钨铜合金与铜扩散连接界面结构及性能研究

发布时间：2021-10-05 05:21

　　采用BAg72Cu中间层,在800℃/4 MPa/20 min的工艺条件下,对WCu10/Cu进行了真空扩散连接,对扩散连接接头的界面形貌、元素分布、显微硬度和抗拉强度进行了研究。结果表明:采用BAg72Cu中间层能够实现WCu10与Cu的有效连接,接头各界面完好,结合紧密,无裂纹、孔洞等焊接缺陷;接头的平均抗拉强度为217.6 MPa;通过断口形貌及EDS扫描发现接头断裂位置发生在WCu10/BAg72Cu界面处,断裂方式属于沿晶断裂和韧窝断裂组成的混合断裂。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(10)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

焊接试样及金相试样尺寸示意图

图2为WCu10/Cu扩散连接接头界面形貌，从图中可以看出，焊接界面结合良好，未发现明显的裂纹孔洞缺陷，表明采用BAg72Cu中间层实现了WCu10与Cu的可靠连接。为进一步分析焊接过程中焊接界面元素扩散迁移和分布情况，在接头界面典型区域对W、Cu、Ag主要元素进行了SEM-EDS面扫描分析，如图3所示。结合分析图2，图3可知，WCu10/Cu接头可分为4个区域:(1) WCu10基体;(2) L1:BAg72Cu区;(3) L2:BAg72Cu与Cu基体扩散区;(4) Cu基体。应该还存在一个WCu10与BAg72Cu扩散区，虽然区域不大，如图3表示。图3 WCu10/Cu焊接接头元素分布的SEM-EDS扫描分析形貌

图2 WCu10/Cu焊接接头界面形貌图3中a、b区域为靠近WCu10/钎料界面WCu10基体W相和Cu相部分，EDS扫描分析发现:靠近WCu10/钎料界面的a区域中W元素含量为87.02%,Ag元素含量为12.98%，而e区域中W元素含量为100%，并未发现其他元素;b区域中Ag元素含量为77.27%,Cu元素含量为22.73%，表明WCu10与BAg72Cu钎料发生了部分元素扩散，经线扫描测试，WCu10中W相与钎料扩散层厚度约为5μm;图3中c区域为BAg72Cu区，EDS扫描分析发现:该区域由Ag、Cu两种元素组成，其中Cu元素含量为35.17%，略高于初始中间层材料(BAg72Cu)中Cu元素含量，表明在焊接过程中Cu基材向BAg72Cu发生了扩散，初步分析该区域组织为富Cu相+银铜共晶的亚共晶组织;图3中d区域EDS扫描分析发现:该区域Cu元素含量为92.01%,Ag元素含量为7.99%，表明BAg72Cu向Cu基材同样发生了扩散。综上分析，WCu10/钎料界面在钎焊过程中发生的反应是WCu10与BAg72Cu钎料发生了部分元素扩散;钎料/Cu界面在钎焊过程中发生的主要反应是Cu基材与钎料之间的相互扩散。

【参考文献】：
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本文编号：3419080