采用Ni基钎料和Cu中间层真空钎焊W/CuCrZr的接头组织和性能研究

以20μm厚的纯Cu片作为中间层,采用20μm厚的非晶态Ni基钎料箔在在900、930、950℃下保温10min真空钎焊W和CuCrZr合金。采用SEM和EDS分析了钎焊接头的界面形貌,检测钎焊接头的剪切强度及显微硬度。结果表明,中间层Cu与母材CuCrZr合金一侧界面结合良好,在CuCrZr合金一侧形成了钎焊热影响区;钎料与W母材界面处形成了反应层,在W母材侧有微裂纹。随着钎焊温度的升高,W侧裂纹增多,造成接头性能的迅速恶化。W和CuCrZr的钎焊温度最好控制在930℃以下。以纯Cu片为中间层,采用Ni基钎料钎焊W和CuCrZr的过程,实质上是Ni与Cu、W互相扩散并反应生成化合物层和固溶体的过程。钎焊接头的最佳剪切强度为144MPa,断裂主要发生在W母材及W与反应层之间的界面。钎缝区域的显微硬度随钎焊温度的升高而降低,CuCrZr合金焊接热影响区的硬度高于其母材。

Ni基钎料炉中钎焊邦迪管接头的组织结构分析

采用炉中钎焊的方法,在氮气保护性气氛中,实现了Ni基钎料钎焊邦迪管和低碳钢管接头的钎焊。对钎焊接头进行了外观分析,并研究了镍基钎料成分对钎缝组织结构和成分分布的影响。结果表明:采用Ni-P-Cu及Ni-P-Cu-Si钎料钎焊邦迪管和低碳钢是可行的;焊缝组织以Ni-P共晶体为主,其组织均匀致密;添加少量Si元素可促进钎料中Ni,Cu元素向母材的扩散以及母材Fe元素向熔融钎料的溶解,同时提高钎料的流动性,使得钎缝饱满光滑。

邦迪管Ni基钎料钎焊及焊缝组织分析

以镍(Ni)基钎料代替价格较高的银(Ag)基钎料对邦迪管-低碳钢管进行氮气保护下的炉中钎焊试验,并对焊缝成形性及其组织结构进行了分析。结果显示,采用Ni基钎料可实现邦迪管-低碳钢管的焊接,焊缝饱满致密,无气孔、夹杂。焊缝两侧靠近基材过渡区为粗大的固溶体组织,中心区为Ni固溶体和细小的Ni-P共晶颗粒。邦迪管镀层Cu熔点低,与液态钎料的Ni原子互扩散形成固溶体组织,即钎料向母材扩散和母材向钎料溶解;而低碳钢一侧以Ni的扩散为主。

Ni基高温钎料连接SiC陶瓷的微观结构和力学性能

采用低成本的Ni基高温钎料对SiC陶瓷进行了钎焊连接,通过扫描电镜、能谱分析、透射电镜等测试手段分析了接头的微观结构和物相组成,系统研究了不同钎焊温度和保温时间对SiC/SiC接头力学性能及微观结构的影响规律,分析了不同钎焊工艺参数下制备的SiC/SiC接头断口形貌,阐明了接头宏观力学性能与微观结构之间的对应关系。最后,评价了SiC/SiC接头的高温力学性能。结果表明,SiC/SiC接头由反应区、中心区和基体区3个区域组成,其中反应区主由Ni_(2)Si和不同数量的石墨组成;而中心区主要由复杂碳化物Ni_(3)Mo_(3)C和Ni_(2)Si组成。提高钎焊温度和延长保温时间石墨能够使SiC/SiC接头的反应区厚度增加,生成石墨相的数量也逐渐增多并发生团簇聚集的现象,显著影响了接头的抗弯强度。在1 300℃,40 min条件下,反应区的厚度和石墨的形成量是适宜的,SiC/SiC接头的室温四点抗弯强度最大,达到179 MPa±7 MPa。同时,该接头还具有良好的高温稳定性,在700℃高温下仍能有97.2%的强度保持率,在高温环境中具有可观的应用前景。

Ni基高温钎料对Cf/SiC陶瓷基复合材料的润湿性研究

研究了温度和活性元素Cr对Ni基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上润湿的影响。采用扫描电镜与能谱仪检查界面微观结构与元素分布,通过X射线衍射仪检测界面产物。实验结果表明:升高温度,Ni基钎料在Cf/SiC上的润湿角减小;并且随钎料中的Cr的质量分数增加,润湿角减小。润湿过程属于反应润湿,润湿界面生成多种碳化物和硅化物。

Ni基及Fe基非晶态箔带钎料对碳素钢管的润湿行为

在1 200℃×50 s,流动Ar气保护的相同条件下,对比进行了三种非晶态钎料BN i-2,BN i-3与Fe基非晶(Fe78B13S i9)对低碳钢管的润湿性试验。结果表明,BN i-2的润湿角较小,约为10°左右,且对母材表面洁净程度不敏感;BN i-3的润湿角约为45;°Fe基非晶的润湿性最差。分析认为,BN i-2优越的润湿性归因于少量的Cr与Fe有良好的冶金相容性(Cr在Fe中有较大的固溶度并能与钢中的碳作用)以及BN i-2本身较低的熔点。

Cr元素对Ni基无硼钎料钎焊金刚石的组织及性能影响

针对B元素易使钎焊金刚石接头出现较多硬脆相的问题,制备一种新型Ni–Cr–Si–Cu–Sn无硼活性钎料,分析Cr元素对钎料组织和钎焊金刚石试样性能的影响规律。结果表明:Cr元素具有细化钎料晶粒和调控钎料中各元素分布的作用,可以提高钎料合金的显微硬度。当Cr元素质量分数过高时,会使钎料的熔点升高,钎料的润湿性能下降。综合来说,含有质量分数为15%的Cr的无硼钎料性能最佳,钎焊金刚石试样的磨削性能较优良,接头处出现多种形状的Cr_(7)C_(3)相,实现了钎料对金刚石的高强度连接。

Cu-P-Sn对镍基钎料真空钎焊金刚石的影响

采用镍基钎料对金刚石进行钎焊时,金刚石出现较大的热损伤。针对该问题,调整镍基钎料中的成分,分别采用不同Cu-P-Sn含量的Ni-Cr-B-Si复合钎料对金刚石磨粒在1020℃进行真空钎焊。利用SEM、EDS和XRD对金刚石及其表面碳化物的形貌、钎料的微观结构进行分析,采用显微硬度计测试了钎料层的显微硬度。结果表明：在Ni-Cr-B-Si钎料中添加Cu-P-Sn,降低了钎料的熔点及其钎焊温度,真空钎焊后金刚石表面形成了一层整齐的Cr3C2碳化物,金刚石的热损伤降低,钎料与金刚石之间有较强的连接强度。钎料层的微观组织主要是γ-（Ni,Cu）和颗粒状短棒状的Cr7C3碳化物。加入不同含量Cu-P-Sn的Ni基钎料层的显微硬度降低,有利于金刚石磨粒的出露。

高温钎料的研究进展及展望

着重讲述了贵金属基钎料、 Cu基钎料、 Ti基钎料及Ni基钎料四类高温钎料,概述了这四类钎料的最新研究成果及发展状况,并分析了每种钎料的优缺点及应用范围,同时为了提高高温钎料的应用范围及突破创新,对高温钎料的研究方向进行了展望。

SiC陶瓷真空钎焊接头的组织及性能分析

采用BNi-5钎料对SiC陶瓷进行真空钎焊,获得了力学性能良好的SiC钎焊接头,并对焊缝的微观结构和形成过程进行了分析。研究结果表明,Ni基钎料与SiC母材发生反应生成层状界面反应层结构,所形成的SiC钎焊接头钎缝微观形貌可以表述为:SiC母材/石墨+Ni2Si/Ni2Si/石墨+Ni2Si/Cr3Ni2SiC/Ni+Cr3Ni5Si2/Cr3Ni2SiC/石墨+Ni2Si/Ni2Si/石墨+Ni2Si/SiC母材。所得SiC钎焊接头常温力学性能较好,平均钎焊接头剪切强度可达到124MPa。Ni基钎料钎焊SiC陶瓷接头的断裂位置位于钎料与陶瓷基体间的界面反应层,主要原因是界面反应层中Ni2Si和Cr3Ni2SiC等脆性化合物在钎焊接头拉伸变形过程中会产生应力集中,在残余钎焊应力的共同作用下钎焊接头发生断裂。