高硅鋁合金的接觸反應(yīng)釬焊/擴(kuò)散焊實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-02 09:45
高硅鋁合金具有熱導(dǎo)率優(yōu)良、膨脹系數(shù)低、散熱性能好、質(zhì)輕等一些列優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空,航天,電子,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域等。高硅鋁合金的廣泛使用離不開(kāi)連接技術(shù)的支持,但高硅鋁合金表面有氧化膜及內(nèi)部含有大量的硅,熔焊性能差,傳統(tǒng)的焊接方法難以獲得良好的接頭性能,接觸反應(yīng)釬焊和擴(kuò)散焊接是兩種精密有效的連接方法,很好的對(duì)高硅鋁材料進(jìn)行連接.本文對(duì)高硅鋁合金采用這兩種焊接方法進(jìn)行了連接。試驗(yàn)過(guò)程中,采用Cu箔、Zn片作為中間層進(jìn)行接觸釬焊,同樣,以Cu箔、Zn片作為中間層進(jìn)行擴(kuò)散焊接。并通過(guò)將母材裝載在特制的模具中,利用螺母旋緊對(duì)母材進(jìn)行施壓。通過(guò)金相顯微鏡,能譜分析儀及掃面電子顯微鏡對(duì)焊接接頭宏觀形貌、微觀組織、元素分布,通過(guò)顯微硬度計(jì)對(duì)接頭的硬度進(jìn)行分析。探討兩種焊接方法和不同工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭的影響。以Cu箔、Zn片作為中間層進(jìn)行接觸反應(yīng)釬焊實(shí)驗(yàn),在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下,均能有效連接。以Cu箔作為中間層加熱到535℃保溫20min得到的焊接接頭較為良好,接頭焊縫區(qū)域有三元共品組織,大量塊狀的初生Si相和針狀的共品硅相。以Zn片作為中間層時(shí),加熱到405℃保溫20min,母材能有效連接。在以Cu箔和Z...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鍋插二元合金相圖??Fig*?1???1?Al-Si?binary?phase?diagram??
封裝材料的要求。??1.1.?2高桂錯(cuò)合金材料的制備及研究現(xiàn)狀??Al-Si合金是典型的二元合金,其相圖如圖1.1,從相圖上可W看出,當(dāng)巧含??量大于共晶點(diǎn)的成分時(shí),合金在凝固過(guò)程中的液相線與固相線距離隨若合金中巧??元素含量的增加而增加,巧此合金凝固的時(shí)間也增加了,從而,增大了塊狀初晶??桂和針狀共品娃的長(zhǎng)大趨勢(shì),使組織粗化進(jìn)而嚴(yán)重降低合金的力學(xué)性能m??V*ight?Percent?SUicon??1SM4?巧?Sf?巧?y?巧巧?W?tiy?l(W??1300-?一??L??i??I..?X??:M0.46e"C?y?■??:\????S77:ti*C??M十(w品??f?I?I?I???‘??????0?巧?20?W??〇?60??b?Vq?知?必?jJo??A!?Atomic?Percent?Silicon?51??圖1.1鍋插二元合金相圖??Fig*?1???1?Al-Si?binary?phase?diagram??A1和Si在地球含量千分豐富,磋在地殼的含量排在第二,鉛是地球上儲(chǔ)量??第二豐富的金屬元素,高程鉛材料原材料可W講是取之不盡用之不竭。研究發(fā)現(xiàn)??可W通過(guò)改變A1和Si單質(zhì)配比制成不同性能的材料
步通過(guò)觀察宏觀形貌和金相實(shí)驗(yàn)對(duì)連接接頭進(jìn)行宏觀微觀形貌分析,第五步通過(guò)??SEM分析微觀結(jié)構(gòu),EDS分析接頭組織元素分布情況,第六步,對(duì)接頭盈微硬度??進(jìn)行分析,第毛步,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析。實(shí)驗(yàn)思路流程的如圖2丄??根據(jù)理論找中間層??I?I??根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定中巧層??I?JI?I??調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)分組實(shí)驗(yàn)??I?I??金相實(shí)驗(yàn)??I?I?I??做EDS、SEM實(shí)驗(yàn)?^實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)??J1?I??做思微硬度實(shí)驗(yàn)?J??圖2.1實(shí)驗(yàn)思路流程圖??Fig..?2.1?Experimental?ideas?flow?charct??完成髙珪鍋是接觸反應(yīng)針焊,同樣W接觸反應(yīng)的中間層材料對(duì)高珪侶的擴(kuò)散??輝接進(jìn)行初步探索實(shí)驗(yàn),根據(jù)焊接接頭情況,探索珪侶合金的擴(kuò)散焊接可行性情??況,然后與接觸反應(yīng)巧焊焊接的組織比較,分析總結(jié)兩種焊接方法的區(qū)別和各自??的優(yōu)點(diǎn)。??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟導(dǎo)體用無(wú)氧銅帶材的擴(kuò)散焊工藝和接頭性能[J]. 徐玉松,焦雅麗,林娜娜. 機(jī)械工程材料. 2013(04)
[2]Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出強(qiáng)化行為[J]. 曾延琦,王鋒,熊柏青,張永安,李錫武,李志輝,劉紅偉. 航空材料學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]銅鉍合金與ZrO2陶瓷擴(kuò)散焊接頭的組織與剪切強(qiáng)度[J]. 潘厚宏,劉擁軍,張大向,伊藤勲. 機(jī)械工程材料. 2012(03)
[4]德國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略特征分析[J]. 衛(wèi)教善. 汽車(chē)與配件. 2011(32)
[5]噴射成形硅鋁電子封裝材料的電鍍及釬焊性能[J]. 李志輝,張永安,熊柏青,劉紅偉,魏衍廣,張濟(jì)山. 稀有金屬. 2010(05)
[6]高性能高硅鋁基合金研究展望[J]. 安建軍,嚴(yán)彪,程光. 金屬功能材料. 2009(04)
[7]Ti/Cu固相相界面擴(kuò)散溶解層形成機(jī)制的研究[J]. 宋玉強(qiáng),李世春,杜光輝. 稀有金屬材料與工程. 2009(07)
[8]材料超塑性和超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)及應(yīng)用[J]. 于衛(wèi)新,李淼泉,胡一曲. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(11)
[9]Al-Si合金瞬間液相擴(kuò)散連接接頭組織與力學(xué)性能[J]. 張偉華,邱小明,陳曉偉,趙熹華,孫大千. 焊接學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]噴射沉積70%Si-Al合金電子封裝材料的組織與性能[J]. 李超,彭超群,余琨,王日初,楊軍,劉溶. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(02)
博士論文
[1]脈沖電流對(duì)鋁基復(fù)合材料拉深變形與擴(kuò)散連接的影響[D]. 王博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]鋁合金與不銹鋼低溫?cái)U(kuò)散焊及界面主組元擴(kuò)散行為研究[D]. 吳銘方.江蘇大學(xué) 2011
[3]鈹/HR-1不銹鋼擴(kuò)散焊和釬焊及其界面特性研究[D]. 張鵬程.中國(guó)工程物理研究院北京研究生部 2003
碩士論文
[1]高硅鋁電子封裝殼體激光焊接的數(shù)值模擬[D]. 王成.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[2]擠壓態(tài)AZ61鎂合金擴(kuò)散焊接研究[D]. 李鐵鵬.太原理工大學(xué) 2012
[3]噴射成形Al-Si系高硅鋁合金組織與性能的研究[D]. 李浩.江蘇科技大學(xué) 2012
[4]鋁合金與不銹鋼的釬焊技術(shù)研究[D]. 尹小燕.江蘇科技大學(xué) 2012
[5]Fe/Al異種金屬擴(kuò)散焊界面形成機(jī)理研究[D]. 王敬.江蘇科技大學(xué) 2012
[6]新型高硅鋁合金的釬焊工藝研究[D]. 侯玲.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[7]YG20與因瓦合金真空擴(kuò)散焊接技術(shù)的研究[D]. 李莉娜.大連交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3471809
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1鍋插二元合金相圖??Fig*?1???1?Al-Si?binary?phase?diagram??
封裝材料的要求。??1.1.?2高桂錯(cuò)合金材料的制備及研究現(xiàn)狀??Al-Si合金是典型的二元合金,其相圖如圖1.1,從相圖上可W看出,當(dāng)巧含??量大于共晶點(diǎn)的成分時(shí),合金在凝固過(guò)程中的液相線與固相線距離隨若合金中巧??元素含量的增加而增加,巧此合金凝固的時(shí)間也增加了,從而,增大了塊狀初晶??桂和針狀共品娃的長(zhǎng)大趨勢(shì),使組織粗化進(jìn)而嚴(yán)重降低合金的力學(xué)性能m??V*ight?Percent?SUicon??1SM4?巧?Sf?巧?y?巧巧?W?tiy?l(W??1300-?一??L??i??I..?X??:M0.46e"C?y?■??:\????S77:ti*C??M十(w品??f?I?I?I???‘??????0?巧?20?W??〇?60??b?Vq?知?必?jJo??A!?Atomic?Percent?Silicon?51??圖1.1鍋插二元合金相圖??Fig*?1???1?Al-Si?binary?phase?diagram??A1和Si在地球含量千分豐富,磋在地殼的含量排在第二,鉛是地球上儲(chǔ)量??第二豐富的金屬元素,高程鉛材料原材料可W講是取之不盡用之不竭。研究發(fā)現(xiàn)??可W通過(guò)改變A1和Si單質(zhì)配比制成不同性能的材料
步通過(guò)觀察宏觀形貌和金相實(shí)驗(yàn)對(duì)連接接頭進(jìn)行宏觀微觀形貌分析,第五步通過(guò)??SEM分析微觀結(jié)構(gòu),EDS分析接頭組織元素分布情況,第六步,對(duì)接頭盈微硬度??進(jìn)行分析,第毛步,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析。實(shí)驗(yàn)思路流程的如圖2丄??根據(jù)理論找中間層??I?I??根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定中巧層??I?JI?I??調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)分組實(shí)驗(yàn)??I?I??金相實(shí)驗(yàn)??I?I?I??做EDS、SEM實(shí)驗(yàn)?^實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)??J1?I??做思微硬度實(shí)驗(yàn)?J??圖2.1實(shí)驗(yàn)思路流程圖??Fig..?2.1?Experimental?ideas?flow?charct??完成髙珪鍋是接觸反應(yīng)針焊,同樣W接觸反應(yīng)的中間層材料對(duì)高珪侶的擴(kuò)散??輝接進(jìn)行初步探索實(shí)驗(yàn),根據(jù)焊接接頭情況,探索珪侶合金的擴(kuò)散焊接可行性情??況,然后與接觸反應(yīng)巧焊焊接的組織比較,分析總結(jié)兩種焊接方法的區(qū)別和各自??的優(yōu)點(diǎn)。??14??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟導(dǎo)體用無(wú)氧銅帶材的擴(kuò)散焊工藝和接頭性能[J]. 徐玉松,焦雅麗,林娜娜. 機(jī)械工程材料. 2013(04)
[2]Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出強(qiáng)化行為[J]. 曾延琦,王鋒,熊柏青,張永安,李錫武,李志輝,劉紅偉. 航空材料學(xué)報(bào). 2012(03)
[3]銅鉍合金與ZrO2陶瓷擴(kuò)散焊接頭的組織與剪切強(qiáng)度[J]. 潘厚宏,劉擁軍,張大向,伊藤勲. 機(jī)械工程材料. 2012(03)
[4]德國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略特征分析[J]. 衛(wèi)教善. 汽車(chē)與配件. 2011(32)
[5]噴射成形硅鋁電子封裝材料的電鍍及釬焊性能[J]. 李志輝,張永安,熊柏青,劉紅偉,魏衍廣,張濟(jì)山. 稀有金屬. 2010(05)
[6]高性能高硅鋁基合金研究展望[J]. 安建軍,嚴(yán)彪,程光. 金屬功能材料. 2009(04)
[7]Ti/Cu固相相界面擴(kuò)散溶解層形成機(jī)制的研究[J]. 宋玉強(qiáng),李世春,杜光輝. 稀有金屬材料與工程. 2009(07)
[8]材料超塑性和超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)及應(yīng)用[J]. 于衛(wèi)新,李淼泉,胡一曲. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(11)
[9]Al-Si合金瞬間液相擴(kuò)散連接接頭組織與力學(xué)性能[J]. 張偉華,邱小明,陳曉偉,趙熹華,孫大千. 焊接學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]噴射沉積70%Si-Al合金電子封裝材料的組織與性能[J]. 李超,彭超群,余琨,王日初,楊軍,劉溶. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(02)
博士論文
[1]脈沖電流對(duì)鋁基復(fù)合材料拉深變形與擴(kuò)散連接的影響[D]. 王博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]鋁合金與不銹鋼低溫?cái)U(kuò)散焊及界面主組元擴(kuò)散行為研究[D]. 吳銘方.江蘇大學(xué) 2011
[3]鈹/HR-1不銹鋼擴(kuò)散焊和釬焊及其界面特性研究[D]. 張鵬程.中國(guó)工程物理研究院北京研究生部 2003
碩士論文
[1]高硅鋁電子封裝殼體激光焊接的數(shù)值模擬[D]. 王成.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[2]擠壓態(tài)AZ61鎂合金擴(kuò)散焊接研究[D]. 李鐵鵬.太原理工大學(xué) 2012
[3]噴射成形Al-Si系高硅鋁合金組織與性能的研究[D]. 李浩.江蘇科技大學(xué) 2012
[4]鋁合金與不銹鋼的釬焊技術(shù)研究[D]. 尹小燕.江蘇科技大學(xué) 2012
[5]Fe/Al異種金屬擴(kuò)散焊界面形成機(jī)理研究[D]. 王敬.江蘇科技大學(xué) 2012
[6]新型高硅鋁合金的釬焊工藝研究[D]. 侯玲.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[7]YG20與因瓦合金真空擴(kuò)散焊接技術(shù)的研究[D]. 李莉娜.大連交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3471809
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