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低熔点Al基钎料及其盐浴钎焊研究

邓有忠  
【摘要】:铝合金是航空、航天方面实现工具轻量化目标的首选材料,而钎焊是铝合金常用的焊接方法之一。A1-Si钎料由于具有良好的润湿性、流动性、可加工性和钎焊接头的抗腐蚀性,应用非常广泛。但是A1-Si钎料的缺点是熔点高(共晶点577℃),和铝合金母材熔点相差不大,钎焊温度难以控制等原因,使得铝合金的钎焊性较差。这已成为制约铝合金钎焊的瓶颈。为了降低A1-Si钎料的熔点,本文在A1-Si基钎料的基础上,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低了钎料的熔化温度,又提高了钎料的润湿性和流动性的元素,以进一步降低钎料熔化温度,提高钎料的润湿铺展性和钎焊接头强度。 本文设计了A1-Si-Cu-Sn-Zn系合金钎料,并且采用真空感应熔炼技术来制备新型铝基合金钎料。通过差热分析、润湿铺展性、填缝性等试验,测定了各钎料的熔点、润湿铺展性、填缝性,排除了不符合要求的配方。利用光学金相显微镜、X射线衍射、电子探针等手段,对钎料的微观组织进行了分析。通过盐浴钎焊的方法,对钎料的剪切强度进行了测定和分析,研究出了比较合理的新型低熔点铝基钎料的配方Al72Si6Cu15Zn4Sn3。研究结果表明:该新型钎料熔点为521.0℃,比A1-Si钎料的熔点降低了56℃,而且熔化温度区间较窄;并且该钎料在560℃时具有良好的润湿性和填缝性,新型钎料元素分布基本均匀,晶粒细小;可在560℃盐浴钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%以上,对焊缝进行微观分析,发现新型钎料钎焊焊缝的成分基本分布均匀,接头结合良好。可以用于6063铝合金及部分锻铝合金的钎焊,是锻铝合金盐浴钎焊的一种理想钎料。


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