Brazing temperature-dependent interfacial reaction layer features between CBN and Cu-Sn-Ti active filler metal

CBN/Cu-Sn-Ti(CBN: cubic boron nitride) composites are prepared by active brazing sintering at 1123 K,1173 K, 1223 K and 1273 K, respectively. The effects of brazing temperature on the wettability, interfacial characteristics, and elemental distribution variations are fully investigated. When the brazing temperature is below 1223 K, completely uncoated and/or partially coated CBN particles with sharp edges can still be observed, and the reaction layer, mainly composed of Ti N and Ti B2, appears to be thin and uneven.When the brazing temperature is 1223 K, all CBN particles are completely coated, suggesting that adequate wetting has taken place. Besides, as Ti diffuses thoroughly and enriches the interface, the reaction layer, filled primarily by Ti N, Ti B2 and Ti B, becomes thicker(about 1.30 μm), more uniform, stable and continuous. Further increasing the temperature to 1273 K is unnecessary or even harmful as the reaction layer thickness undergoes negligible change yet some tiny micro-cracks appear on the interface, which may likely deteriorate the grinding capability of the final brazing products.

单层钎焊立方氮化硼砂轮工作面磨粒包埋深度的确定

以Ag-Cu-Ti合金为钎料在真空炉中实现了CBN磨粒与45钢基体的钎焊连接,运用红外光谱仪测试了钎焊磨粒内部的残余应力,分析了最大残余拉应力对磨粒强度的影响,据此优选了钎焊CBN砂轮工作面上磨粒的包埋深度。结果表明:当包埋深度不同时,尽管钎焊磨粒内部的残余应力分布差异较大,但最大残余拉应力始终位于磨粒与钎料顶层截面的边缘位置,并且最大残余拉应力与包埋深度不存在线性关系;为提高钎焊CBN磨粒强度和确保砂轮容屑空间,磨粒包埋深度应控制在其自身高度的30%～40%之间。

缓冲层添加方式对钢/银基钎料钎焊接头的影响

对比研究了两种缓冲层添加方式对钢/银基钎料钎焊接头组织和强度的影响。结果表明,采用复合钎料,缓冲层与钎料界面结合较好,界面洁净;预置缓冲层试样缓冲层Cu与钎料结合稍差。复合钎料钎焊接头抗剪强度高于预置缓冲层钎焊接头抗剪强度。

电子束钎焊接头组织分析

采用自主开发的电子束钎焊系统,对不锈钢毛细管板结构进行钎焊,通过电子探针显微分析仪研究了不同电子束钎焊规范下BN i-2钎料与管壁基体界面合金元素的分布,分析了钎料和界面区各相的化学组成.研究表明:在加速电压60 kV,束流6.5 mA,加热时间37 s,扫描幅值0.5的电子束钎焊规范下,管板接头质量满足技术规范要求;随着电子束输入功率或功率密度增大,钎料和管壁的相互扩散作用增强,导致过渡层厚度增加,毛细管壁显著减薄;母材和钎料中合金元素的相互扩散导致过渡层的形成,过渡层主要由硼化铬、硼化镍和镍的固溶体组成.

两种Pd-Ni基高温钎料在Si_3N_4陶瓷上的润湿性

采用座滴法研究了两种钎料PdNi-（15～22）v和PdNi-（16～24）Cr在Si3N4陶瓷上的润湿性。结果表明，两种钎料的熔点及润湿性均有很大差别，PdNi-（16～24）Cr钎料对Si3N4陶瓷的润湿铺展良好。PdNi-（16～24）Cr钎料与Si3N4陶瓷形成的扩散反应层中，Cr元素主要分布在扩散反应层区域，根据各元素所占比例，Cr元素主要与母材扩散出的N元素形成Cr2N相。由于Cr原子向母材界面扩散，从而改善了钎料的润湿性。

CVD金刚石膜的钎焊界面反应层及微结构

借助扫描电镜和电子探针,分析了金刚石与Ag-Cu-Ti活性钎料界面反应层的微观组织结构、界面新生化合物的形成机理以及焊接工艺条件对界面结构的影响,建立了钎焊接头界面结构物理模型。结果表明,在一定的钎焊工艺条件下,金刚石/钎料界面存在灰色的新生化合物TiC,与TiC相邻的是蜂窝状的TiCu相;接头断裂不仅仅发生在TiC相中,有时断裂也发生在TiCu层。钎焊加热温度、保温时间、钎料层的含Ti量对CVD金刚石厚膜与硬质合金的接头结构模型有重要影响。

热扩散对镀锡银钎料界面组织及熔化特性的影响

对带锡镀覆层的银钎料进行热扩散处理,采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）研究热扩散工艺对其熔化温度和扩散界面组织、物相的影响.结果表明,在扩散时间一定条件下,随着扩散温度升高,扩散界面层厚度增加;随着扩散温度升高或扩散时间延长,钎料的固、液相线温度均降低,熔化温度区间缩小;扩散界面层物相主要由棒状Ag3Sn相和块状Cu_3Sn相组成;最佳热扩散工艺为220℃,24 h.经最佳工艺处理后,扩散界面层厚度为9.1μm,钎料中Sn含量为7.2%,此时钎料熔化温度区间为642.34℃~676.37℃.与传统熔炼合金化方法相比,钎料中Sn含量提高近31%.

Si_3N_4/钢的几种钎接工艺比较

实验比较和分析了几种Si3N4/钢钎接工艺的特点。表明,含Ti活性钎料适用于Si3N4/钢的直接钎焊;合适的应力缓和层的选择以及套封结构的使用均能明显提高钎接接头强度。

一种新型非晶钎料钎焊Si_3N_4陶瓷连接界面的研究

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究了钎焊工艺参数对连接界面产物的影响。结果表明,在本文试验条件下,钎焊工艺参数对接头强度的影响主要是由于影响反应层厚度所导致;通过SEM,EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层由两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti-Si,Zr-Si化合物/钎缝中心。

采用Sn-Bi钎料钎焊Bi_2Te_3基热电材料与无氧铜

Bi2Te3基热电材料需与电极Cu连接构成热电模块。采用无铅钎料Sn—Bi及钎剂实现了大气环境中分别直接钎焊P型（Bi，Sb）2Te3与无氧Cu和n型Bi2（Te，Se）3与无氧Cu。观察了接头的组织及Sn，Cu，Bi元素在接头处的线分布和面分布。通过研究表明，Sn元素与p型（Bi，Sb）2Te3的反应比与n型Bi2（Te，Se）3剧烈，在（Bi，Sb）2Te3与Sn—Bi界面处形成了5～7μm的Sn反应层；Cu元素在Cu／Sn—Bi界面处也形成几微米的反应层；温度增加，两种反应的程度均有增加趋势。利用Gleeble1500D试验机测试了两种类型接头的抗剪强度，结果表明，（Bi，Sb）2Te3／Sn—Bi／Cu接头平均抗剪强度为5．1MPa，Bi2（Te，Se）3／Sn—Bi／Cu接头则为4．4MPa，（Bi，Sb）2Te3／Sn—Bi／Cu接头强度分散性高于Bi2（Te，Se）3／Sn-Bi／Cu接头。接头主要断裂于反应层，反应层的成分、组织和厚度是影响接头强度的关键因素。

银铜锡钎料箔材的多层复合制备及性能研究

采用多层复合法经后续热处理工艺制备了银铜锡中温钎料箔材,并对箔材的金相组织、熔化特性、力学性能、物相组成和钎焊性能进行分析表征。结果表明,采用多层复合法制备的银铜锡钎料箔材较铸态合金脆性明显改善,能够在室温下冷冲裁加工成特定尺寸的钎焊片;层状结构方式对多层复合银铜锡箔材的层状组织连续性影响较大,大变形轧制复合过程中会出现合金化、产生中间化合物,并伴随晶粒拉长。所得银铜锡钎料在铜、镍基材上润湿性和铺展性良好,钎焊铜、镍接头力学性能较好。

非晶钎料钎焊接头形成过程研究(英文)

研究了铜基非晶钎料液相的生成和铺展润湿过程。结果表明:非晶钎料由于熔化前固相扩散比较充分,使得钎料中的共晶组织被破坏,生成了大量高熔点的铜固溶体以及铜和镍的化合物,致使非晶钎料产生的液相相对晶态钎料少,因此液相铺展和流动过程较弱。而晶态钎料生成了大量液相,故液相的铺展和流动是晶态钎料钎焊的主过程。由于非晶态钎料非常薄,钎料中原子扩散距离短,有利于快速溶进基材;而普通钎料比较厚,溶解时间较非晶钎料长得多。随钎焊温度的升高和保温时间的延长,钎料残余层的厚度减小。在相同的钎焊温度和保温时间下,非晶态钎料残余层的厚度比晶态钎料小。