鎂合金低熔點釬劑的研制.pdf

1、鎂合金具有高的比強度、比剛度和優(yōu)良的減震性、導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性及可回收性等優(yōu)點，在汽車交通、航空航天等領(lǐng)域日益展現(xiàn)其優(yōu)越的使用價值和廣闊的應(yīng)用前景。在鎂合金日益增加的應(yīng)用中，無論是鎂合金結(jié)構(gòu)件之間，還是鎂合金結(jié)構(gòu)件與其他材料構(gòu)件之間都離不開連接。釬焊具有加熱溫度低、對母材組織和性能的影響小、焊后應(yīng)力和變形小、工藝過程簡單等特點。鎂合金釬焊可以避免熔化焊中常出現(xiàn)的鎂的氧化以及氣孔、裂紋等缺陷，逐漸成為鎂合金材料連接方法的首選之一。去除氧化

2、膜作為釬焊過程中關(guān)鍵步驟，主要方法有釬劑去膜、氣體介質(zhì)去膜、機械及物理去膜。釬劑去膜作為目前應(yīng)用最廣泛有效的去膜方法，在液態(tài)釬料和母材潤濕的過程中起主要作用。然而鎂合金釬劑的研究，特別是軟釬劑的研究、釬劑去除鎂合金氧化膜機理的研究等均剛剛開始，這些都制約了釬焊技術(shù)在鎂合金連接中的推廣和應(yīng)用。本課題從低熔點鎂合金釬劑入手，通過對鎂合金表面氧化膜成分分析、軟釬劑組元的選定、軟釬劑配方的設(shè)計和優(yōu)化、釬焊接頭組織和性能的研究、釬劑性能評價等一系

3、列問題的研究，試圖找到一種適合鎂合金軟釬焊的釬劑配方。
　　本文首先分析了AZ31B鎂合金表面氧化膜的組成。XRD和XPS數(shù)據(jù)表明，AZ31B鎂合金表面氧化膜中含有Al2O3以及MgO。對Sn-9Zn釬料進(jìn)行鋪展試驗的結(jié)果表明，當(dāng)有機酸A+(5～10wt.％)NH4Cl或者（1～10wt.％）ZnCl2時，釬料鋪展面積較大;釬劑可以以有機酸A為基體組元，ZnCl2和NH4Cl作為活性劑或者去膜劑少量加入。通過有限制的均勻設(shè)計試驗方

4、法對釬劑配方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得到x1(NH4Cl)、x2(ZnCl2)與鋪展面積S之間的顯著可信的回歸方程表達(dá)式為S=84.643-734.588x1+819.382x2-1408.509x1x2+3092.476x12-5144.404x22。經(jīng)過對方程求最優(yōu)解知，當(dāng)ZnCl2與有機酸A質(zhì)量比為8∶92時為最佳釬劑配方，此時釬料的鋪展面積最大達(dá)到117.52mm2。對釬焊接頭組織的微觀形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)和性能研究表明，在靠近釬縫側(cè)會有一層亮

5、白的界面層，該處可能為Mg2Sn金屬間化合物相與固溶了少量鋁、鋅的β-Sn固溶體相。釬縫中心區(qū)域主要是富鋅相和β-Sn相組成，其中有一部分細(xì)長的針狀富鋅相由于耐腐蝕性差，發(fā)生選擇性腐蝕后脫落而顯示黑色的溝槽。對釬焊接頭內(nèi)各部分的顯微硬度測試發(fā)現(xiàn)，由于亮白色的界面區(qū)含金屬間化合物硬質(zhì)相，硬度較釬縫有所提高，平均為130HV左右。分別對釬劑進(jìn)行分類和性能評價。結(jié)果表明，所研制的釬劑編號為FS222B，不揮發(fā)物含量高達(dá)86.4％，腐蝕率平均值