擠壓態(tài)AZ31鎂合金-7075鋁合金的擴(kuò)散連接.pdf

1、鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度高、比剛度高，減震性好、耐蝕性能差等特點(diǎn);鋁合金密度低，比強(qiáng)度高、塑性好，加工性能好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性等性能。實(shí)現(xiàn)鎂和鋁的可靠連接可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)良性能，降低結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約材料，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車、航空航天、交通運(yùn)輸、電子產(chǎn)品等。由于鎂和鋁的相互溶解度、線膨脹系數(shù)等不同，而且很容易形成氧化膜，使得鎂和鋁的焊接比較困難，采用熔焊方法焊接鎂鋁異種金屬時(shí)，接頭界面區(qū)容易產(chǎn)生熱影響區(qū)較寬、裂紋、氣孔

2、等缺陷。擴(kuò)散焊作為一種先進(jìn)的固相焊接技術(shù)，可以有效避免熔焊過程中的焊接缺陷，在異種材料連接領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此，研究鎂/鋁異種金屬的擴(kuò)散連接有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　為了獲得優(yōu)良的焊接接頭，在擴(kuò)散焊前對(duì)AZ31鎂合金和7075鋁合金再結(jié)晶退火，使得組織均勻、晶粒細(xì)化。AZ31鎂合金在退火溫度300℃，保溫時(shí)間30min時(shí)，晶粒尺寸從原始的21.15μ m細(xì)化到12.35μ m，細(xì)化比例達(dá)41.61％;7075鋁合金在退火溫度35

3、0℃，保溫時(shí)間60min時(shí)，晶粒尺寸達(dá)到最小。
　　將在最優(yōu)參數(shù)時(shí)再結(jié)晶退火后的AZ31鎂合金和7075鋁合金進(jìn)行真空擴(kuò)散連接，分析不同的焊接溫度和保溫時(shí)間對(duì)擴(kuò)散連接效果的影響，觀察不同工藝參數(shù)下晶粒尺寸變化和擴(kuò)散層寬度，利用EDS分析界面過渡區(qū)元素分布，測(cè)量接頭剪切強(qiáng)度和界面過渡區(qū)顯微硬度。
　　在溫度大于450℃時(shí)，鎂與鋁發(fā)生共晶反應(yīng)，界面擴(kuò)散層生成了Mg2Al3、MgAl、Mg17Al12這3種金屬間化合物。由于脆性金

4、屬間化合物的生成，界面過渡層的硬度大于基體硬度，近鋁側(cè)硬度值達(dá)到最大249.6HV。在焊接壓力和真空度一定的情況下，焊接溫度和保溫時(shí)間相互關(guān)聯(lián)，共同影響焊接接頭組織結(jié)構(gòu)和性能。焊接溫度越高或者保溫時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒長(zhǎng)大越嚴(yán)重，擴(kuò)散層越寬。當(dāng)焊接溫度為470℃、保溫時(shí)間為60min時(shí)，接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值38.41MPa。
　　通過對(duì)比焊接前經(jīng)過再結(jié)晶退火處理和未熱處理對(duì)焊接效果的影響發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過再結(jié)晶退火細(xì)化晶粒后擴(kuò)散連接的接頭性能較