钎缝的承载能力降低。在试验证明FEM计算结果的可靠性的基础上 ,给出了Si为中间层进行LF2 1铝合金接触反应钎焊时 ,其合适的钎缝宽度范围是 5 0～80 μm。最后本文根据相图对相应的Si中间层厚度进行了理论计算 ,得到Si中间层的厚度范围为 6 .6～ 10 .0

接触反应法制备颗粒增强型金属基复合材料

介绍了一种新型的金属基复合材料的制备方法——接触反应法,对比分析用该法制得的复合材料的组织和性能表明,复合材料具有弥散和细小(<0.1μm),且均匀分布的组织特点和优良的室温和高温力学性能。

碳对接触反应法制备TiC-Al_2O_(3P)/Al复合材料组织的影响

以Al、TiO2、C为原材料,用接触反应法制备了TiC-Al2O3P/Al复合材料,采用XRD和SEM手段测定了材料的相组成、组织形貌及相分布,分析了碳含量对组织的影响。试验结果表明,该复合材料主要由分布于Al基体中的球状或近球状的TiC颗粒、不规则的Al2O3颗粒和少量的TiAl3组成,且随含碳量的增加,TiAl3减少;当C和TiO2比超过1.5后,TiAl3基本消失,但出现TiC2相。

接触反应钎焊技术研究进展

综述了国内外关于接触反应钎焊工艺试验和连接机理的研究进展,介绍了钎焊温度、保温时间、中间层厚度和连接压力对同种和异种材料接触反应钎焊接头性能的影响,认为中间层材料的选择对于保证异种材料接触反应偶中共晶液相的产生及控制其方向性非常重要。基于接触反应钎焊连接机理动力学模型,将钎焊界面形成过程分为固相点接触扩散阶段、液相产生阶段、液相扩散阶段、等温凝固阶段和残余液相析出阶段,总结了各个阶段的特点。对接触反应钎焊技术的研究趋势进行了预测,认为一些新型中间层材料及中间层制备技术的研发有助于拓展接触反应钎焊技术的应用。该方法的连接机理的数学模型和数值模拟技术还需要进一步研究和探讨。

精密波导件接触反应钎焊连接技术

对毫米波器件在惰性气体保护下的接触反应钎焊进行了研究。分析了影响钎焊质量的工艺因素及应采取的措施。运用所研制的工艺，可以保证毫米波器件的各项精度指标，并达到电气性能的要求。

超短接触反应器气固快分装置的数值模拟

A gas-solids fast separator was studied for its potential application in the process of coal pyrolysis to acetylene in plasma.The CFD method was employed to simulate the flow behavior in the gas-solids fast separator based on the realizable k-ε turbulence model and the discrete particle model(DPM).The separation efficiency and residence time of gas phase in the gas-solids fast separator could be calculated.The numerical simulations were validated by the experimental results at a low velocity of the inlet gas(e.g.,4 m·s-1).With the increase of gas velocity at the inlet,the separation efficiency was increased,and the residence time of gas phase was reduced accordingly.The separation efficiency approached 100% when particle diameter was larger than 20 μm.When inlet velocity was 100 m·s-1,the mean residence time of gas phase was about 35 ms.To be noted,the performance of the gas-solids fast separator could be improved,for example by shortening the length of the separator,with a reduced residence time of gas phase at ～20 ms.It is expected that the gas-solids fast separator can meet the stringent demand of the coal pyrolysis to acetylene process for the milliseconds reaction,quench and separation.

铝合金与不锈钢接触反应钎焊接头微观组织分析

采用Ag-Ni复合镀层,在钎焊温度580℃,保温时间1～20min的条件下,对6063铝合金与1Crl8Ni9Ti不锈钢进行了接触反应钎焊试验,初步分析了接头的微观组织及镀Ni层的作用效果。结果表明,在钎焊时间较短时,钎缝主要由Al(Ag)固溶体与Ag-Al化合物构成;钎焊时间超过20min,Ag-Al化合物含量显著增加,镀Ni层对防止生成Al-Fe脆性金属间化合物的作用效果减弱。