Ti-Me擴散反應(yīng)釬焊機理研究.pdf

1、擴散反應(yīng)釬焊是一種兼具釬焊和擴散焊優(yōu)點的連接方法：對結(jié)合面精度要求不高；不需或只需很小的壓力；連接周期短，接頭強度高；連接所需溫度低，但接頭再熔溫度高，適合高溫條件下使用。目前關(guān)于Ti/Cu復(fù)合疊層材料作為擴散反應(yīng)中間層材料的研究主要集中在Ti箔、Cu箔厚度及工藝參數(shù)對接頭性能的影響等方面，而對于Ti/Cu間共晶液相產(chǎn)生、鋪展及擴展、界面微觀組織結(jié)構(gòu)等問題的探討較少；Ti、Fe間易形成金屬間化合物一直是Ti合金與不銹鋼連接需解決的難題，

2、所以對于Ti/Fe擴散共晶反應(yīng)機理的研究有很重要的意義。 本文在不同參數(shù)條件下，對純Ti和純Fe、純Cu間反應(yīng)液相的生成、鋪展及擴展、反應(yīng)區(qū)微觀組織、界面形貌、元素分布等進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明，Ti/Fe、Ti/Cu擴散反應(yīng)共晶液相的產(chǎn)生明顯具有方向性，液相優(yōu)先產(chǎn)生在擴散系數(shù)較小及共晶成分較低的材料表面，即Ti-Fe共晶液相優(yōu)先產(chǎn)生在Ti側(cè)，Ti-Cu共晶液相優(yōu)先產(chǎn)生在Cu側(cè)。Ti板、Cu板間擴散反應(yīng)時，Ti置于Cu上共晶反應(yīng)

3、區(qū)寬度較Cu置于Ti上寬，且共晶液相層形態(tài)呈曲線狀，而Cu置于Ti上時固液界面保持平直狀；曲線狀界面的形成機理與共晶液相產(chǎn)生后在Ti/Cu接觸面的鋪展行為有關(guān)。Cu/Ti/Cu擴散反應(yīng)釬焊接頭在900℃保溫30s時，接頭組織主要由大塊狀的Ti-Cu化合物和Ti(Cu)固溶體組成；保溫120s時，接頭組織主要由細(xì)密的Ti-Cu化合物＋Ti(Cu)固熔體共晶體組成，在界面上有少量的Cu(Ti)固溶體。 Fe(粒狀)/Ti(板狀)組合

4、時，由于Fe原子的“沉淀效應(yīng)”，造成Ti母材的大量溶解，反應(yīng)區(qū)類似于熔池形貌。Ti/Fe擴散反應(yīng)區(qū)明顯由四部分組成，即Ti側(cè)界面的黑色層狀β-Ti(Fe)區(qū)，與其相鄰的大顆粒Ti-Fe化合物區(qū)，接頭中心的共晶組織區(qū)和Fe側(cè)白色Fe(Ti)層狀物。層狀β-Ti(Fe)和大顆粒Ti-Fe化合物的形成明顯存在潛伏期，通過控制保溫時間可以有效降低其生成量。在本試驗條件下，溫度1100℃，保溫時間小于10s，擴散反應(yīng)共晶區(qū)無大塊狀的Ti-Fe化合