中溫高強度鋁合金釬料的制備與性能研究.pdf

1、釬焊是鋁合金連接最常用的方法之一。目前鋁合金釬焊用釬料主要為Al-Si系，該類釬料熔點較高，極易造成釬焊鋁合金母材的晶粒長大、溶蝕。過高的釬焊溫度也易造成母材發(fā)生過燒、溶蝕等現象，從而降低釬焊接頭的性能?，F有的其他Al-Si-Cu系和Al-Si-Mg系鋁合金釬料，Cu含量為27-29 wt.％，過多的Cu含量使材料變脆及釬焊時出現對母材的溶蝕，很難得到性能優(yōu)良的釬焊接頭。6系可熱處理強化鋁合金，釬焊后的焊件常進行固溶時效強化處理，因此釬

2、焊用釬料的熔點要求不低于其固溶工藝溫度（多在500-520℃），已經研制出的低熔點釬料（熔點低于500℃）無法滿足此要求。針對釬焊典型6系合金6061可熱處理鋁合金（常見熱處理工藝T6溫度為515℃），本文系統(tǒng)研究添加Ge、Sn等合金元素等對鋁合金釬料熔化溫度的影響，開發(fā)出適于6061可熱處理鋁合金的熔點高于515℃的中溫高強度耐腐蝕釬料，主要研究結果如下:
　　在低Cu釬料Al-10Si-(10，15)Cu基礎上添加少量Ge、S

3、n（≤6wt.％），釬料熔點隨著添加量的增加而下降。在Al-10 Si-xCu-yNi(10≤x≤15，2.6≤y≤4)合金釬料體系中，隨著Ni、Cu含量的增加，釬料熔點降低。在Al-10Si-10Cu-2.6Ni-(mGe，nSn)(3≤m≤6，2≤n≤6)合金釬料體系中，隨著Ge、Sn含量的增加，釬料合金熔點降低。但在Al-10Si-10Cu-2.6Ni-3 Ge的基礎上復合添加2-6 wt.％Sn，Sn含量的增加對釬料合金的熔點影

4、響不大。在Al-10Si-15Cu-4Ni添加1wt.％、2wt.％ Mg，合金釬料熔點溫度上升。Al-10Si-15Cu-4Ni合金釬料，熔化溫度為515-540.3℃，能滿足6061鋁合金釬焊后進行熱處理的要求。
　　在0.5 M NaCl溶液中Al-10Si-15Cu-(0，4Ni)系合金的陽極腐蝕行為相同，一次鈍化后發(fā)生點蝕。添加4 wt.％ Ni元素能夠提高合金耐腐蝕性，降低合金腐蝕電流密度，增大極化電阻值。使Ecorr

5、正移，合金發(fā)生自腐蝕的傾向變小。Ni的添加改變Al-10Si-15 Cu-4Ni合金組織分布，使表面更容易被Cl-侵蝕，點蝕傾向加劇。兩者釬料合金中Al-Cu、Al-Si-Cu、Al-Si-Cu-Ni含Cu共晶組織是優(yōu)先發(fā)生腐蝕的區(qū)域，前者合金在θ-Al2Cu相處發(fā)生點蝕，后者合金釬料點蝕優(yōu)先發(fā)生在為θ-Al2Cu相和Al3(Cu，Ni)2相與基體之間的相界處。
　　在最佳釬焊溫度570℃時，Al-10Si-15Cu-4Ni釬料在

6、母材6061鋁合金表面鋪展性良好，潤濕性較佳，潤濕角θ=10.5°。釬料釬焊接頭抗剪強度隨保溫時間的增長而升高，當保溫達到60 min時，釬焊接頭抗剪強度達到最大值144.4MPa。Al-10Si-15Cu-4Ni合金釬料良好的釬焊工藝性，歸結于抑制合金熔點的Si、Cu、Ni元素容易從釬料合金中向母材中滲透，發(fā)生合金反應增大界面結合強度。Ni元素的添加可以降低釬焊過程中焊縫中脆硬性Al2Cu相的生成量，能夠有效改善焊接接頭脆硬性。隨著釬