镍基钛基钎料钎焊钨钨接头组织和性能研究

发布时间：2017-12-14 20:02

  本文关键词：镍基钛基钎料钎焊钨钨接头组织和性能研究

  更多相关文章： 真空钎焊 钨 镍基钎料 钛基钎料 组织

【摘要】：难熔金属钨是一种重要的高温结构材料,具有热导率高、热膨胀系数小、抗辐射能力强、高温强度大等优点,广泛应用于国防、航空航天、电子、核工业等诸多领域。由于钨的韧-脆转变温度较高,常温下呈明显脆性,1000℃以上钎焊时受到钨本身再结晶温度的影响,晶粒粗化现象严重,使钨和钨的连接受到了极大的限制。本文采用镍基钎料(BNi2、BNi5、Bпp27)和钛基钎料(37.5Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni wt.%)对工业纯钨进行真空钎焊,采用差热分析法、X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、显微硬度试验、剪切试验、真空钎焊试验和断口形貌分析等试验分析方法,研究了钎料和母材在钎焊过程中的扩散情况,对接头组织与性能之间的联系及其影响机理进行了分析,研究结果可为开发新型镍基、钛基钎料提供数据参考。结果表明,采用BNi2钎料进行钎焊时,钨元素向钎缝一侧的扩散不均匀,钎缝中部有孔洞产生;采用BNi5钎料进行钎焊时,钎缝组织以钎缝中线为对称轴,呈对称分布,钎缝中部有少许微孔存在;采用Bпp27钎料进行钎焊时,钎料和母材的熔合情况优于BNi2和BNi5钎料,钎缝平整光滑,未观察到裂纹、孔洞等缺陷,接头组织均匀程度最高。采用三种镍基钎料真空钎焊钨钨接头,母材钨向钎缝内部扩散时会发生熔蚀现象,采用BNi2钎料钎焊时熔蚀现象严重,Bпp27钎料钎焊时熔蚀程度最轻,组织分布也最为均匀。三种镍基钎料会和母材在界面处发生反应生成NiW化合物,使钎料和母材紧密熔合,钎缝基体组织均为镍基固溶体,钎料中的元素会和扩散的钨元素反应生成Ni WSi、Co3W等化合物。剪切试验结果表明,Bпp27钎料接头剪切强度最高,为87.38MPa。采用35Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni钎料分别在900℃、930℃和950℃对钨钨接头进行真空钎焊,结果表明,三种钎焊温度下,钎缝与母材结合处的熔合线平整光滑,母材和钎料熔合较为紧密,界面处和钎缝组织内部无气孔、夹渣和裂纹等缺陷。随着钎焊温度的升高,接头厚度逐渐减小。钎焊温度为950℃时,钎料流失现象明显,钎缝宽度为18μm,与900℃和930℃接头相比,减小约50%。对接头组织分析得出,钎缝组织主要由钛钨固溶体和以钛锆为基的球状共晶组织组成,钎缝内部还存在NiTi、Ni3Ti、Cu3Ti、CuZr、Cu0.4W0.6、CuNi2Ti、TiNi0.8Cu0.2等化合物,母材钨和钎料相互扩散程度较镍基钎料减弱,其中930℃下得到的钎焊接头组织最为均匀。对接头的剪切强度测试,结果表明,钎焊温度为930℃时钨钨接头的剪切强度最高,为71.96MPa。综上所述,镍基、钛基钎料钎焊钨钨时,母材和钎料熔合均较为紧密。采用镍基钎料钎焊时,镍基钎料在界面处和母材钨会发生反应,母材钨在钎焊过程中的熔蚀现象较明显。采用钛基钎料钎焊时,未观察到熔蚀现象,且界面处没有化合物生成,但母材和钎料会相互扩散形成钛钨固溶体,使界面和钎缝内部没有缺陷产生。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG454

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩宪鹏;薛松柏;赖忠民;顾文华;顾立勇;;无镉银钎料研究现状与发展趋势[J];焊接;2007年06期

2 ;铜-锰-钴高温钎料[J];航空工艺技术;1977年04期

3 ;无镉银钎料的试制[J];焊接通讯;1983年03期

4 毛崇慈;李国亮;;节锡钎料的研究及应用[J];焊接;1992年02期

5 汪厚泰;空调机中高银钎料的替代试验[J];制冷学报;1995年03期

6 马晓春,楼程华,肖延令;优质节锡钎料的研制[J];材料科学与工程;1999年04期

7 常红,王宗杰,王凤武,刘建军;汽车散热器用节锡钎料研究综述[J];沈阳工业大学学报;2000年S1期

8 李东升,左其培;低温铝钎料的研制及使用方法[J];焊接技术;2001年04期

9 龙伟民,乔培新,曾大本,杨继东,唐根昌;自钎剂铝钎料的研制与应用前景[J];焊接技术;2002年05期

10 万群,卢宏;稀土在磷铜钎料中的应用[J];江西冶金;2002年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 季亚红;;银镉锌钎料中锌的测定[A];中国电子学会生产技术学分会理化分析专业委员会第六届年会论文集[C];1999年

2 毛忠汉;陈靖;;银铜钛活性钎料的特性及应用[A];第九次全国焊接会议论文集（第1册）[C];1999年

3 乔培新;龙伟民;于新泉;王海滨;李胜利;蒋胜宇;;基于可持续发展的绿色钎料[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年

4 徐琦;郑丽华;许异森;;15%银磷铜丝状钎料的研制[A];第四届全国电子工业焊接学术会议论文集[C];1992年

5 尤伟民;雷俊红;;自钎剂铝钎料的技术经济性分析[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

6 冯武锋;王春青;钱乙余;;微组装无钎剂钎料真空激光加热铺展润湿行为[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年

7 王永盛;;低银、无银钎料在我厂产品上的应用[A];中国电子学会焊接专业委员会第五届学术会议论文集[C];1995年

8 乔培新;王海滨;龙伟民;邢进;;杂质元素铝对银铜锌钎料性能的影响[A];第九次全国焊接会议论文集（第1册）[C];1999年

9 刘泽光;;电子器件用中温钎料进展[A];第四届全国电子工业焊接学术会议论文集[C];1992年

10 陈旭;宋洁;;63Sn-37Pb焊锡钎料的循环特性和多轴疲劳研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 记者 孙毅 胡晓梅 通讯员 柴庆章;宇光焊丝绿色钎料为“神舟”强身[N];河北经济日报;2012年

2 李欣生;如何焊接铜铝接头[N];河北科技报;2001年

3 庞贝;叶片钎焊建奇功[N];中国航空报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 马琳;液态钎料超声驱动填缝机理及声空化作用研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 王星星;过饱和银铜锌锡钎料的镀覆制备及其钎焊工艺性研究[D];机械科学研究总院;2015年

3 王国超;Cu-Ag-Ti_2AlC钎焊体系结构稳定性及其连接机理研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 许惠斌;SiCp/ZL101A复合材料振动辅助非真空半固态扩散钎焊[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 曲林;实时成像研究Sn/Cu钎焊界面反应动力学及机制[D];大连理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 霍方方;镍基钛基钎料钎焊钨钨接头组织和性能研究[D];郑州大学;2017年

2 刘庆永;C_f/SiC复合材料与Nb-1Zr合金钎焊工艺及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 陈哲;复合钎料钎焊SiC与Nb的工艺和机理研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 薄俊兰;液态钎料声致铺展的物理机制及动力学研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 黄钊;铁铬基钎料真空钎焊钢质油冷器试验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 都雪;极低温Sn基焊点性能及寿命预测[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 张璞乐;SAC系钎料BGA焊点在不同加载方式下的纳米力学性能研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

8 田骁;Ti-Ni钎料钎焊TZM合金工艺及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

9 苗峻;铝合金超声软钎焊的钎料润湿铺展研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

10 周英豪;GNSs增强复合活性钎料钎焊C/C复合材料与TC4的工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

，

本文编号：1289162