Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料

根据S i3N4陶瓷钎焊性和非晶形成能力的要求,确定非晶钎料合金成分为Ti40Zr25N i15Cu20;采用单辊熔体快淬法成功制备了箔带状Ti40Zr25N i15Cu20钎料合金,并通过X射线衍射、差热分析、电镜线扫描等分析手段证实其为非晶态。试验结果表明,Ti40Zr25N i15Cu20合金其约化玻璃温度Trg=0.76,过冷液相区ΔTx=78 K。

Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料钎焊Si_3N_4陶瓷的连接强度

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究钎焊工艺参数对界面反应层和接头连接强度的影响。结果表明:随着钎焊时间的增加和钎焊温度的提高,接头弯曲强度都表现出先上升后下降的趋势;钎焊工艺参数对连接强度的影响主要是由于影响反应层厚度所致;在相同钎焊工艺条件下,采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶态钎料和晶态钎料相比,其接头连接强度提高了84%。

Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料在Si_3N_4陶瓷上的润湿性研究

针对Si3N4陶瓷的高温活性钎焊要求,设计了高温Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料成分,并采用单辊急冷法成功制备了Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料。对比分析了相同成分的Ti-Zr-Ni-Cu非晶和晶态钎料在Si3N4陶瓷表面的润湿情况。结果表明:在低真空条件下,晶态钎料能够润湿Si3N4陶瓷,非晶钎料却因完全氧化而失效。在5×10-3Pa高真空条件下,非晶钎料的润湿性优于晶态钎料,在研究的Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料中,Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料对Si3N4陶瓷的润湿性最佳。

Ti_(43.76)Zr_(12.50)Cu_(37.49-x)Ni_(6.25)Co_(x)非晶钎料真空钎焊TC4钛合金/316L不锈钢

根据双团簇模型设计并制备了Ti-Zr-Cu-Ni-Co系非晶钎料,用于真空钎焊TC4钛合金和316L不锈钢,分析了钎料中Co元素含量对钎焊接头界面微观组织形貌、力学性能及断裂行为的影响规律.结果表明,钎焊接头可划分为TC4/扩散区(Ⅰ区)/钎缝中心区(Ⅱ区)/界面区(Ⅲ区)/316L,界面典型微观组织结构为TC4/β-Ti+Ti_(2)Cu/(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)+Ti_(2)Cu+Ti_(2)(Cu,Ni)+TiFe/(Fe,Cr)_(2)Ti+α-(Fe,Cr)+τ+γ-(Fe,Ni)+σ/316L,随着Co元素含量的增加,接头剪切强度先升高后降低再升高,当Co元素含量为1.56%时达到最大310 MPa,不添加Co元素时,接头断裂于钎缝中心区(Ⅱ区);当Co元素含量为1.56%~6.24%时,接头断裂于靠近316L母材的界面区(Ⅲ区)附近,断裂模式为典型的解理断裂.

钎焊温度对BNi-2非晶钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢组织和性能的影响

采用BNi-2非晶钎料成功钎焊了1Cr18Ni9Ti不锈钢,通过扫描电子显微镜及能谱仪对不同钎焊温度下钎焊接头的界面微观组织进行了表征及分析,并对钎焊接头的抗剪强度进行了测试,探究了钎焊温度对接头界面组织及力学性能的影响.结果表明钎焊接头的界面微观组织从钎缝中心到母材可以被分为3个区域,钎焊温度为1050℃时钎缝区主要为Ni基固溶体+Cr-B相,扩散区分布有Fe-Ni固溶体及细小条状的σ-FeCr相,晶间渗入区中奥氏体晶间处分布着σ-FeCr相及Cr-B相.随着钎焊温度的升高,B元素扩散速度不断加快,Cr-B相的晶间渗入程度加剧;钎缝中心的块状Cr-B相逐渐减小直至1150℃时消失,钎缝区组织均匀化.在温度的作用下,钎缝宽度呈现先减小后增大的趋势.而接头的抗剪强度呈先上升后下降的趋势;最大抗剪强度出现在1050℃时,约265 MPa;而接头的断裂形式主要以韧性断裂为主.利用阿伦尼乌斯方程得到了B原子的扩散活化能为8.18×10^(4)×nJ/mol,n为时间指数.

Y元素对Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石组织和性能的影响

钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,但是较高的钎焊温度和化学侵蚀会对金刚石磨粒造成较为严重的热损伤,从而影响金刚石工具的工作效率和服役寿命。为了降低钎焊过程中金刚石的热损伤,采用掺杂Y元素的Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石,通过SEM研究了钎焊金刚石试样的界面微观形貌,使用拉曼光谱仪分析了钎焊金刚石试样的石墨化程度,同时还探究了钎焊金刚石试样的力学性能。结果表明,当Y元素的质量分数为0.8%时,钎焊试样的金刚石形貌最为完整,钎焊层硬度最高为533 HV_(0.1),金刚石出露度较高为76.2%且石墨化程度较低。另外,Y元素的添加细化了碳化物的尺寸,降低了碳化物微裂纹的产生。相较于未添加Y元素的钎焊试样,添加Y元素的金刚石钎焊试样的抗压强度提升了约50.4%,磨削性能提高了43.5%,金刚石的脱落数量最少。表明,用Y元素掺杂的Ni-Cr非晶钎料可成功制备出钎焊金刚石试样,同时还降低了钎料中的触媒元素对金刚石的侵蚀作用,改善了热损伤和磨削性能。本研究为非晶钎料在钎焊金刚石工具领域中的应用提供了可靠的理论支持,并为相关工业生产提供了新的技术路径,在降低生产成本和推动绿色生产方面具有一定的实际意义。

保温时间对BNi-2非晶钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢接头组织和性能的影响

对不同保温时间下1Cr18Ni9Ti不锈钢/非晶BNi-2/1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头的界面组织演变及力学性能进行探究,为制造高可靠接头提供理论支持。采用BNi-2非晶钎料箔片,在1000℃不同保温时间下进行1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,通过SEM和EDS等表征手段分析了接头中钎料与母材之间的作用机理,对接头的抗剪强度进行评价并分析其断裂机理,探究不同保温时间下钎焊接头界面组织演化和力学性能变化规律。钎缝的主要成分为Ni(s,s)+CrB。随保温时间的增加,钎缝宽度不断减小,CrB的晶间渗入程度加剧,接头的抗剪强度先升后降,保温时间为10 min时获得最大值248 MPa。保温时间较短时,焊缝中存在的大块CrB相为裂纹源,呈脆性断裂;延长保温时间,大块CrB变得细小,断裂位置变为扩散区,呈韧性断裂,强度提高;当时间进一步延长,大量CrB渗入母材,母材成为薄弱区,断裂于晶间渗入区,呈脆性断裂。BNi-2非晶钎料可实现1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,通过改变保温时间可以调控钎料中B元素的过渡行为,进而调控焊缝组织,从而获得最佳性能接头。

Ag-Cu基非晶钎料钎焊异种金属性能研究

通过单辊急冷快速凝固装置制备的Ag-Cu基合金钎料用于焊接硬质合金与钢两种异种金属,通过调节高频感应钎焊的电流和时间获得最佳的焊接参数,对于焊接接头使用EDS、万能试验机对组织结构、析出相、形貌和力学性能进行分析。结果表明:YG 16/Ag 41 Cu 42 Sn 12 In 5/45钢接头在钎焊电流控制在30 A、钎焊时间25 s、保温时间20 s时,可获得质量较好的接头,最高平均剪切强度达到97 MPa。而当焊接电流低于30 A,钎焊时间和保温时间过少时焊缝不饱满,接头质量差。在非晶钎焊时,由于硬质合金片较轻,应在焊接时对接头施加压力保证焊接效果。

非晶钎料国内外研究进展及应用

非晶钎料是非晶合金应用新代表,具有成分均匀、材质纯净的独特优点,受到国内外焊接工作者的高度关注。本文主要对近十年国内外有关非晶钎料的研究报道进行综述。首先,对国内外非晶钎料在焊接领域的研究报道进行概述;其次,对镍基、钛基、锆基、铜基、铁基、锡基、钴基、铝基八类非晶钎料的最新研究进行详细归纳、总结,并简要介绍非晶钎料在高尔夫球具、偏滤器、散热器等关键构件领域的实际应用;最后,指出非晶钎料研究目前存在的不足,同时展望非晶钎料未来发展方向,为钎焊领域相关研究和技术发展提供理论指导和参考信息。

TC4低熔蚀钎料设计及对接头组织和性能的影响

薄壁钛合金的焊接是制造高性能板翅式钛合金换热器的关键步骤,针对薄壁钛合金钎焊时母材熔蚀严重的问题,设计并制备了Zr-16Ti-9Cu-11Ni低熔点非晶箔带钎料,对TC4钛合金在840~980℃,保温时间10~120 min范围内进行钎焊,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)分析了接头典型组织及其演变过程。结果表明,焊缝组织主要由(Ti,Zr)_(2)(Cu,Ni)化合物、α-Ti和β-Ti组成,随钎焊温度升高和保温时间延长,接头脆性相逐渐减少直至消失,母材熔蚀程度逐渐加重。通过接头抗剪强度对其性能进行评估,结果表明,当钎焊温度在940℃、保温时间10 min时,接头强度最优,为386 MPa,但此时母材熔蚀程度较大,不适合实际生产中的焊接;综合考虑母材熔蚀程度与接头抗剪强度,880~920℃为合适的生产温度区间;通过观察接头断裂路径及断口形貌,接头的断裂模式为脆性断裂。

钨/低活化钢钎焊用铁基非晶钎料与接头微结构

为了连接W和CLF-1 RAFM钢,设计出由低活化元素组成的Fe-B-Si、Fe-B-Si-Sn、Fe-B-Si-Cr-(Sn)、Fe-B-Si-P-(Cr,Sn)、Fe-B-Si-Mn-(Ga,Sn)和Fe-B-Si-(Cr,Mn,Ga,Ta,Sn)系列Fe基非晶钎料,结合熔体快淬技术制备出非晶合金箔带,并对W/CLF-1 RAFM钢接头微结构进行了对比研究。采用X-射线衍射仪对箔带样品与焊缝进行了相鉴定;通过差热分析测量了非晶箔带的熔化温度和液相线温度;利用光学金相和电子探针分析了焊缝组织形貌和元素分布。结果表明,利用Fe-B-Si、Fe-B-Si-Cr和Fe-B-Si-Mn-Sn非晶钎料可获得结构完整的W/CLF-1钢接头;前两种钎料得到的焊缝组织基体相为α-Fe固溶体,而含Mn钎料形成的焊缝基体为马氏体组织;在高温钎焊过程中,这些Fe基非晶钎料中的高B含量促使FeWB、FeW2B2和Fe3B型金属间化合物在焊缝中形成,并有效地阻止了W元素向低活化钢基体长程扩散。所设计的低活化Fe基非晶钎料可用于W和低活化钢的连接和接头性能研究。

非晶新型代银钎料的制备及性能研究

采用液态单辊急冷法,在大气下制备了几种非晶态新型代银钎料箔带,其材料的最佳成分数w(Cu)为68%～79%,w(Ni)为5%～14%,w(Sn)为4%～10%,w(P)为7%.在反复实验的基础上,确定了合理的钎料母合金熔炼工艺和单辊急冷法制备工艺,冷辊转速、喷嘴口尺寸、喷带的间隙和喷射压力是制备非晶态箔带的关键工艺参数.制得的几种非晶态新型代银钎料箔带成型性良好,对折180°不折断.并利用DTA,SEM及XRD等方法对Cu P非晶态钎料箔带的非晶形成能力及熔化特性进行了研究.结果表明,制备的Cu Ni Sn P非晶合金箔带熔点和润湿性与Ag基钎料接近.

含锆Cu-P基非晶钎料钎焊紫铜接头的连接强度及微观组织

采用CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2Zr0.04非晶和常规钎料钎焊紫铜,分析了钎料和接头的微观组织及钎焊工艺对接头强度的影响.结果表明,相对于非晶钎料,常规钎料对钎焊工艺的敏感性更大;在相同的试验条件下,采用非晶钎料钎焊的接头强度比常规钎料提高30%以上;非晶钎料看不到明显的相结构,而常规钎料主要由初生(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶组成;非晶钎料接头扩散区和界面区主要是α-Cu固溶体,钎缝中心区主要为α-Cu+(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶的混合组织.

Cu-P基非晶态钎料基础性研究

研究了四元Cu87.6-x Ni8.3 Sn4.1Px钎料的非晶形成区,发现当x=11.9～16.5at%时,为非晶态合金。该非晶形成区比我们关于三元Cu90-x Nil0 Px钎料的研究结果要宽一些。还测定了四元CuNiSnP非晶态钎料的熔点、润湿性、钎焊接头机械强度、电阻以及显微组织随P含量的变化关系,发现随着P含量增加润湿性增加。而机械强度降低,讨论了其原因。综合所测定的性能指出,四元CuNiSnP非晶态钎料代替Ag-Cu基钎料的可行性。

Cu-P基非晶钎料钎焊机理

采用CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2Zr0.04晶态与非晶钎料钎焊紫铜,通过微观手段对比分析了钎焊温度和保温时间对晶态与非晶态钎料钎焊接头成分和组织的影响.结果表明,CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2Zr0.04非晶钎料钎焊接头由界面区、扩散区以及钎缝中心区组成;随钎焊温度提高或保温时间增加,晶态钎料和非晶钎料钎焊接头界面区和扩散区不断增大,母材热影响区和钎缝中心组织也不断粗化,过高的钎焊温度或过长的保温时间,均会使界面区出现脆性相,但非晶钎料这种影响要小得多;在相同条件下,非晶钎料和母材的相互作用明显比相应的晶态钎料剧烈,其钎缝界面区较为均匀、连续,钎缝中心组织要明显均匀、细小.

Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si_3N_4陶瓷的界面结构及强度

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料进行了Si3N4陶瓷真空钎焊连接,利用SEM、EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层有两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti Si,Zr Si化合物/钎缝中心;在相同钎焊工艺条件下,研究对比了晶态和非晶态钎料钎焊接头的强度,发现非晶态钎料钎焊的接头强度大大超过用晶态钎料钎焊的接头。

镍基非晶态及晶态钎料真空钎焊工艺性能的比较

对Ｎｉ８２．５Ｃｒ７Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分镍基非晶态钎料在不同钎焊规范下真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢时的工艺性能进行了系统性研究，并与相同化学成分的粉状和粘带状晶态钎料进行了比较；考察了非晶态钎料预晶化处理后其工艺性能的变化。结果表明，非晶态钎料对母材的润湿性能稍优于粉状晶态钎料，而明显优于粘带状钎料，非晶态钎料预晶化处理后其润湿性能有改善。研究还表明，对Ｎｉ８２．５Ｃｒ７Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分的镍基钎料而言，决定其工艺性能优劣的因素不在于其是否为非晶态，而取决于钎料的成分、杂质及气体含量，以及钎料原始状态下元素和组织分布的均匀程度，非晶态钎料正是由于杂质和气体含量极微、元素和组织分布极为均匀，才具有良好的钎焊工艺性能。

Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的界面结构及连接强度

采用Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,利用SEM、EDS等分析手段研究了其钎焊界面的微观结构。结果表明:反应层由两部分组成,其中紧靠Si3N4陶瓷的反应层Ⅰ由TiN化合物组成,Ti-Si化合物构成了反应层Ⅱ。在1100℃×10 min下钎焊时,其接头强度有最大值284.6 MPa。在相同的钎焊工艺条件下,非晶钎料接头强度高于同成分晶态钎料。

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

用非晶镍基钎料和普通晶态钎料在不同的温度下真空钎焊不锈钢,分析了接头的力学性能、元素分布和显微组织。研究表明,钎焊接头的焊接质量在1000℃以下随温度升高而增强,采用非晶钎料的接头强度明显好于普通晶态钎料。

非晶铜磷钎料升温过程中的组织演变

研究了钎焊温度对非晶钎料微观组织转变的的影响,利用EPMA、XRD等方法分析在升温过程中钎料的组织转变及元素扩散情况,并与普通晶态钎料进行对比研究。结果表明:由于凝固方式的不同,非晶钎料在晶化后为完全共晶组织,且晶粒细小均匀,这有利于提高钎焊接头的性能。