低压铸造冷却速度对汽车用AlSi7Cu合金组织的影响

采用不同的涂料厚度和砂型对汽车用低压铸造Al Si7Cu铝合金试件进行了实际生产,并对其微观组织的枝晶臂长度进行测量,用来评估凝固速度以及冷却速度对合金组织的影响。结果表明:在铝合金低压铸造过程中,随着模具保温涂料厚度的增加,铸型温度能够达到的最大值越低,铸件的温度则越大。通过对低压金属型铸造和砂型铸造的微观组织观察和二次枝晶臂间距测量发现,随着金属型涂料厚度的增加,铸件边部和心部的二次枝晶臂间距均逐渐增大。涂料厚度越大,铸件冷却速度越低;砂型铸造的试样由边部到心部,二次枝晶臂间距由小变大,有机砂型试样的二次枝晶臂间距大于无机砂型试样的,无机砂的传热更快,拥有更大的冷却速率。

喷射成形Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu合金沉积态显微组织分析

利用喷射成形工艺制备了Al1 1 .4Zn2 .6Mg1 .7Cu超高强铝合金材料 ,用金相、SEM、TEM等测试方法对其显微组织进行了分析。研究结果表明 :沉积坯件主要由等轴晶粒构成 ,晶粒平均直径约为 2 3μm ,添加的合金元素Zn ,Mg和Cu呈有规律的分布 ,通过XRD和TEM分析 ,Al1 1 .4Zn2 .6Mg1 .7Cu铝合金沉积坯件中第二相主要包括六方结构的MgZn2 相、四方结构的Al2 Cu相和斜方晶格的Al2 CuMg相。

Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE无铅钎料为研究对象,借助扫描电镜和X衍射等检测方法研究了Ni元素对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅微焊点界面IMC和力学性能的影响.结果表明,添加适量Ni元素能显著细化Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金初生β-Sn相和共晶组织,抑制焊点界面区(Cu,Ni)6Sn5金属间化合物的生长和表面粗糙度的增加,提高无铅焊点抗剪强度.当Ni元素添加量为0.1%时,钎料合金组织细小均匀,共晶组织所占比例较多;焊点界面IMC薄而平整,(Cu,Ni)6Sn5颗粒尺寸小,对应焊点抗剪强度最高为45.6 MPa,较未添加Ni元素焊点提高15.2%.

Ti-2.7Cu合金热变形行为及本构关系研究

采用Gleeble-3500型热模拟试验机对Ti-2.7Cu合金进行等温恒应变速率压缩实验,研究其在变形温度740～890℃,应变速率0.001～10 s-1范围内的热变形行为,并计算了热变形激活能,构建激活能图。结果表明,合金的流动应力受变形温度和应变速率影响较大,在高温和低应变速率条件下,流变曲线大多呈现稳态流动特征;该合金的热变形激活能高于纯α钛合金和纯β钛合金的自扩散激活能,在此条件下合金的热变形是由高温扩散以外的过程控制;采用多元线性回归建立Ti-2.7Cu合金本构模型,经过误差计算得出,该模型的预测值偏差在10%和15%以内的数据点分别占87.12%和92.42%,相关系数和平均相对误差分别为0.9860和6.81%,具有良好的精度。

ZAlSi_7Cu_4在不同工艺条件下的热疲劳裂纹生长

对不同工艺处理的铝硅合金ZAlSi7Cu4用自约束型热疲劳实验机进行20 300℃、20 350℃和20 400℃的热循环试验,研究不同处理工艺对该材料热疲劳性能的影响及不同温度幅对裂纹生长的影响。通过光学显微镜和扫描电镜观察试样的热疲劳裂纹形貌,研究合金热疲劳损伤机制。结果表明：该合金经过T6处理后比其他两种方式处理的合金具有更好的热疲劳性能;颗粒的位向会影响裂纹的扩展路径;在下限温度不变的情况下,随着上限温度的提高,ZAlSi7Cu4的3种状态合金的寿命都缩短。当下限温度为20℃时,合金在上限温度为300~350℃区间内的温度敏感性高于其在上限温度为350~400℃区间内的温度敏感性。

63Sn-37Pb和Sn-0.7Cu钎料的力学性能

对63Sn-37Pb和Sn-0.7Cu两种钎料进行了单轴拉伸试验、纯扭试验和纯扭疲劳试验。结果表明,钎料拉伸和纯扭时的应力应变关系有很强的应变速率相关性。弹性模量和剪切模量受应变速率的影响很小。钎料的屈服强度、剪切屈服强度、抗拉强度和抗剪强度也受应变速率的影响。钎料是剪切型破坏材料,并且发生循环软化。

松香及改性松香对Sn0.7Cu钎料的助焊性能研究

分别以松香、氢化松香、歧化松香和聚合松香为主要活性成分配制不同的液体助焊剂,采用扩展率试验法研究各助焊剂对Sn0.7Cu无铅钎料在铜基板上润湿性能的影响,测试了助焊剂的物理性能,分析了扩展率≥75%时的焊点形貌,并与市售无铅焊接用非松香基助焊剂进行对比。结果表明:松香及改性松香含量的增加能提高助焊剂对Sn0.7Cu钎料在铜基板上的扩展率,而酸值对于松香及改性松香的助焊性能影响很大,酸值较高的松香产品具有较好的助焊性能。在相同含量时松香对Sn0.7Cu钎料的助焊效果最好,其后依次为氢化松香、歧化松香和聚合松香;随着质量分数的提高,松香和改性松香扩展率均可提高至70%以上,达到SJ/T 11389—2009中L级无卤素松香基助焊剂要求。除聚合松香外,其余的扩展率可高于75%,达到SJ/T 11389—2009中M级无卤素松香基助焊剂要求,并且各质量分数条件下助焊剂物理稳定性及干燥度均合格,铜板腐蚀性较低,焊后表面绝缘电阻均≥1.0×108Ω;市售810A型无铅非松香基助焊剂的扩展率与松香质量分数40%时的助焊剂具有相似的扩展率,但松香助焊剂所形成的焊点饱满,表面光亮,且成形性更优。

铸造AlSi7Cu2Mg合金成分优化研究

研究了在低压铸造的条件下,Cu,Mg,Cd,Zr合金元素对铸造AlSi7Cu2Mg力学性能的影响。利用正交实验分析的方法,确定了主要影响因素。实验结果表明:各因子的影响从大到小顺序为:Cu>Cd>Zr>Mg,其中Cu的含量对合金性能影响最大,Cd次之,Zr、Mg的极差值较为接近,对合金力学性能的影响相当;通过分析,得到了最优组合。

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

电场对超声波辅助钎焊Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头组织与性能的影响

研究了电场对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头界面区近钎缝侧的组织与性能的影响。试验表明:超声振动和电场共同作用的新钎焊工艺对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头剪切强度有较大影响,随着电场强度的增加,钎焊接头剪切强度先增加后下降。当电场强度为2 kV/cm、电场作用时间为60 s时,钎焊接头剪切强度达到28.7 MPa的最大值,能形成较薄且平整的界面区。

不同脂松香对Sn0.7Cu无铅焊料的助焊性能研究

分别以马尾松松香、湿地松松香和思茅松松香为主要活性成分配制液体助焊剂,采用扩展率试验法研究3种脂松香对Sn0.7Cu焊料在铜基板上润湿性能的影响,测试了助焊剂的物理性能,并分析了扩展率≥75%时的焊点形貌。结果表明：在含量为5%~55%时,随着含量的递增,马尾松松香、湿地松松香及思茅松松香对Sn0.7Cu焊料的扩展率均呈逐渐递增的趋势,并且在相同含量条件下,马尾松松香和思茅松松香的扩展率高于湿地松松香;当含量≥25%时3种松香的扩展率均高于70%,达到SJ/T 11389—2009中L级无卤素松香基助焊剂要求,并且各松香助焊剂物理稳定性和干燥度合格,铜板腐蚀性较低,焊后表面绝缘电阻不低于1.0×108Ω;当马尾松松香和思茅松松香在含量为45%~55%、湿地松松香在含量为55%时扩展率≥75%,达到SJ/T11389—2009中M级无卤素松香基助焊剂要求,其中马尾松松香扩展率高于湿地松松香,并且焊点饱满,表面光亮,成形性优于思茅松松香,因此更适合用作Sn0.7Cu焊料用中等活性助焊剂。

微量Zr对AlSi7Cu2Mg组织和性能的影响

为提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能,对铝液采用复合精炼,并利用电磁泵低压铸造,研究了Ti、B、Zr合金元素对AlSi7Cu2Mg合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti、B使合金晶粒细化,改善显微组织;Ti、B、Zr可以提高合金的抗拉强度和伸长率;加入质量分数分别为0.12%Ti、0.024%B、0.15%Zr时,可显著提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能。

Sn-4.8Bi-0.7Cu无铅焊料的压入蠕变行为

研究了Sn4．8Bi-0．7Cu无铅焊料在温度为40～115℃，应力为10～25MPa条件下的压入蠕变性能，获得了稳态蠕变的本构方程，分析了蠕变前后的显微组织变化，探讨了其蠕变机制。结果表明：Sn-4．8Bi-0．7Cu无铅焊料蠕变中的应力指数n为3．0，蠕变激活能Q为45kJ／mol，材料结构常数A为6．3×10^-9，稳态蠕变本构方程为：ε＇=6．3×10^-9σ^3.0exp（-4．5×10^4／RT）。焊料合金的蠕变量随着温度的升高和应力的增加而加快增大。蠕变前焊料显微组织中有亮块状Bi相、短片状Cu6Sn5金属间化合物；蠕变后Bi相重新固溶到Sn基体，Cu6Sn5金属间化合物弥散分布于基体中，提高了焊料的抗蠕变性能。

Sr变质对铸造AlSi7Cu2Mg合金伸长率的影响

研究不同的Sr含量对AlSi7Cu2Mg合金变质效果的影响。利用正交试验分析的方法,确定主要影响因素。试验结果表明,几种因素对于提高AlSi7Cu2Mg合金伸长率的影响程度大小的顺序是Sr加入量>静置时间>铝液温度,确定了AlSi7Cu2Mg合金的最佳的变质工艺,即Sr的加入量为0.04%时,得到的合金伸长率最高。

稀土La对AlSi7Cu2Mg合金组织与性能的影响

制备了不同La含量的AlSi7Cu2Mg合金,通过显微组织观察,拉伸性能测试,研究了La含量对AlSi7Cu2Mg合金组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.3wt%的La对AlSi7Cu2Mg合金的组织细化效果最好,稀土La含量达到0.5%时,AlSi7Cu2Mg合金组织中出现富La相,割裂基体,影响合金力学性能。随着La含量的增加,铸态和热处理态的AlSi7Cu2Mg合金抗拉强度和伸长率均先增加后降低。当La含量为0.3wt%时,合金试样的拉伸强度达到最大值,当La含量达到0.5wt%时,合金拉伸强度明显降低。

超声振动时间和外加载荷对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头性能的影响

研究了超声波作用下超声振动时间和外加载荷对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头性能的影响。结果表明:超声振动时间越长,金属间化合物层厚度越薄,钎焊接头的剪切强度先增大后减小;加载量越大,金属间化合物层厚度越薄,钎焊接头的剪切强度先减小后增大。

AlSi7Cu5合金斜板近液相线铸造组织分析

研究了斜板近液相线铸造AlSi7Cu5合金微观组织及其二次加热过程中的变化。实验表明,冷却方式、浇注模具和浇注方式对合金微观组织有明显的影响。近液相线温度下水冷斜板铜模浇注的AlSi7Cu5合金组织为细小均匀的等轴晶,晶粒平均直径为55.2μm,晶粒平均圆度为2.13。在580℃下恒温25min左右,可得到适合触变成形的二次加热组织。

铸造合金ZLSi7Cu2Mg的熔炼工艺研究

介绍了铸造合金ZLSi7Cu2Mg的化学成分,熔炼过程中三种混合盐的成分配比以及试验中三种渣所用的电流大小。对该合金浇注的试棒进行了热处理、拉伸试验。结果表明:1号渣30%KCl+64%MgCl2+6%Na3AlF6的精炼效果较为优良;经过这种配方溶剂精炼后,铸件的力学性能有一定程度的提高。

快速凝固态Sn2．5Ag0．7Cu钎料钎焊接头的显微组织

采用单辊法制备了快速凝固态Sn2.5Ag0.7Cu钎料合金,在相同钎焊工艺条件下,用扫描电镜及能谱仪、拉伸试验机研究了普通和快速凝固态钎料对紫铜板钎焊接头的组织、断口形貌、界面化合物和接头性能。结果表明:与普通钎料相比,快速凝固态钎料钎焊接头组织细化,初生β-Sn相尺寸减小而数量增多、共晶组织明显减少,并且初生相与共晶组织界线变得模糊;剪切断裂时形成的韧窝更多,钎焊接头的韧性得到提高。

电磁低压铸造对AlSi7Cu2Mg合金性能的影响

试验研究了电磁低压铸造AlSi7Cu2Mg合金的力学性能,并与重力铸造的进行了对比分析。结果表明,电磁低压铸造AlSi7Cu2Mg合金,其抗拉强度平均值为322MPa,伸长率平均值为4.66%,与重力铸造相比,分别提高了4.89%和23.94%。