ZChSnSbll-6合金與鋼基體的釬焊工藝研究.pdf

1、本文主要解決ZChSnSbll-6合金與鋼基體以離心鑄造的方法生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的成分偏析現(xiàn)象，以及離心鑄造過程中產(chǎn)生的As和Cd的氧化產(chǎn)生的危害，提出了利用釬焊的方法將ZChSnSbll-6合金與鋼基體結(jié)合起來，通過鋼基體表面不同的處理方法、釬焊溫度以及試驗(yàn)壓力的不同，探究釬焊試樣的過渡層組織和力學(xué)性能的變化。通過金相顯微鏡和SEM觀察過渡層的組織變化，通過EPMA、EDS和XRD檢測(cè)過渡層組織的元素變化和物相變化，利用顯微硬度計(jì)、摩擦磨

2、損試驗(yàn)機(jī)和萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)試釬焊試樣的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示利用釬焊的方法可以使得ZChSnSbll-6合金與鋼基體良好的粘結(jié)，焊縫過渡層組織和成份有明顯的變化。
　　對(duì)鋼基體利用表面物理處理鋼基體的方法制備的釬焊試樣，在280℃的釬焊溫度下焊接接頭處有明顯的焊縫和未焊透區(qū)域，但是隨著溫度的升高，不再出現(xiàn)焊縫和未焊透區(qū)域。當(dāng)釬焊溫度達(dá)到320℃時(shí)，出現(xiàn)垂直于釬焊界面生長(zhǎng)的樹枝狀組織，隨著釬焊溫度的升高，過渡層的樹枝狀組織和巴氏合金

3、的組織都有長(zhǎng)大的趨勢(shì)。通過EDS能譜和EPMA分析，可以看出在ZChSnSbll-6合金與鋼基體釬焊過程中主要是Fe和Sn元素遷移，Cu在過渡層組織有明顯的富集現(xiàn)象。利用X射線衍射分析，可以看到表面物理處理的ZChSnSb ll-6合金與鋼基體釬焊試樣的過渡層組織物相由Sn、Sb、Cu2Fe3、FeSb2及Cu3Sn構(gòu)成，在釬焊的過程中合金中ε和β相消失，產(chǎn)生了新的Cu2Fe3、FeSb2及Cu3Sn相。ZChSnSbll-6合金與鋼基

4、體接頭的拉伸試驗(yàn)結(jié)果顯示，抗拉強(qiáng)度隨著釬焊溫度的升高先增大后減小，在70N的壓力下，600目和1000目的砂紙?zhí)幚礓摶w的抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到140 MPa和135MPa，在50N、1000目是達(dá)到125MPa。
　　對(duì)鋼基體利用CuCl2溶液處理鋼基體的方法制備的釬焊試樣，在280℃的釬焊溫度下焊接接頭處有明顯的焊縫和未焊透區(qū)域，但是隨著溫度的升高，在320℃和360℃時(shí)在ZChSnSbll-6合金與鋼基體之間出現(xiàn)了明顯的過渡層，但

5、是過渡層與ZChSnSbll-6合金和鋼基體之間有明顯的裂縫存在。通過EDS能譜和EPMA分析，可以看出在ZChSnSbll-6合金與鋼基體釬焊過程中主要是Fe和Sn元素遷移，Cu在過渡層組織有明顯的富集現(xiàn)象。利用X射線衍射分析，可以看到利用CuCl2溶液處理的釬焊試樣過渡層組織的物相由Sn、Sb、Cu2Fe3、FeSb2及Cu3Sn構(gòu)成，產(chǎn)生了新的Cu2Fe3、FeSb2及Cu3Sn相；ZChSnSbll-6合金與鋼基體接頭的拉伸試驗(yàn)

6、結(jié)果顯示，抗拉強(qiáng)度隨著釬焊溫度的升高先增大后減小，在320℃時(shí)達(dá)到最大，分別為145MPa。
　　利用NiCl2溶液處理鋼基體的方法制備的釬焊試樣，在280℃釬焊溫度下ZChSnSbll-6合金與鋼基體之間就形成了明顯的焊接過渡層，且沒有出現(xiàn)明顯的焊縫和未焊透區(qū)域，隨著釬焊溫度的升高過渡層組織長(zhǎng)大。通過EDS能譜和EPMA分析，可以看出在ZChSnSbll-6合金與鋼基體釬焊過程中主要是Fe和Sn元素遷移。Cu在過渡層組織有明顯的

7、富集現(xiàn)象，在過渡層中Ni元素的含量明顯升高。利用X射線衍射分析，可以看到利用NiCl2溶液處理鋼基體的釬焊試樣過渡層組織的物相由Sn、Sb、Ni4Sn、Ni3Sb2、Cu3Sn及Cu2Ni3Sn3組成，在釬焊過程中產(chǎn)生了Cu2Fe3、Ni4Sn、Cu3Sn、Ni4Sn及Cu2Ni3Sn3相；ZChSnSbll-6合金與鋼基體焊縫的拉伸試驗(yàn)結(jié)果顯示，抗拉強(qiáng)度隨著釬焊溫度的升高先增大后減小，在320℃時(shí)達(dá)到最大，抗拉強(qiáng)度最大為153MPa；

8、
　　ZChSnSbll-6合金與鋼基體過渡層顯微硬度隨著釬焊溫度的升高，先增大后減小，在320℃時(shí)達(dá)到最大值，其中NiCl2和CuCl2溶液處理的鋼基體的過渡層顯微硬度高于表面物理處理鋼基體的顯微硬度；在同一種壓力下，表面粗糙度大的試樣的過渡層顯微硬度較大；同一種表面粗糙度，不同壓力的釬焊試樣的過渡層顯微硬度差距不明顯。從ZChSnSbll-6合金與鋼基體過渡層組織、顯微硬度、抗拉強(qiáng)度綜合因素來看，利用NiCl2溶液處理的試樣具