Ag-Cu-Ti钎料钎焊单晶金刚石磨粒的研究

本文根据金刚石与其它元素的结合机理,分析了高强度连接元素Ni、Co、Mn、Si、B,低熔点连接元素Ag、Cu、Zn、Sn和强碳化物形成元素Ti、Cr、W对金刚石的连接作用,研制出6种适合不同焊接条件的钎焊单晶金刚石磨粒的合金钎料。试验结果表明,在焊接温度为940℃,真空钎焊无镀膜单晶金刚石磨粒与45钢基体时,用钎料90(Ag72-Cu)-10Ti合金箔的焊接强度比用AgCu共晶合金箔与Ti箔的焊接强度高。

活性Cu-Ni-Ti钎料对Si_3N_4陶瓷浸润性的影响

研究了温度和Ti含量对以Cu85 Ni15 、Cu70 Ni30 、Cu5 5 Ni45 合金为基的Cu Ni Ti合金在Si3N4上浸润性的影响。结果表明 ,随温度和钎料中Ti含量的上升 ,Cu Ni Ti钎料在Si3N4陶瓷上的浸润角减小 ,而随钎料中Ni含量的增加 ,钎料浸润性变差。分析认为 ,钎料在陶瓷上的浸润性不仅取决于活性组元与陶瓷之间反应的标准自由能变化ΔG0 ,还与活性组元在钎料中的存在状态有关。

Al_2O_3陶瓷与Q235钢的活性钎焊

采用二元Cu-Ti活性钎料连接氧化铝陶瓷与Q235钢,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对接头组织与接头强度的影响,分析了接头的微观组织和界面产物。试验结果表明,界面分为3层结构,即液态钎料填充陶瓷微孔形成的反应层、合金钎料层、钢侧扩散层。XRD分析结果表明,界面产物为Cu3Ti3O、TiFe、TiFe2和Cu基固溶体。钎焊温度1050℃,保温时间30min时,接头抗剪强度达到99.3MPa。

金属/陶瓷发热体钎焊接头的残余应力分析

采用热弹塑性有限元方法,在考虑了材料性能参数随温度变化情况下,分析了采用Ag-Cu-Ti钎料钎焊Al2O3陶瓷与Ni金属丝的钎焊接头,在钎焊和随后再次加热过程中产生的应力大小和分布情况,计算中着重考虑了钎料对接头残余应力的影响。分析结果表明,在钎料与陶瓷的界面处存在着较大的残余拉应力,影响了钎焊接头的连接强度,并可能在界面的陶瓷侧产生裂纹。通过试验对比,认为在此类连接结构中,钎料是造成接头形成较大残余应力的主要因素。同时,选择合适厚度的钎料会降低钎焊接头的残余应力,改善接头连接强度。

铜基预钎焊金刚石锯片的界面分析及其性能研究

采用Cu-Sn-Ti钎料利用氩气保护高频感应钎焊对金刚石磨粒进行预钎焊处理。采用热压烧结工艺制作常规金刚石锯片、镀钛金刚石锯片和磨粒预钎焊金刚石锯片,并进行对比切割实验。通过三点抗弯实验测试上述三种节块的强度,并使用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒界面和锯片节块断口的微观组织结构。结果表明:预钎焊金刚石磨料界面处存在元素的扩散现象并形成化学结合,且Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的热损伤小;预钎焊金刚石节块的抗弯强度高于镀钛金刚石节块和常规金刚石节块;钎焊金刚石锯片刀头中金刚石与胎体之间同样存在元素的扩散现象,胎体与金刚石磨粒形成化学冶金结合;相同加工条件下,预钎焊金刚石锯片的切削效率相比于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片分别提高7%和18%。