TiB 2 /BN陶瓷與銅的釬焊工藝試驗與殘余應(yīng)力分析
發(fā)布時間:2021-09-07 06:26
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步,對材料性能要求也越來越高,經(jīng)常希望其具有良好的綜合性能。TiB2/BN陶瓷與銅的接合,能夠在發(fā)揮陶瓷與銅各自優(yōu)異性能的同時,彌補自身的一些性能缺陷。但是,由于二者的彈性模量、線膨脹系數(shù),化學(xué)鍵等因素的差異,會給其接合帶來一定難度。本文基于此現(xiàn)象,對陶瓷采用線切割加工,并針對陶瓷的加工速度和表面粗糙度這兩個優(yōu)化目標,對陶瓷的線切割加工進行優(yōu)化。接著采用Cu-Ti-Sn釬料對陶瓷與銅進行釬焊連接,通過調(diào)整Sn粉末的質(zhì)量分數(shù)為10 wt%、15wt%、20wt%,以及焊接溫度和保溫時間,研究釬料在陶瓷表面的潤濕面積和潤濕角,分析其在陶瓷表面的潤濕性。研究了多因素對潤濕效果的影響。最后,還利用ANSYS軟件模擬TiB2/BN陶瓷與紫銅的釬焊殘余應(yīng)力變化規(guī)律。得到結(jié)論如下:(1)在陶瓷材料的線切割加工中,效應(yīng)管的數(shù)量對加工速度影響十分明顯,脈間脈寬比對表面粗糙度影響十分明顯。在收集試驗數(shù)據(jù)和正交優(yōu)化后,結(jié)合實際試驗中出現(xiàn)的問題,為了避免由于加工電流過大,造成斷絲。綜合考慮試樣的加工速度和表面粗糙度之后,最佳工藝的電參數(shù)為脈沖...
【文章來源】:長江大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
陶瓷表面潤濕示意圖
1.5 研究目標及研究內(nèi)容.5.1 課題來源圖 1-2 為一個加工汽車車燈燈芯極管的一個零部件和燈絲,零件材料為銅。在車車燈燈芯的加工過程中,該零件需具有良好的導(dǎo)電能力和耐熱特性。實際加中,零件經(jīng)過一定工作周期的損耗后,壓頭零件的局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,其零件部的壓頭部分,由于機械疲勞及紫銅材料的特性,容易變形失效,對車燈燈芯管的加工造成影響。在此特提出一種延長零件使用壽命的方案,在零件容易失的壓頭部分,采用 TiB2/BN 陶瓷材料來替換高溫下容易變形的紫銅。但是由于瓷和紫銅兩種材料的材料物理性能、化學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的多個方面的差異,了保證陶瓷/金屬的接頭質(zhì)量,首先需要對陶瓷的加工進行優(yōu)化,得到較好的接材料,之后是陶瓷與銅的接合,研究陶瓷表面的潤濕性,最后是分析焊后接頭部的殘余應(yīng)力對接頭的影響
圖 2-1 陶瓷Fig.2-1 Ceramic material2.2.2 試驗設(shè)備在這次加工中選用 DK7732 型數(shù)控線切割機床。機床的傳動件上采用了精密滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌,這種傳動方式的優(yōu)點有:運動中運動副的接觸面承受力大、傳動件耐磨性好、使用壽命長等,機床加工精度高于國家標準,加工精度一般小于 6μm。機床實物如下圖 2-2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]陶瓷連接技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 石宇皓,石成杰,吳炳英,林盼盼,林鐵松,何鵬. 精密成形工程. 2018(01)
[2]新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料及其運用與發(fā)展趨勢分析[J]. 宋居昌. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(25)
[3]保溫時間對SiCP/Al6061復(fù)合材料真空釬焊接頭組織性能的影響[J]. 唐恒娟,陳思杰. 熱加工工藝. 2014(09)
[4]航空航天輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的焊接技術(shù)研究進展[J]. 熊華平,毛建英,陳冰清,王群,吳世彪,李曉紅. 材料工程. 2013(10)
[5]Si3N4陶瓷釬焊用釬料的熔化特性與元素擴散行為[J]. 房衛(wèi)萍,易耀勇,劉鳳美,劉正林,李軍,鄧振華. 材料研究與應(yīng)用. 2013(02)
[6]試論陶瓷與金屬焊接技術(shù)的應(yīng)用[J]. 寇勇. 華章. 2012 (20)
[7]常見的試驗優(yōu)化設(shè)計方法對比[J]. 程敬麗,鄭敏,樓建晴. 實驗室研究與探索. 2012(07)
[8]中國焊接制造領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展研究[J]. 李曉延,武傳松,李午申. 機械工程學(xué)報. 2012(06)
[9]正交試驗設(shè)計和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實驗技術(shù)與管理. 2010(09)
[10]陶瓷/鐵基合金復(fù)合材料的研究進展[J]. 陳維平,楊少鋒,韓孟巖. 中國有色金屬學(xué)報. 2010(02)
博士論文
[1]TiB2-BN復(fù)相陶瓷的制備及性能研究[D]. 王玉成.武漢理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]氧化鋁陶瓷與純銅的活性釬焊工藝的研究[D]. 鄭雅君.大連海事大學(xué) 2016
[2]紫銅與SiO2陶瓷真空釬焊工藝研究[D]. 李洪亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]BN/SiO2與Nb的釬焊連接工藝及機理研究[D]. 焦?jié)?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]陶瓷膜管與金屬材料連接的研究[D]. 韓敏.貴州大學(xué) 2008
本文編號:3389028
【文章來源】:長江大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
陶瓷表面潤濕示意圖
1.5 研究目標及研究內(nèi)容.5.1 課題來源圖 1-2 為一個加工汽車車燈燈芯極管的一個零部件和燈絲,零件材料為銅。在車車燈燈芯的加工過程中,該零件需具有良好的導(dǎo)電能力和耐熱特性。實際加中,零件經(jīng)過一定工作周期的損耗后,壓頭零件的局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,其零件部的壓頭部分,由于機械疲勞及紫銅材料的特性,容易變形失效,對車燈燈芯管的加工造成影響。在此特提出一種延長零件使用壽命的方案,在零件容易失的壓頭部分,采用 TiB2/BN 陶瓷材料來替換高溫下容易變形的紫銅。但是由于瓷和紫銅兩種材料的材料物理性能、化學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的多個方面的差異,了保證陶瓷/金屬的接頭質(zhì)量,首先需要對陶瓷的加工進行優(yōu)化,得到較好的接材料,之后是陶瓷與銅的接合,研究陶瓷表面的潤濕性,最后是分析焊后接頭部的殘余應(yīng)力對接頭的影響
圖 2-1 陶瓷Fig.2-1 Ceramic material2.2.2 試驗設(shè)備在這次加工中選用 DK7732 型數(shù)控線切割機床。機床的傳動件上采用了精密滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌,這種傳動方式的優(yōu)點有:運動中運動副的接觸面承受力大、傳動件耐磨性好、使用壽命長等,機床加工精度高于國家標準,加工精度一般小于 6μm。機床實物如下圖 2-2。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]陶瓷連接技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 石宇皓,石成杰,吳炳英,林盼盼,林鐵松,何鵬. 精密成形工程. 2018(01)
[2]新型結(jié)構(gòu)陶瓷材料及其運用與發(fā)展趨勢分析[J]. 宋居昌. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(25)
[3]保溫時間對SiCP/Al6061復(fù)合材料真空釬焊接頭組織性能的影響[J]. 唐恒娟,陳思杰. 熱加工工藝. 2014(09)
[4]航空航天輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的焊接技術(shù)研究進展[J]. 熊華平,毛建英,陳冰清,王群,吳世彪,李曉紅. 材料工程. 2013(10)
[5]Si3N4陶瓷釬焊用釬料的熔化特性與元素擴散行為[J]. 房衛(wèi)萍,易耀勇,劉鳳美,劉正林,李軍,鄧振華. 材料研究與應(yīng)用. 2013(02)
[6]試論陶瓷與金屬焊接技術(shù)的應(yīng)用[J]. 寇勇. 華章. 2012 (20)
[7]常見的試驗優(yōu)化設(shè)計方法對比[J]. 程敬麗,鄭敏,樓建晴. 實驗室研究與探索. 2012(07)
[8]中國焊接制造領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展研究[J]. 李曉延,武傳松,李午申. 機械工程學(xué)報. 2012(06)
[9]正交試驗設(shè)計和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實驗技術(shù)與管理. 2010(09)
[10]陶瓷/鐵基合金復(fù)合材料的研究進展[J]. 陳維平,楊少鋒,韓孟巖. 中國有色金屬學(xué)報. 2010(02)
博士論文
[1]TiB2-BN復(fù)相陶瓷的制備及性能研究[D]. 王玉成.武漢理工大學(xué) 2002
碩士論文
[1]氧化鋁陶瓷與純銅的活性釬焊工藝的研究[D]. 鄭雅君.大連海事大學(xué) 2016
[2]紫銅與SiO2陶瓷真空釬焊工藝研究[D]. 李洪亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]BN/SiO2與Nb的釬焊連接工藝及機理研究[D]. 焦?jié)?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]陶瓷膜管與金屬材料連接的研究[D]. 韓敏.貴州大學(xué) 2008
本文編號:3389028
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