低熔點(diǎn)鋁合金硬釬料的制備及其釬焊性能研究.pdf

1、目前常用的鋁合金釬焊用硬釬料為Al-Si系列合金，由于使用該釬料釬焊時(shí)的溫度較高與大多數(shù)鋁合金的固相線接近，導(dǎo)致母材過(guò)燒情況嚴(yán)重，并且Al-Si釬料組織中Si相的形狀影響了釬焊接頭的性能。為了解決以上問(wèn)題，本文在Al-4Si系釬料基礎(chǔ)上，通過(guò)復(fù)合添加Cu、Zn元素降低釬料的熔點(diǎn)，同時(shí)再單獨(dú)或者復(fù)合添加La、Sc元素對(duì)Al-Si釬料合金進(jìn)行變質(zhì)，使用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)了九組復(fù)合添加Cu、Zn、La元素的Al-4Si系釬料，并且在釬料Al-4Si

2、-15Cu-35Zn的基礎(chǔ)上制備了三組添加不同 Sc元素含量的 Al-4Si-15Cu-35Zn-0.05Sc、Al-4Si-15Cu-35Zn-0.1Sc和Al-4Si-15Cu-35Zn-0.2Sc釬料，同時(shí)還復(fù)合添加 Sc和 La元素制備得到了Al-4Si-15Cu-35Zn-0.2La-0.1Sc釬料。通過(guò)使用金相顯微鏡、XRD、SEM以及差示掃描量熱儀研究了Cu、Zn、La、Sc元素對(duì)Al-4Si釬料組織、熔化溫度、鋪展性能以

3、及釬焊接頭的組織、斷口形貌、剪切強(qiáng)度的影響。得到了以下結(jié)論：
　　對(duì)比Al-4Si-xCu-yZn-zLa釬料（x=10、15、20；y=20、30、35；z=0.1、0.2、0.5）的微觀組織可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Cu元素和Zn元素含量變化時(shí)，并不會(huì)改變相的組成，但是隨著Cu含量的增加，釬料中Al2Cu(θ)相越多，其中Al-4Si-xCu-yZn-zLa釬料的主要組成相為α-Al基體，初晶Si相及Al2Cu(θ)相，當(dāng)La≥0.2％時(shí)，

4、釬料中出現(xiàn)短棒狀富La化合物-LaSi相。由1-9號(hào)釬料中初晶Si平均尺寸的正交試驗(yàn)結(jié)果表明，La元素對(duì)釬料中初晶Si平均晶粒尺寸的影響最大，其次是Zn元素，Cu元素的效果最弱。在Al-4Si-15Cu-35Zn釬料中單獨(dú)或者復(fù)合添加0.2%La，0.1%Sc三種情況下，復(fù)合添加0.2%La、0.1%Sc對(duì)初晶Si的變質(zhì)效果最好，并且發(fā)現(xiàn)La、Sc對(duì)初晶Si的變質(zhì)作用是通過(guò)La、Sc元素在初晶Si的晶界處聚集，阻礙Si相的長(zhǎng)大過(guò)程。

5、r>　　釬料熔點(diǎn)正交試驗(yàn)結(jié)果表明，Cu元素對(duì)釬料熔點(diǎn)影響最大，其次為Zn元素， La元素影響最小，釬料熔點(diǎn)最低組合為Al-4Si-20Cu-35Zn-0.5La，為464℃；Sc元素對(duì)熔點(diǎn)影響不大，但是Sc元素的添加能縮短釬料的固液相線區(qū)間，其中13號(hào)釬料Al-4Si-20Cu-30Zn-0.1La-0.2Sc的固液相線區(qū)間最窄，為19℃。對(duì)釬料的鋪展性正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)La元素對(duì)Al-4Si基釬料鋪展面積的影響最大，其次是Cu

6、元素，Zn元素的作用最弱。對(duì)比6號(hào)釬料和10-15號(hào)釬料，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)添加Sc元素釬料的鋪展性優(yōu)于單獨(dú)添加La元素及復(fù)合添加La、Sc元素釬料的潤(rùn)濕性，鋪展面積最大的釬料組合為 Al-4Si-15Cu-35Zn-0.1Sc，最大鋪展面積為252.58mm2。
　　使用釬料Al-4Si-15Cu-35Zn-0.2La-0.1Sc在不同保溫時(shí)間及溫度下對(duì)LF6鋁合金進(jìn)行釬焊，結(jié)果表明當(dāng)釬焊溫度一定時(shí)，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，釬焊接頭剪切強(qiáng)度呈