高硅铝合金的接触反应钎焊/扩散焊实验研究
发布时间：2021-11-02 09:45
高硅铝合金具有热导率优良、膨胀系数低、散热性能好、质轻等一些列优点,被广泛应用于航空,航天,电子,汽车发动机领域等。高硅铝合金的广泛使用离不开连接技术的支持,但高硅铝合金表面有氧化膜及内部含有大量的硅,熔焊性能差,传统的焊接方法难以获得良好的接头性能,接触反应钎焊和扩散焊接是两种精密有效的连接方法,很好的对高硅铝材料进行连接.本文对高硅铝合金采用这两种焊接方法进行了连接。试验过程中,采用Cu箔、Zn片作为中间层进行接触钎焊,同样,以Cu箔、Zn片作为中间层进行扩散焊接。并通过将母材装载在特制的模具中,利用螺母旋紧对母材进行施压。通过金相显微镜,能谱分析仪及扫面电子显微镜对焊接接头宏观形貌、微观组织、元素分布,通过显微硬度计对接头的硬度进行分析。探讨两种焊接方法和不同工艺参数对焊接接头的影响。以Cu箔、Zn片作为中间层进行接触反应钎焊实验,在适当的工艺条件下,均能有效连接。以Cu箔作为中间层加热到535℃保温20min得到的焊接接头较为良好,接头焊缝区域有三元共品组织,大量块状的初生Si相和针状的共品硅相。以Zn片作为中间层时,加热到405℃保温20min,母材能有效连接。在以Cu箔和Z...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锅插二元合金相图??Ｆｉｇ＊?１?？?１?Ａｌ－Ｓｉ?ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ??
封装材料的要求。??１．１．?２高桂错合金材料的制备及研究现状??Ａｌ－Ｓｉ合金是典型的二元合金，其相图如图１．１，从相图上可Ｗ看出，当巧含??量大于共晶点的成分时，合金在凝固过程中的液相线与固相线距离随若合金中巧??元素含量的增加而增加，巧此合金凝固的时间也增加了，从而，增大了块状初晶??桂和针状共品娃的长大趋势，使组织粗化进而严重降低合金的力学性能ｍ??Ｖ＊ｉｇｈｔ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?ＳＵｉｃｏｎ??１ＳＭ４?巧?Ｓｆ?巧?ｙ?巧巧?Ｗ?ｔｉｙ?ｌ（Ｗ??１３００－?一??Ｌ??ｉ??Ｉ．．?Ｘ??：Ｍ０．４６ｅ＂Ｃ?ｙ?■??：＼?？??Ｓ７７：ｔｉ＊Ｃ??Ｍ十（ｗ品??ｆ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?？?‘??????０?巧?２０?Ｗ?？〇?６０?？ｂ?Ｖｑ?知?必?ｊＪｏ??Ａ！?Ａｔｏｍｉｃ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｓｉｌｉｃｏｎ?５１??图１．１锅插二元合金相图??Ｆｉｇ＊?１?？?１?Ａｌ－Ｓｉ?ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ??Ａ１和Ｓｉ在地球含量千分丰富，磋在地壳的含量排在第二，铅是地球上储量??第二丰富的金属元素，高程铅材料原材料可Ｗ讲是取之不尽用之不竭。研究发现??可Ｗ通过改变Ａ１和Ｓｉ单质配比制成不同性能的材料
步通过观察宏观形貌和金相实验对连接接头进行宏观微观形貌分析，第五步通过??ＳＥＭ分析微观结构，ＥＤＳ分析接头组织元素分布情况，第六步，对接头盈微硬度??进行分析，第毛步，对实验进行总结分析。实验思路流程的如图２丄??根据理论找中间层??Ｉ?Ｉ??根据实验确定中巧层??Ｉ?ＪＩ?Ｉ??调整试验参数分组实验??Ｉ?Ｉ??金相实验??Ｉ?Ｉ?Ｉ??做ＥＤＳ、ＳＥＭ实验?＾实验结果总结??Ｊ１?Ｉ??做思微硬度实验?Ｊ??图２．１实验思路流程图??Ｆｉｇ．．?２．１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｉｄｅａｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｃｔ??完成髙珪锅是接触反应针焊，同样Ｗ接触反应的中间层材料对高珪侣的扩散??辉接进行初步探索实验，根据焊接接头情况，探索珪侣合金的扩散焊接可行性情??况，然后与接触反应巧焊焊接的组织比较，分析总结两种焊接方法的区别和各自??的优点。??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]软导体用无氧铜带材的扩散焊工艺和接头性能[J]. 徐玉松,焦雅丽,林娜娜. 机械工程材料. 2013(04)
[2]Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出强化行为[J]. 曾延琦,王锋,熊柏青,张永安,李锡武,李志辉,刘红伟. 航空材料学报. 2012(03)
[3]铜铋合金与ZrO2陶瓷扩散焊接头的组织与剪切强度[J]. 潘厚宏,刘拥军,张大向,伊藤勲. 机械工程材料. 2012(03)
[4]德国汽车产业的战略特征分析[J]. 卫教善. 汽车与配件. 2011(32)
[5]喷射成形硅铝电子封装材料的电镀及钎焊性能[J]. 李志辉,张永安,熊柏青,刘红伟,魏衍广,张济山. 稀有金属. 2010(05)
[6]高性能高硅铝基合金研究展望[J]. 安建军,严彪,程光. 金属功能材料. 2009(04)
[7]Ti/Cu固相相界面扩散溶解层形成机制的研究[J]. 宋玉强,李世春,杜光辉. 稀有金属材料与工程. 2009(07)
[8]材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用[J]. 于卫新,李淼泉,胡一曲. 材料导报. 2009(11)
[9]Al-Si合金瞬间液相扩散连接接头组织与力学性能[J]. 张伟华,邱小明,陈晓伟,赵熹华,孙大千. 焊接学报. 2009(02)
[10]喷射沉积70%Si-Al合金电子封装材料的组织与性能[J]. 李超,彭超群,余琨,王日初,杨军,刘溶. 中国有色金属学报. 2009(02)
博士论文
[1]脉冲电流对铝基复合材料拉深变形与扩散连接的影响[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2013
[2]铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D]. 吴铭方.江苏大学 2011
[3]铍/HR-1不锈钢扩散焊和钎焊及其界面特性研究[D]. 张鹏程.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
硕士论文
[1]高硅铝电子封装壳体激光焊接的数值模拟[D]. 王成.合肥工业大学 2013
[2]挤压态AZ61镁合金扩散焊接研究[D]. 李铁鹏.太原理工大学 2012
[3]喷射成形Al-Si系高硅铝合金组织与性能的研究[D]. 李浩.江苏科技大学 2012
[4]铝合金与不锈钢的钎焊技术研究[D]. 尹小燕.江苏科技大学 2012
[5]Fe/Al异种金属扩散焊界面形成机理研究[D]. 王敬.江苏科技大学 2012
[6]新型高硅铝合金的钎焊工艺研究[D]. 侯玲.合肥工业大学 2012
[7]YG20与因瓦合金真空扩散焊接技术的研究[D]. 李莉娜.大连交通大学 2009
本文编号：3471809
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１锅插二元合金相图??Ｆｉｇ＊?１?？?１?Ａｌ－Ｓｉ?ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ??
封装材料的要求。??１．１．?２高桂错合金材料的制备及研究现状??Ａｌ－Ｓｉ合金是典型的二元合金，其相图如图１．１，从相图上可Ｗ看出，当巧含??量大于共晶点的成分时，合金在凝固过程中的液相线与固相线距离随若合金中巧??元素含量的增加而增加，巧此合金凝固的时间也增加了，从而，增大了块状初晶??桂和针状共品娃的长大趋势，使组织粗化进而严重降低合金的力学性能ｍ??Ｖ＊ｉｇｈｔ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?ＳＵｉｃｏｎ??１ＳＭ４?巧?Ｓｆ?巧?ｙ?巧巧?Ｗ?ｔｉｙ?ｌ（Ｗ??１３００－?一??Ｌ??ｉ??Ｉ．．?Ｘ??：Ｍ０．４６ｅ＂Ｃ?ｙ?■??：＼?？??Ｓ７７：ｔｉ＊Ｃ??Ｍ十（ｗ品??ｆ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?？?‘??????０?巧?２０?Ｗ?？〇?６０?？ｂ?Ｖｑ?知?必?ｊＪｏ??Ａ！?Ａｔｏｍｉｃ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｓｉｌｉｃｏｎ?５１??图１．１锅插二元合金相图??Ｆｉｇ＊?１?？?１?Ａｌ－Ｓｉ?ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ??Ａ１和Ｓｉ在地球含量千分丰富，磋在地壳的含量排在第二，铅是地球上储量??第二丰富的金属元素，高程铅材料原材料可Ｗ讲是取之不尽用之不竭。研究发现??可Ｗ通过改变Ａ１和Ｓｉ单质配比制成不同性能的材料
步通过观察宏观形貌和金相实验对连接接头进行宏观微观形貌分析，第五步通过??ＳＥＭ分析微观结构，ＥＤＳ分析接头组织元素分布情况，第六步，对接头盈微硬度??进行分析，第毛步，对实验进行总结分析。实验思路流程的如图２丄??根据理论找中间层??Ｉ?Ｉ??根据实验确定中巧层??Ｉ?ＪＩ?Ｉ??调整试验参数分组实验??Ｉ?Ｉ??金相实验??Ｉ?Ｉ?Ｉ??做ＥＤＳ、ＳＥＭ实验?＾实验结果总结??Ｊ１?Ｉ??做思微硬度实验?Ｊ??图２．１实验思路流程图??Ｆｉｇ．．?２．１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｉｄｅａｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｃｔ??完成髙珪锅是接触反应针焊，同样Ｗ接触反应的中间层材料对高珪侣的扩散??辉接进行初步探索实验，根据焊接接头情况，探索珪侣合金的扩散焊接可行性情??况，然后与接触反应巧焊焊接的组织比较，分析总结两种焊接方法的区别和各自??的优点。??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]软导体用无氧铜带材的扩散焊工艺和接头性能[J]. 徐玉松,焦雅丽,林娜娜. 机械工程材料. 2013(04)
[2]Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出强化行为[J]. 曾延琦,王锋,熊柏青,张永安,李锡武,李志辉,刘红伟. 航空材料学报. 2012(03)
[3]铜铋合金与ZrO2陶瓷扩散焊接头的组织与剪切强度[J]. 潘厚宏,刘拥军,张大向,伊藤勲. 机械工程材料. 2012(03)
[4]德国汽车产业的战略特征分析[J]. 卫教善. 汽车与配件. 2011(32)
[5]喷射成形硅铝电子封装材料的电镀及钎焊性能[J]. 李志辉,张永安,熊柏青,刘红伟,魏衍广,张济山. 稀有金属. 2010(05)
[6]高性能高硅铝基合金研究展望[J]. 安建军,严彪,程光. 金属功能材料. 2009(04)
[7]Ti/Cu固相相界面扩散溶解层形成机制的研究[J]. 宋玉强,李世春,杜光辉. 稀有金属材料与工程. 2009(07)
[8]材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用[J]. 于卫新,李淼泉,胡一曲. 材料导报. 2009(11)
[9]Al-Si合金瞬间液相扩散连接接头组织与力学性能[J]. 张伟华,邱小明,陈晓伟,赵熹华,孙大千. 焊接学报. 2009(02)
[10]喷射沉积70%Si-Al合金电子封装材料的组织与性能[J]. 李超,彭超群,余琨,王日初,杨军,刘溶. 中国有色金属学报. 2009(02)
博士论文
[1]脉冲电流对铝基复合材料拉深变形与扩散连接的影响[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2013
[2]铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D]. 吴铭方.江苏大学 2011
[3]铍/HR-1不锈钢扩散焊和钎焊及其界面特性研究[D]. 张鹏程.中国工程物理研究院北京研究生部 2003
硕士论文
[1]高硅铝电子封装壳体激光焊接的数值模拟[D]. 王成.合肥工业大学 2013
[2]挤压态AZ61镁合金扩散焊接研究[D]. 李铁鹏.太原理工大学 2012
[3]喷射成形Al-Si系高硅铝合金组织与性能的研究[D]. 李浩.江苏科技大学 2012
[4]铝合金与不锈钢的钎焊技术研究[D]. 尹小燕.江苏科技大学 2012
[5]Fe/Al异种金属扩散焊界面形成机理研究[D]. 王敬.江苏科技大学 2012
[6]新型高硅铝合金的钎焊工艺研究[D]. 侯玲.合肥工业大学 2012
[7]YG20与因瓦合金真空扩散焊接技术的研究[D]. 李莉娜.大连交通大学 2009
本文编号：3471809
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