超声波辅助Zn-14Al过共晶钎料钎焊Cu/Al接头显微组织演变规律研究

采用固定间隙超声波辅助钎焊工艺制备了Zn-14Al过共晶钎料钎焊Cu/Al异质金属接头,研究了在不同钎焊温度和钎焊时间时Cu/Al钎焊接头显微组织的演变规律。研究结果表明:无钎剂超声波辅助钎焊接头冶金结合良好,钎焊温度至410℃时,铜界面润湿良好,产生不连续CuZn_5层;随着温度进一步升高,界面层连续化,并逐步向Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)相转变;440℃时,Cu界面层完全转变为Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)相;同时发现随着钎焊时间的延长,界面CuZn_5相也会向Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)相转变。

超声波作用下Al/Zn-14Al/Cu钎焊接头的显微组织及力学性能

采用Zn-14Al过共晶焊料并借助超声波振动对Al/Cu异质金属进行了无钎剂钎焊连接,研究了在420℃超声钎焊不同时间时接头显微结构及力学性能的影响。研究结果表明,随着超声振动时间的延长,钎缝层中的α-Al相减小,Zn-Al共晶相和CuZn5相增多,Cu界面反应层由以CuZn5相为主逐步转变为Al4.2Cu3.2Zn0.7相。接头的剪切强度随钎焊时间的延长呈现先增加后减小趋势,钎焊时间为8s时接头获得了最佳的剪切强度82.6MPa。

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.

Cu的添加对Zn-85Al钎料及Cu/Al钎焊接头性能的影响

利用不同Cu含量的Zn-85Al钎料对Cu/Al进行了火焰钎焊,采用DTA、箱式电炉、金相显微镜和万能拉伸试验机,研究了Cu对Zn-85Al钎料的熔化特性、铺展性能、显微组织、力学性能和Cu/Al接头抗拉强度的影响。试验结果表明,Zn-85Al钎料中添加1.2%(质量分数)的Cu,会稍微改善钎料在铜上的润湿性,细化钎料晶粒,提高钎料力学性能,从而提高Cu/Al接头的抗拉强度。当Cu含量进一步增加,Zn-85Al钎料和Cu/Al接头性能变差。

Sn-8Zn-3Bi无铅钎料的抗氧化性

为了提高Sn-8Zn-3Bi合金钎料的抗氧化性,在Sn-8Zn-3Bi合金基础上,通过加入少量的其他合金元素(Al,P)以提高钎料的抗氧化性.少量Al的加入降低了Sn-8Zn-3Bi钎料的氧化量,而加入P的Sn-8Zn-3Bi钎料在加热过程中不仅没有质量增加,反而出现减重现象.通过扫描电镜和X射线衍射等分析手段研究样品的表面微观结构和显微组织,探讨了Al,P的抗氧化机理.分析结果表明:Al通过在合金表面形成一层致密的氧化膜,阻止钎料直接接触周围空气,从而达到了降低氧化速率的目的;P通过自身不断被氧化而消耗钎料表面的O原子,从而保护元素Sn和Zn不被氧化.

ZL102合金用低温软钎料的研究

Sn-9Zn共晶钎料可以用于钎焊钎焊性极差的铸造铝合金ZL102,在Sn-9Zn钎料的基础上添加In元素,以提高钎料对ZL102合金的润湿。本文对Sn-9Zn和Sn-9Zn-5In两种软钎料对ZL102合金润湿、界面结合等方面进行研究,分析实验结果可知,Sn-9Zn-5In钎料的性能优于Sn-9Zn共晶钎料。

Zn-2Al钎料大气腐蚀加速试验研究

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析手段对加速腐蚀环境下的Zn-2Al钎料的组织和性能进行研究。结果表明:随着腐蚀时间的延长,钎料中O,H含量不断增加;Zn-2Al钎料抗拉强度和延伸率随着腐蚀时间的延长逐渐降低;腐蚀深度与腐蚀时间呈线性关系:D=A+Bt,其中A=-30.50083,B=34.81966,Zn-2Al钎料的腐蚀没有自抑制倾向;水汽腐蚀主要发生在晶界处,当腐蚀达到一定程度后,形成了大量的腐蚀裂纹和腐蚀孔洞;应力的存在加剧了Zn-Al钎料在湿热环境中的晶间腐蚀,易在晶界处形成腐蚀裂纹,腐蚀环境对裂纹的扩展有明显的加速作用,裂纹沿着晶界处不断扩展;晶间腐蚀过程是晶内富锌β相作为阴极,晶界处富铝α相作为阳极而溶解的电化学腐蚀过程;XRD分析结果显示腐蚀产物主要有Al2O3,Zn O,Al(OH)3,Zn(OH)2,与前面所测腐蚀后钎料中氧氢含量增加相一致,钎料在湿热环境中进行着电化学腐蚀并伴随着氧化。

退火温度对挤压态Zn-2Al钎料组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、拉伸试验机、显微硬度计等试验方法和设备研究了退火温度对挤压态Zn-2Al钎料组织和性能的影响。结果表明:退火保温时间40 min条件下,横截面组织经100℃退火组织晶粒变得均匀细小,175℃时相较100℃组织无明显变化; 250℃时,出现细小的等轴晶,部分晶粒出现异常长大; 325℃时,晶粒长大,出现等轴晶;纵截面组织随着退火温度的升高,变形条带组织逐渐变宽,250℃时消失,条带组织逐渐变得均匀弥散。钎料的显微硬度与抗拉强度变化趋势类似,随着退火温度的升高先增大后减小再增大最后继续减小,经100℃退火后组织晶粒最为细小均匀;抗拉强度与显微硬度最高,分别为53. 5 MPa和43. 7 HV0. 025,综合力学性能最佳。

磁脉冲辅助半固态钎焊钎缝凝固组织的模拟研究

制备了Zn-15Al半固态钎料,采用磁脉冲辅助半固态钎焊方法对铜铝管进行了钎焊试验;基于LS-DYNA分析了钎焊过程中钎料的剪切流变行为,结合接头微观组织分析,建立了钎料剪切流变速率与初始形核密度的关系。将建立的形核模型耦合到后续冷却过程,采用ProCAST软件模拟分析了磁脉冲辅助半固态钎焊过程中钎缝的凝固行为,分析了钎焊温度和剪切速率对凝固微观组织的影响。结果表明,随钎焊温度升高,晶粒尺寸明显增加;剪切速率增大,形核密度增加,晶粒数量增加,尺寸减小;钎焊温度为410℃时,能够得到良好的钎焊接头组织且钎料晶粒圆整,尺寸细小。