散热器钎料制备及性能研究

发布时间：2017-08-17 13:27

  本文关键词：散热器钎料制备及性能研究

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【摘要】：散热器主要有铝-铜制和纯铝制散热器,由于铜价的大幅上涨,提高了铜的使用成本。目前,许多国内外的研究者对以铝代铜的工作进行了大量的实验研究,并取得了显著的成绩。空调、汽车用铝制换热器,散热器及铝制电缆等已广泛使用。铝制散热器通常采用3003铝合金作为散热齿,采用轧制箔带钎料进行钎焊结合,但传统箔带钎料无法满足复杂表面的钎焊。随着散热器轻量化的提出,传统箔带钎料厚度已达到瓶颈,不能满足轻量化的要求。本文为了解决散热器钎焊结合问题,制备了两种不同熔点的钎料,分别为585℃的Al-8Si钎料和385℃的低熔点Zn-15Al钎料,采用喷涂技术在3003铝合金基体表面制备钎焊层,钎焊层厚度可以达到微米甚至纳米级别,低于传统箔带钎料的厚度,符合轻量化要求。采用DSC测试钎料熔化温度,SEM对钎料及钎焊接头进行微观组织的观察,研究钎焊工艺对钎焊接头的影响。本文研究得出Al-8Si钎料制备钎焊丝的最佳工艺及钎焊层制备最优电弧喷涂工艺参数,Zn-15Al合金粉末采用等离子电弧喷涂制备钎焊层最优工艺参数。Al-8Si与Zn-15Al钎料在3003合金表面的钎焊铺展润湿角为10°和10.5°。研究了钎焊温度、保温时间对两种钎料制备的钎焊层与3003基体接头界面元素分布变化,通过扫面电子显微镜能谱分析元素扩散情况,分析元素分布对钎焊结合强度的影响。Al-8Si钎料在620℃钎焊20min,基体出现部分熔化现象,钎焊时Al-8Si钎焊层中的Si原子向焊缝中扩散,基体中Al原子向焊缝扩散,逐渐在焊缝中形成网状结构的α-Al固溶体,硬质相Si在焊缝中均匀分布在网状α-Al固溶体周围,提高了焊缝结合强度。Al-8Si钎料最佳钎焊温度为610℃,保温30min,钎焊结合强度最好,钎焊接头断口形貌呈现韧性断裂特征。Zn-15Al钎焊层在430℃钎焊时,由于Zn原子运动过于剧烈,钎焊时钎料中的Zn向焊缝及基体扩散过多,阻碍钎料在3003铝合金基体上铺展,结合效果不佳。Zn-15Al钎焊层在3003铝合金基体表面的最佳钎焊温度为410℃,保温30min,钎焊结合情况良好。
【关键词】：散热器 Al-Si钎料 Zn-Al钎料 钎焊
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG425
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 铝-铝及铜-铝钎焊材料的应用背景9-10
• 1.3 铝-铝钎焊用钎料的研究现状10-15
• 1.3.1 Al-Si系钎料研究现状10-14
• 1.3.2 Sn-Zn系钎料研究现状14
• 1.3.3 Sn-Pb系钎料研究现状14
• 1.3.4 Zn-Al系钎料研究现状14-15
• 1.4 铜-铝钎焊用钎料的研究现状15-16
• 1.5 本课题的研究意义、目的及内容16-18
• 第2章 实验材料与方法18-23
• 2.1 钎料的成分设计18
• 2.2 实验用材料18-19
• 2.3 实验方法19-21
• 2.3.1 钎料的制备19-21
• 2.3.2 钎焊层的制备21
• 2.4 分析检测方法21-23
• 2.4.1 钎焊强度检测21-22
• 2.4.2 组织分析方法22-23
• 第3章 Al-Si钎料的制备及性能研究23-43
• 3.1 引言23
• 3.2 Al-Si钎料组织分析23-26
• 3.2.1 钎焊丝纵截面微观组织23-24
• 3.2.2 钎焊丝横截面微观组织24
• 3.2.3 Al-Si钎料DSC分析24-26
• 3.3 钎焊层制备工艺研究26-29
• 3.3.1 单道次喷涂钎焊层微观组织26-27
• 3.3.2 多道次喷涂钎焊层微观组织27-29
• 3.4 钎焊工艺对Al-Si钎焊接头的影响29-42
• 3.4.1 钎料润湿性测定29-30
• 3.4.2 钎焊温度对接头组织的影响30-32
• 3.4.3 保温时间对接头组织的影响32-39
• 3.4.4 保温时间对接头强度的影响39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 Zn-Al钎料的性能研究43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 Zn-Al钎料组织分析43-44
• 4.3 钎焊层制备工艺研究44-46
• 4.4 钎焊工艺对Zn-Al钎焊接头的影响46-57
• 4.4.1 钎料润湿性测定46
• 4.4.2 保温时间对接头组织的影响46-51
• 4.4.3 钎焊温度对接头组织的影响51-56
• 4.4.4 钎焊温度对接头强度的影响56-57
• 4.5 本章小节57-58
• 第5章 结论58-59
• 参考文献59-64
• 致谢64

【参考文献】

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本文编号：689257