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本文采用在Ag-Cu-Ti合金钎料中混合一定量WC颗粒的复合钎料连接Si3N4陶瓷和42CrMo钢,借助SEM、EDS、XRD研究了连接工艺、钎料成分对接头微观组织和力学性能的影响。使用Ag-Cu-Ti+WCp复合钎料连接Si3N4陶瓷/42CrMo钢,得到的接头的构成为:在Si3N4陶瓷/钎料界面生成了TiN和Ti5Si3双层反应层,TiN反应层靠近Si3N4陶瓷母材,Ti5Si3反应层靠近钎料;在钎料/42CrMo钢界面生成了Fe2Ti和FeTi双层反应层,Fe2Ti层靠近42CrMo钢母材,FeTi反应层靠近钎料;焊缝中间由Ag[Cu]固溶体和Cu[Ag]固溶体组成,在两类固溶体中弥散分布着WC颗粒、围绕WC颗粒的TiC反应层和少量Cu-Ti金属间化合物。使用复合钎料连接Si3N4陶瓷/42CrMo钢的最佳工艺参数为:钎料成分为(Ag72Cu28)96Ti4+15vol.%WCp,在1173K下保温10min。在该钎焊工艺参数下,接头获得最高三点弯曲强度361.2MPa。使用(Ag72Cu28)96Ti4+5vol.%WCp复合钎料连接Si3N4陶瓷和42CrMo钢时,随着钎焊温度的升高,接头界面反应层的厚度增加。钎焊温度对接头三点弯曲强度的影响具有峰值效应。随着保温时间的延长,陶瓷侧界面反应层的厚度减小。接头三点弯曲强度随保温时间延长逐渐下降。使用(Ag72Cu28)96Ti4+[X]vol.%WCp复合钎料连接Si3N4陶瓷/42CrMo钢,X为15vol%是WCp含量的最佳值,接头强度比使用未添加WC颗粒钎料连接接头的强度提高了215.5%;继续提高钎料内WC颗粒的体积百分含量,接头强度呈下降趋势。使用(Ag72Cu28)100-zTiz+15vol.%WCp复合钎料钎焊Si3N4陶瓷/42CrMo钢,随着钎料中Ti的含量增加,接头强度先增加后减小,Z为4vol.%是Ti含量的最佳值。利用ANSYS有限元软件模拟计算钎料中WCp含量对接头残余应力的影响,并通过试验对模拟计算结果进行验证。模拟结果表明数值模拟结果与试验结果一致。