低熔點(diǎn)高強(qiáng)度鋁合金釬料制備與性能研究.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A1-Si系，該類釬料熔點(diǎn)較高，釬焊時(shí)易造成母材熔蝕、變形，不利于精密連接。本文系統(tǒng)研究Si、Cu、Ge、Sn等對(duì)鋁合金釬料熔化溫度、釬焊工藝性、耐蝕性等的影響，分析比較電弧熔煉和快速凝固制備的釬料性能的差異，開發(fā)出熔點(diǎn)低于500℃的高強(qiáng)度鋁合金釬料。采用DSC測(cè)試釬料熔化溫度，SEM觀察釬料和釬焊接頭的微觀組織，電化學(xué)方法研究釬料耐蝕性，按GB/T11364-2008測(cè)試釬

2、料的釬焊工藝性，按GB/T11363-2008測(cè)試釬焊接頭強(qiáng)度。主要研究結(jié)果如下:
　　隨著Ge含量升高，A1-9.6Si-20Cu-xGe(0≤x≤20wt.％)系釬料合金的固相線溫度大幅降低，這是由于合金中低熔點(diǎn)相的體積分?jǐn)?shù)增加;而合金液相線溫度在Ge含量為10％時(shí)降到最低值502.2℃，繼續(xù)增加Ge，液相線溫度反而上升。當(dāng)Si含量由9.6％降到6.5％時(shí)，Al-ySi-20Cu-15Ge(6.5≤y≤9.6％)系釬料合金固液

3、相線溫度均下降，其中Si含量為6.5％的合金固液相線溫度分別為451.1℃和492.1℃。在Al-9.6Si-20Cu-10Ge合金中添加Sn、Zn，合金固相線溫度均降低，原因是Sn、Zn熔點(diǎn)低，降低合金中低熔點(diǎn)相的熔化溫度;合金液相線溫度在添加4％Sn時(shí)降為498.6℃，繼續(xù)增加Sn，液相線溫度升高，Zn添加量為6％的合金液相線溫度降低到493.5C。采用快速凝固技術(shù)可進(jìn)一步降低電弧熔煉釬料的固液相線溫度，是因?yàn)榭炖溻F料晶粒尺寸小，熔

4、化所需能量低。
　　A1-9.6Si-20Cu-nGe(0≤n≤15％)系釬料合金在0.5MNaC1中性溶液中的陽極過程呈現(xiàn)活化溶解特征。隨著Ge含量升高，釬料合金的腐蝕電位下降;Ge含量為5％的釬料合金腐蝕電流密度最低，之后隨著Ge含量增加腐蝕電流密度升高。釬料合金的交流阻抗譜表明合金表面反應(yīng)是由電化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散反應(yīng)聯(lián)合控制的。合金發(fā)生腐蝕的位置主要位于第二相周圍的A1基體，腐蝕類型為點(diǎn)蝕。
　　采用Al-9.6Si-20

5、Cu-10Ge-4Sn釬料釬焊LF21鋁合金，研究發(fā)現(xiàn)接頭界面產(chǎn)物主要有α(Al)，Si-Ge固溶體和θ-Al2Cu相，其中Si-Ge固溶體主要以針狀的共晶形態(tài)存在。保溫時(shí)間為15min時(shí)，隨著釬焊溫度升高，釬焊強(qiáng)度增大，550℃時(shí)為69.14MPa;固定釬焊溫度在540C，延長(zhǎng)保溫時(shí)間，釬焊強(qiáng)度升高，30min時(shí)達(dá)到最大值72.82MPa，繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間釬焊強(qiáng)度提高不明顯。釬焊接頭斷裂形式均呈現(xiàn)韌性-脆性混合斷裂特征，斷裂位于釬料區(qū)