精密6061鋁管新型釬料接頭研究 本文提出并開發(fā)了一種新型Al-Si-Ge-Zn四元鋁合金釬料,系統(tǒng)研究了Ge、Zn含量對Al-Si-Ge-Zn釬料釬焊工藝性能、顯微組織及加工性能的影響;采用新型Al-Si-Ge-Zn釬料釬焊6061鋁合金,并與傳統(tǒng)6061鋁合金釬料Al-Si-Ge和Al-Si-Zn進行了比較研究;添加微量Sr元素對新型Al-Si-Ge-Zn釬料進行變質(zhì)處理,研究了 Sr元素添加對Al-Si-Ge-Zn釬料及釬焊接頭組織性能的影響,深入揭示了 Sr元素的變質(zhì)作用機理。相對Al-Si釬料,Ge、Zn元素的添加顯著降低了釬料的熔點,然而較多的Ge、Zn含量會影響釬料的鋪展?jié)櫇裥阅堋?/span>與Al-9.45Si-10Ge-15Zn 釬料相比,采用 Al-9.45Si-10Ge-15Zn-0.7Sr 釬料釬焊6061鋁合金,釬焊接頭擴散層寬度由16～18μm增加為25～27μm;釬縫區(qū)針片狀β-GeSi相轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉念w粒狀。釬焊接頭的抗剪切強度比采用Al-9.45Si-10Ge-15Zn釬料提高了 10%以上,達到152.4MPa。釬焊接頭斷裂形式由韌性、脆性混合斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)槊黠@的韌性斷裂。采用TEM對Al-Si-Ge-Zn-Sr釬料的組織結(jié)構(gòu)進行了深入研究,揭示了Sr元素的變質(zhì)作用機理。Sr通過改變Si的生長方式來實現(xiàn)對Al-Si-Ge-Zn釬料的變質(zhì),Sr吸附在Si的生長臺階上,阻礙Si以臺階生長機制長成片狀,改變了 Si原子的堆積次序,從而在Si晶體中形成大量的孿晶,Si相轉(zhuǎn)而以孿晶凹谷機制生長為纖維狀。相對Al-Si釬料,Ge、Zn元素的添加顯著降低了釬料的熔點,然而較多的Ge、Zn含量會影響釬料的鋪展?jié)櫇裥阅�。當Ge、Zn的添加量分別達到10wt.%和15wt.%時,Al-Si-Ge-Zn釬料的熔化溫度區(qū)間最小,僅為39.9℃C(熔化溫度范圍為505.2～545.1℃C),此時釬料的鋪展面積最大,相對Al-Si釬料的鋪展系數(shù)高達192%。Al-Si-Ge-Zn釬料鑄態(tài)組織由α-Al,β-GeSi及η-Zn相組成,Ge含量的增加促進了粗大β-GeSi相的形成,而適量的Zn可以細化脆性β-GeSi相。釬料壓縮性能測試結(jié)果表明,Al-9.45Si-10Ge-15Zn釬料壓縮率最大(63.5%),遠遠超過50%,具有優(yōu)異的加工性能。Sr元素的添加對Al-Si-Ge-Zn釬料的熔化溫度影響較小,但引起了釬料鋪展面積的顯著變化,當Sr含量為0.7wt.%時,釬料合金具有最大的鋪展面積,相對Al-Si釬料的鋪展系數(shù)高達227%。當添加0.1wt.%Sr時,釬料顯微組織沒有產(chǎn)生明顯變化;繼續(xù)增加Sr的含量達到0.4wt.%,β-GeSi相由針片狀轉(zhuǎn)變?yōu)殚L條狀;當Sr含量增加到0.7wt.%時,β-GeSi相轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉睦w維狀;當Sr含量達到1.Owt.%時,出現(xiàn)過變質(zhì)現(xiàn)象,β-GeSi相變的粗大。向Al-Si-Ge-Zn釬料中添加0.7wt.%Sr,釬料壓縮率提高了 9.4%。Sr元素的添加對6061鋁合金釬焊接頭的組織和性能也有顯著改善。
當前位置: