Ni对BAg30CuZn药芯钎料制备及钎焊性能影响的研究

发布时间：2017-08-15 03:29

  本文关键词：Ni对BAg30CuZn药芯钎料制备及钎焊性能影响的研究

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【摘要】：银钎料熔点适中、润湿性好,并具有良好的强度、延展性、导热性、导电性和抗腐蚀性能,广泛应用于低碳钢、结构钢、不锈钢、铜及铜合金、可伐合金、难熔金属、硬质合金的钎焊。传统钎焊工艺中分开使用钎料和钎剂的方法钎焊效率低,直接或间接影响钎缝质量,并且会由于钎剂的流失而造成环境污染。因此,研究开发钎焊效率高、钎焊性能优良的新型银药芯钎料具有重要的理论意义和实用价值。本研究采用连轧工艺制备了BAg30CuZn-xNi(x=0,1.0,1.5,2.0,2.5,3.5)药芯钎料。未添加Ni元素的BAg30CuZn钎料,为了易于加工和成型,需要对钎料带材进行再结晶退火;当添加2.5wt.%Ni元素后,带材不需要热处理,可以直接通过连轧机组成型制备药芯钎料。Ni的加入显著改善了BAg30CuZn钎料的加工性能。采用差示扫描量热(DSC)技术分析了不同含Ni量对钎料固、液相线温度和熔化温度区间的影响。结果表明随着BAg30CuZn钎料中Ni含量的增加,钎料的熔化温度升高,熔化温度区间减小。采用铺展试验法研究发现,Ni的加入可以改善钎料在母材上的铺展性能,并且Ni的最佳含量为wt.2.5%。采用火焰钎焊焊接T2紫铜-304奥氏体不锈钢、H62黄铜-304奥氏体不锈钢,测试钎焊接头力学性能发现,Ni的添加可以改善钎缝力学性能,当Ni含量为2.5wt.%时,H62黄铜-304不锈钢钎焊接头强度达到最大值312MPa。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法对钎料合金和接头显微组织进行了分析。结果表明:钎焊接头断口呈纤维网状,有大量的韧窝存在,钎焊接头断裂方式均为塑性断裂。Ni的添加可以细化合金和钎缝组织。钎料主要以富Cu相、CuZn化合物相和富Ag相组成。Ni在富Cu相和富Ag相中均有分布,但在富Cu相内的含量比在富Ag相内高,而且这种倾向随着Ni含量的增加而更加明显。在铜侧和不锈钢侧界面分别形成了Cu-Zn固溶体层和Fe基固溶体层,不锈钢侧发生了晶间渗透现象。Ni的添加使界面固溶体层变得平齐,晶间渗透显著改善。Ni的加入显著改善了BAg30CuZn钎料的钎焊性能,使钎缝性能得到提高。
【关键词】：Ag-Cu-Zn 药芯钎料 显微组织 铺展性能 力学性能 界面化合物
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG425
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 引言13
• 1.2 银钎料的研究现状13-19
• 1.2.1 合金化对Ag-Cu-Zn钎料性能的影响14-18
• 1.2.2 杂质元素对Ag-Cu-Zn系钎料性能的影响18-19
• 1.3 药芯焊丝/钎料的研究现状19-22
• 1.3.1 药芯焊丝概述19-20
• 1.3.2 熔化焊药芯焊丝与药芯钎料的区别20
• 1.3.3 目前流行的各种药芯焊丝制造工艺20-21
• 1.3.4 药芯焊丝/钎料发展趋势21-22
• 1.4 本课题研究目的和研究内容22-24
• 1.4.1 研究目的22-23
• 1.4.2 研究内容23-24
• 第二章 试验材料与试验方法24-29
• 2.1 引言24
• 2.2 研究工艺路线24-25
• 2.3 试验方法25-29
• 2.3.1 合金制备25-26
• 2.3.2 带状钎料的制备26
• 2.3.3 钎料熔化特性测试26-27
• 2.3.4 铺展试验27
• 2.3.5 力学性能试验27-28
• 2.3.6 钎料和接头显微组织及物相分析28-29
• 第三章 药芯钎料制备工艺及性能测试29-36
• 3.1 引言29
• 3.2 药芯钎料连轧法制备工艺29-33
• 3.3 药芯钎料性能测试33-35
• 3.3.1 钎剂流动性测试33-34
• 3.3.2 实芯钎料与药芯钎料钎剂用量对比试验34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 药芯钎料DSC和润湿铺展性试验及结果分析36-46
• 4.1 药芯钎料合金的熔化特性36-38
• 4.1.1 合金元素Ni对钎料合金相变点的影响36-37
• 4.1.2 合金元素Ni对钎料合金熔化温度区间的影响37-38
• 4.2 药芯钎料的润湿铺展性试验38-44
• 4.2.1 润湿铺展性能的表征38-39
• 4.2.2 钎剂的作用机理39
• 4.2.3 Ni对BAg30CuZn钎料在母材表面铺展性能的影响39-44
• 4.3 结果分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 药芯钎料钎焊力学实验及结果分析46-52
• 5.1 引言46
• 5.2 钎焊工艺参数确定46-48
• 5.2.1 钎焊方法与接头形式46-47
• 5.2.2 钎料流动的控制和钎缝间隙的控制47
• 5.2.3 钎焊温度和保温时间47-48
• 5.3 Ni对钎焊接头力学性能的影响48-50
• 5.4 钎焊接头断口形貌分析50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 第六章 Ni对BAg30CuZn钎料显微组织的影响52-61
• 6.1 引言52
• 6.2 Ni元素对钎料铸态和轧制态显微组织的影响52-59
• 6.2.1 Ni元素对钎料铸态显微组织的影响52-58
• 6.2.2 Ni元素对钎料轧制态显微组织的影响58-59
• 6.3 本章小结59-61
• 第七章 Ni元素对药芯钎料钎焊接头性能和组织的影响61-78
• 7.1 引言61
• 7.2 Ni元素对界面反应的影响61-71
• 7.2.1 Ni元素对T2紫铜-304不锈钢接头界面反应的影响61-68
• 7.2.2 Ni元素对H62黄铜-304不锈钢接头界面反应的影响68-71
• 7.3 Ni元素对钎焊接头钎缝显微组织的影响71-76
• 7.3.1 T2紫铜-304不锈钢接头钎缝显微组织71-73
• 7.3.2 H62黄铜-304不锈钢接头钎缝显微组织73-76
• 7.4 本章小结76-78
• 第八章 结论78-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-86
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文86

【参考文献】

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本文编号：676078