Diffusion bonding of titanium alloy to tin-bronze

The vacuum diffusion bonding of titanium alloy to tin bronze has been studied and the feasibility and appropriate processing parameters have been investigated. The maximum tensile strength of the joints is 168 MPa , and a firm joint is obtained. The microstructure of diffusion bonded joint has been observed by SEM, X ray and EPMA, and the main factors affecting diffusion bonding have been analyzed. The intermetallic compounds Ti 2Cu and TiCu were formed near the interface. The width and quantity of the intermetallic compound increases with the increase of the bonding time. The formation of the intermetallic compounds results in embrittlement of the joint and the poor joint properties.

ZSnSb11-6巴氏合金与ZQSn10-1锡青铜耐磨性对比研究

采用MFT-5000型摩擦磨损试验机,对比研究了ZSnSb11-6巴氏合金和ZQSn10-1锡青铜在不同载荷下的耐磨性。结果表明:当载荷为20 N时,锡青铜的磨损率较巴氏合金低78.3%,当载荷为140 N时,锡青铜的磨损率较巴氏合金仍低36.3%;ZSnSb11-6巴氏合金由于硬度较低,磨痕和犁沟较深,同时随着载荷的增加,易在硬质相β相(SnSb)处发生剥落;ZQSn10-1锡青铜由于硬度较高,磨痕和犁沟较浅,同时由于(α+δ)硬质相的尺寸较小,无尖锐的棱角,剥落程度轻。因此,在20~140 N载荷下ZQSn10-1锡青铜的耐磨性优于ZSnSb11-6巴氏合金。

纳米颗粒透明隔热涂料的制备与性能研究

采用羟基丙烯酸树脂与氨基树脂,外加纳米铯钨青铜(Cs_(x)WO_(3))、氧化锡锑(ATO)及助、溶剂制备了纳米颗粒透明隔热涂料。探究了丙烯酸树脂羟基含量、氨基树脂、流平剂及附着力促进剂对隔热涂层性能的影响。结果表明:羟基质量分数为1.7%~2.2%的丙烯酸树脂与高亚氨基高甲基化氨基树脂固化效果最佳,ATO/Cs_(x)WO_(3)按质量比1∶2添加可使涂层隔热透光效果兼优,聚醚改性有机硅流平剂可提升涂层耐划痕性且不影响漆膜外观,氨基硅烷类附着力促进剂可显著提升涂料热贮稳定性。

铈对锡磷青铜铸造与变形组织的影响

试验研究了铈对经过铸造、均匀化及再结晶退火的锡磷青铜QSn7 0 2合金的显微组织的影响特点 ,通过光学金相显微组织观察和电镜观察分析发现 ,加入少量稀土铈的锡磷青铜合金铸造组织枝晶网格变细小 ,变形退火后晶粒组织明显细化 ,添加少量稀土铈可净化合金中的有害杂质或消除其有害作用 ,并能与铜生成CuCeP金属间化合物 ,弥散分布在晶界或晶内 ,这些呈小黑点分布的第二相细化了合金组织 ,加铈又显著提高了合金强度和硬度 ,并确定了铈在锡磷青铜中的最佳添加量为 0 10 %～ 0 15 %,这有效地改善了锡磷青铜合金的综合性能 ,延长了铜合金材料的使用寿命。

Ni+Cu为中间层的TC4与ZQSn10—10的扩散连接试验分析

对钛合金TC4与铜合金ZQSn10-10异种金属扩散连接进行了试验研究。采用Ni+Cu中间层时,其最佳工艺参数为连接温度850℃,连接时间20min,连接比压力10MPa,抗拉强度达到155.8MPa。在TC4/Ni界面上,形成了成分逐渐变化的互扩散层。经微区成分分析可知,连接温度为800℃时,界面主要为Ni3Ti;850℃时,界面主要为Ni3Ti及NiTi;880℃时,界面主要为NiTi2,Ni3Ti及NiTi。通过EDS和XRD分析,接头强度主要取决于镍钛金属间化合物的种类及厚度。

Ti-6Al-4V/Ni/ZQSn10-10的扩散连接

对钛合金Ti-6A l-4V与锡青铜ZQSn10-10异种金属扩散连接进行了试验研究。利用场发射电镜、能谱仪等对接合区的界面和组织形貌进行了分析比较。结果表明:Ti-6A l-4V/ZQSn10-10直接扩散连接时,由于母材组元的相互扩散和迁移,在交界面附近形成了金属间化合物层,接头强度仅为母材基体强度的30%左右。采用N i做中间层时,避免了母材组元Ti与Cu之间的相互扩散,只存在一定程度的N i分别与两侧的Cu、Ti之间的相互扩散,接头扩散区的组织形貌有了明显的改善。在最佳连接规范(连接温度T=830℃,连接压力p=15 MPa,连接时间t=30 m in)下,可使钛合金与锡青铜牢固地连接,接头强度达到母材基体强度的65%(达155 MPa),且连接试样无明显变形。

基体材料对铜合金镶嵌轴承摩擦磨损性能的影响

在端面摩擦磨损试验机上对锡青铜、铝青铜、铝黄铜镶嵌轴承试样进行了常温下干摩擦对比实验,探讨了不同铜合金基体对镶嵌轴承摩擦磨损性能的影响。结果表明,锡青铜镶嵌轴承在各种实验条件下均表现出了优良的摩擦磨损性能,适合于用作轴承材料。铝黄铜和铝青铜镶嵌轴承的摩擦磨损性能较差,尤其是在载荷较大时性能更差。

镍、镍+铜中间层对TC4/ZQSn10-10扩散连接的影响

利用JSM6700F冷场发射扫描电镜及其自带的能谱仪等分别对采用镍、镍+铜两种中间层的TC4/ZQSn10-10异种材料扩散连接接头进行了微观分析。结果表明:镍中间层能有效地阻止元素钛与铜之间的扩散,避免产生金属间化合物(Cu3Ti、CuTi等);但在TC4/Ni界面上仍有金属间化合物NiTi、Ni3Ti生成,使接头的抗拉强度有所降低;在适当压力和保温时间、镍为中间层时,较佳连接温度为830℃;镍+铜为中间层时,较佳连接温度为850℃;两者所得接头强度(155.8MPa)相当,均为ZQSn10-10母材强度的65%。

Ti-6Al-4V/Cu/ZQSn10-10扩散连接

采用纯铜(Cu)箔作中间过渡层在真空下对钛合金Ti-6Al-4V与锡青铜ZQSn10-10异种材料进行扩散连接.用冷场发射扫描电镜对连接接头进行微观分析,用拉伸试验获得接头强度.结果表明,采用铜箔作中间过渡层,可以防止一些低熔点组元的挥发,并且可以阻止某些元素(Sn、Pb等)向钛合金基体扩散,避免更多金属间化合物的产生,从而提高了接头性能.中间过渡层铜与锡青铜ZQSn10-10之间实现了良好的连接,未形成明显的过渡区;在中间过渡层铜与钛合金Ti-6Al-4V之间形成了较宽的过渡区,并有金属间化合物Cu3Ti2产生,对接头性能影响较大.最佳工艺参数是:连接温度为850 ℃、连接压力为10～15 MPa、连接时间为30 min,可获得钛合金与锡青铜的牢固连接,接头强度可达192 MPa(达到锡青铜母材基体强度的80%),且连接试样无明显变形.

铝青铜合金粉末涂层制备中Fe元素的扩散特性

利用等离子喷焊和激光熔敷技术,将铝青铜合金粉末涂敷在45#钢表面,通过对涂层金相组织观察、界面金相观察、X-ray分析、表面EDS分析、对Fe元素的EPMA分析,研究Fe元素在铜合金涂层中的扩散特性.结果表明,采用等离子喷焊技术制备的涂层中,Fe元素从基材到合金涂层有较强烈持续的扩散过程;采用激光熔敷技术制备的涂层中,Fe元素在基体与合金涂层之间无明显的扩散现象.可见,Fe元素在等离子喷焊层中扩散率较高,在激光熔敷层中扩散率较低.

微量元素对铅锡青铜组织与性能的影响

为了提高铅锡青铜与钢双金属的结合强度,研究了不同加入量的稀土元素和磷以及浇注温度对铅锡青铜组织及性能的影响。结果表明:在铅锡青铜中加入微量的稀土元素和磷能显著提高其抗拉强度和耐磨性,并可有效细化组织,改善性能。在浇注温度为1250℃、镧铈稀土含量为0.2%、P含量为0.5%时,铅锡青铜的抗拉强度达到192MPa。

TC4/Cu/ZQSn10-2-3扩散连接接头微观分析

TC4/ZQSn10-2-3直接扩散连接时,结合区由于生成CuSn3Ti5,Cu3Ti等金属间化合物及集聚的Pb质点,接头强度不高(τmax=102MPa),断口为脆性断口,并发生在靠近ZQSn10-2-3侧;填加金属中间层铜时,TC4/Cu/ZQSn10-2-3扩散连接接头强度获得显著提高(τmax=196MPa),这主要是铜中间层有效地抑制了Sn,Pb等元素向TC4侧的扩散,减少CuSn3Ti5,Cu3Ti等金属间化合物相生成,断口具有一定塑性;TC4/Cu/ZQSn10-2-3最佳扩散连接参数为:连接温度830℃,连接压力10MPa,连接时间30min.

锡青铜化学镀Ni-P合金工艺及镀层性能

目的在锡青铜基体上化学镀Ni-P合金镀层,提高锡青铜的耐磨性和耐腐蚀性。方法以酸性含锌活化液活化锡青铜试样,在相同的条件下实施化学镀,并对镀态试样进行不同温度(250,400,500℃)下的热处理。对比基体、镀态试样和热处理试样的性能,研究热处理温度对锡青铜化学镀Ni-P合金层微观结构、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响。结果锡青铜表面形成了Ni-P合金镀层,并且镀层无孔隙缺陷,与基体结合良好,沉积速率较快,为10.00μm/h。经热处理后,镀层的微观结构由非晶态向晶态转变,在500℃热处理的镀层显微硬度最大,耐磨性最好。镀态镀层和经250℃热处理的镀层在10%HNO3溶液和10%H2SO4溶液(10%均为体积分数)中的耐腐蚀性明显好于锡青铜基体,镀态镀层在两种介质溶液中的腐蚀速率分别为0.225,0.146 mg/(cm2·d)。结论采用酸性含锌活化液活化锡青铜基体,可以在锡青铜表面制备出化学镀Ni-P合金镀层,且镀覆效果较好。这表明紫铜化学镀Ni-P合金工艺同样适用于锡青铜。

锌铝合金低温冲击韧性及耐磨性研究

锌铝合金因其良好的耐磨性被用作制造各种耐磨器件。研究表明,锌铝合金的低温冲击韧性随温度的降低而降低,与室温相比,-60℃时该材料的冲击韧性值下降约39%,其塑性-脆性转变温度在-30℃附近。实验室条件下的耐磨损试验表明,锌铝合金的耐磨性较原来的锡青铜材料提高了3倍。实际装机跑合试验表明,锌铝合金的耐磨性较原来的锡青铜材料提高了1.2倍,接触面积减少了36%,这为锌铝合金在卫星天线野外环境的使用提供了可能性。

安徽南陵出土部分青铜器研究

安徽省南陵县是长江下游地区最早而且规模最大的冶炼中心之一,其古代矿冶遗址可上溯至西周晚期。本研究对南陵出土的不同年代和类别的青铜器样品进行了金相检测及合金成分定量分析。结果表明,只有容器存在铜铅二元合金和铜锡铅三元合金,但是热锻淬火的容器却不含铅,含锡量恰好位于适合该工艺操作并具有良好性能的区间。兵器、工具、车马饰均为铜锡二元合金,说明当时的工匠对于合金成分配比与性能的关系有明确的认识。越式鼎腹部样品具有热锻淬火马氏体组织,同样的金属结构还见于汉代铜锣等乐器、峡江地区战国中晚期青铜剑、江都大桥镇南朝青铜器窖藏出土的多件青铜容器,而镇江地区出土吴国青铜戈则具有铸造淬火组织,工艺稍有差别。这些器物中发现高锡青铜淬火组织不是偶然的,高锡青铜热锻淬火技术至少可以上溯至春秋战国时期,用以改善高锡青铜的机械性能。

高青陈庄遗址M35、M36出土青铜器腐蚀特征初步分析

高青陈庄遗址M35、M36出土的青铜器具有黑色锈蚀等特殊的腐蚀现象。本研究在对这两个墓出土青铜器腐蚀现象统计分析的基础上,对其典型的腐蚀特征进行了总结,并进行了相应的科技检测分析。得知,这两个墓葬土壤中可溶性硫酸盐的含量很高;青铜器中含有大量的S;其黑色腐蚀产物为铜硫化物;闪亮颗粒物为结晶良好的铜硫化物,晶粒为平行的板片状集合体;含有大量的“铜”,纯铜颗粒和纯铜片的显微结构形貌与铜硫化物相同;铜器所带有的绿色调和绿色锈点为硫酸盐矿物结晶所致;基体表层黄白、灰白色锈蚀中含有铜锡合金;铜器很少检测出氯离子。

ZA27纺锭锭底失效原因分析

研究铸造锌铝合金ZA27与锡青铜QSn6.5-0.1的摩擦磨损性能。发现在相同条件下ZA27合金的耐磨性好于锡青铜QSn6.5-0.1,但用ZA27合金制作的纺锭锭底却不如用QSn6.5-0.1制作的耐用,其原因是ZA27合金在凝固过程中产生的组织缩松,在润滑条件下进行磨损试验时,容易使润滑油及磨损中产生的粉末填入其中,从而影响了磨损实验的准确性。

高性能铜合金的热处理及其）JnT技术

高强高导的高性能铜合金是一类很有应用潜力的功能材料。本文叙述了高性能铜合金的基本原理、热处理方法以及加工技术。对国内外常用的集成电路引线框架CuFeP和锡磷青铜铜合金板带的热处理和加工技术进行重点阐述；探讨了高速铁路接触线用高性能铜合金棒材的制备方法，分析指出连铸连轧是高性能接触线生产的有效方法。

激光熔覆修复铜合金零件的工艺研究

研究了铜合金表面激光熔覆修复工艺和熔覆层组织。结果表明,采用优化的激光功率和扫描速度,可在黄铜基体表面熔覆与基体呈冶金结合、无裂纹的锡青铜合金修复涂层;其熔覆层组织具有快速凝固特征,熔覆层从下到上分别为细小胞状晶、粗大树枝晶、细小枝晶和胞状晶组织。

铝合金上激光熔覆锡铜合金的工艺研究

采用激光熔覆工艺,将锡青铜喷涂专用粉末熔覆于纯铝基体表面,获得了含有气孔和裂纹的熔覆层。着重对激光熔覆过程中产生的气孔问题进行了分析,得出减小和防止熔覆层气孔的最有效途径是减少H2的来源,同时较低的预置熔覆层厚度和较高的扫描速度,也能有效减少熔覆层中气孔的数量。