铝铜异质材料钎焊用新型锌基复合钎料的研制

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为了解决铝铜直接钎焊时存在Al-CuAl2脆性相生成问题,采用电镀的方法在Zn-27Al薄带钎料的表面镀上一层Ni,通过控制电镀电压、通电时间以及电镀液温度等工艺参数,来控制镀层镍的含量,制备出形如Ni/Zn-Al/Ni式锌基复合钎料。采用差热分析(DTA)、X衍射分析仪(XRD)、润湿性、强度实验等方法,分析制备出来的新型锌基复合钎料的综合性能。讨论了该方法在制备新型锌基复合钎料方面的可行性。研究结果表明:其它条件不变时,通电电压3V,通电10分钟,电镀液温度20~30℃时,镀层厚度与镀层质量最为理想。制备出来的新型复合钎料形如Ni/Zn-Al/Ni形式,Ni在Zn-27Al基体表面形成均匀致密的镀层,且镀层结晶细致,平滑光亮,与基体层结合力强且易于弯折弯曲,无脆性之虞。与Zn-27Al钎料相比,新型复合钎料的固-液相线温度略微变化,并且润湿性能优良,在钎焊温度565℃时铺展面积达到最大值,钎焊接头抗剪强度较高。在氮气保护的电阻炉中用锌基复合钎料和Zn-27Al钎料对Cu与Al进行钎焊试验,利用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、扫描电镜分析(SEM)等多种现代测试手段,对钎焊接头进行微观组织分析并阐述Ni层的阻挡作用;研究结果表明:Cu-Al钎焊接头由Cu侧钎缝界面、中央钎缝区、Al侧钎缝界面三部分组成。复合钎料钎缝中AlCu偏聚在Cu侧、a-Al固溶体偏聚在Al侧的现象消失,组织分布更加均匀、且有少量的Ni3Al生成;Ni层能够有效的阻止Al和Cu的扩散,从而减少低熔点脆性Al2Cu化合物的生成,改善了接头性能。
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