论文部分内容阅读
本文采用Ag-Cu-Ti/Cu/AgCu复合中间层材料对Ti(C,N)与40Cr进行了辅助脉冲电流液相扩散焊与真空钎焊。研究表明，在750℃、保温5min的焊接参数下得到的接头的四点弯曲强度最大，为229MPa。脉冲电流的存在，改变了Ag、Cu二元素的分布特点，避免了在陶瓷/钎料界面附近的富集，因而减少了其化合物在界面的生成量；降低了部分元素（如活性元素Ti，间隙原子C）的扩散激活能；提高了元素的扩散速率。试验研究了Cu53Zr47非晶钎料对Ti(C,N)陶瓷的辅助脉冲电流液相扩散焊及真空钎焊。结果表明，Zr对Ti(C,N)陶瓷具有优良的润湿性能。Zr与Al2O3发生置换反应将Al还原为自由原子，显著增强了其扩散能力；Zr与陶瓷相和金属相的作用，促进了原子在其中扩散，使得钎料组元能够扩散进入陶瓷基体，并发生反应生成新的物相；接头平均四点弯曲强度以900℃、6min辅助脉冲电流液相扩散焊时为最高，达380.9MPa。Zr在陶瓷基体和焊缝近陶瓷侧的界面反应产物，改变了接头残余应力的分布状态，使应力集中发生在钎缝内不同组织的界面。以Ag-Cu-Zr/Cu/AgCu为复合中间层对Ti(C,N)与40Cr进行了辅助脉冲电流液相扩散焊试验。研究结果显示，在750℃、5min的焊接参数下获得了最大接头抗弯强度，其四点弯曲强度达286.0MPa。接头陶瓷侧界面组织结构为：Ti(C,N)/(Ti,Zr)(C,N)+Cu2(Zr,Ti)/Ag-Cu共晶+CuTi/Cu3Zr/Cu9Zr2/Cu基固溶体/Cu。随焊接温度的升高，焊缝宽度有所增加，焊缝组织弥散化，组织分层增多，并且Cu-Zr化合物与其相图上中间相的排列顺序具有一一对应关系。接头拉应力集中和化合物的存在是其断裂失效的主要原因，由Cu51Zr14构成的组织是接头焊缝中的薄弱环节。辅助脉冲电流液相扩散焊存在界面高温效应，该效应随着钎料箔的熔化而消失。界面连接机理基于界面的高温效应，首先在基体/钎料初始界面产生点状物理接触；然后接触点及其附近区域钎料箔熔化形成液相区并开始在基体表面润湿铺展；紧接着液相区迅速增多长大并相互连通，钎料箔全部熔化成液相，界面高温效应消失；界面降到基体温度，钎缝凝固后进行固相扩散连接。