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新型低银无镉中温钎料组织性能的研究

矫宁  
【摘要】: 含镉银基钎料熔点低,工艺性好,可用于钎焊低碳钢、不锈钢、异种金属、铜及铜合金等,所获得的钎焊接头性能优良,在工业领域得到广泛应用,但Cd是具有毒性的金属元素,长期与含镉物质接触对人体健康造成危害。本文以低银无镉中温钎料为研究对象,在AgCuZn合金系的基础上改变合金元素的含量,研究了合金元素对钎料熔化特性、微观组织、润湿性以及钎焊接头力学性能的影响,并对钎焊接头的微观组织进行了观察和分析。 通过差热分析,研究了合金元素对钎料固液相变点和熔化温度区间的影响。结果表明:随着钎料合金中Sn、P含量的增加,钎料的熔化温度降低,而Ni的加入使钎料的熔化温度升高;钎料中加入Ni和P可以减小熔化温度区间,改善钎料的流动性,而Sn的过量加入会增大钎料的固液相间隔,对钎料的流动性造成不利影响。 通过扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法对钎料合金和接头界面区进行了分析。研究结果表明:Ag-Cu-Zn系试验用钎料主要由富Cu相、CuZn化合物相、Cu_(5.6)Sn化合物相、Cu_(40.5)Sn_(11)化合物相和Ag的析出相组成;钎料中加P后生成Cu_3P化合物,稀土元素La的加入使钎料组织均匀化,抑制金属间化合物的生长,Ni的加入会使钎料组织中原来的粗大树枝晶破碎变细;铜接头的界面组织良好,钎缝由扩散区和钎料残余层组成;钎焊不锈钢时,钎缝中形成铁基固溶体层和晶间渗透组织。 Ag-Cu-Zn系试验用钎料润湿性试验的结果表明,试验用钎料对紫铜的润湿性好于对不锈钢的润湿性,且其润湿性接近钎料BAg30CuZnSn,但不如高银钎料BAg40CuZnSn的润湿性好;合金元素Sn和P可以提高钎料的润湿性,稀土La的加入量超过0.5%时,钎料的润湿性能下降。 分析钎焊接头的力学性能,结果表明:试验用钎料的不锈钢接头剪切强度在90MPa左右,铜接头的剪切强度可以达到110MPa。


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