本文關鍵詞：合金元素對Sn-9Zn釬料釬焊6061鋁合金的影響

  更多相關文章： Sn-9Zn無鉛釬料 6061鋁合金 Cu 稀土 剪切強度

【摘要】：釬焊作為一種古老的焊接方式被廣泛應用,傳統(tǒng)的Sn-Pb合金釬料由于Pb的毒性和各國禁Pb法令的出臺使其使用受到限制。Sn-Zn系無鉛釬料由于熔點和成本低、力學性能好有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)釬料。然而,Zn在高溫環(huán)境下易氧化而且潤濕性能也較差的特性制約其應用。試驗通過添加第三種元素銅和鑭鈰稀土用合金化的方式改善Sn-Zn釬料的不足,并考察添加的各元素在釬料中的存在形式。研究結果表明:添加Cu元素于Sn-9Zn合金釬料形成化合物后改善了基體釬料組織,Cu彌散分布于Sn-Zn釬料基體中,銅與鋅固溶形成第二相,細化組織、阻止富鋅相的長大和降低釬料的氧化。經(jīng)XRD衍射分析發(fā)現(xiàn):加入Cu后,釬料中有Cu Zn、Cu6Sn5和Cu5Zn8生成,而且并非Cu與Sn和Zn生成化合物的比例與添加Cu的質量分數(shù)成正比關系,而是在Cu添加量大于0.7%時生成化合物量增加緩慢;Cu的加入并沒有以單質的形式存在,而以低熔點化合物的形式存在。對焊接接頭分析發(fā)現(xiàn)隨著Cu的加入,釬料中富鋅相和溶解擴散區(qū)胞狀鋁的固溶體呈先變小后長大的趨勢,銅含量在0.3%為其分界點;焊接接頭良好,剪切試驗得出銅含量在0.3%時較佳,抗剪切強度提高150%,斷口主要以韌性斷裂為主。斷裂源在富鋅相,銅鋅固溶體形成的第二相提高了釬料強度。通過電化學腐蝕實驗得出Cu的加入降低了耐腐蝕性能,銅的化合物成為易腐蝕源,對腐蝕產(chǎn)生的裂紋創(chuàng)造了條件。通過固溶時效的方法將鑭鈰合金加入Sn-9Zn-0.3Cu。結果改善了釬料組織,減緩富銅相的團聚,細化晶界中的富鋅相,阻止Cu6Sn5的產(chǎn)生;鑭鈰合金的加入對富鋅相的影響較小,降低了鋁向釬料的溶解,增大了釬料向鋁工件的擴散,使得釬料與鋁件吸附更加牢靠;經(jīng)XRD分析衍射峰向左發(fā)生了偏移,Sn元素的晶格發(fā)生了變化;焊接接頭良好,剪切試驗得出RE含量在0.2%時較佳,抗剪切強度提高11%。斷裂面都發(fā)生在釬料中,隨著RE從0.1%增加到0.2%出現(xiàn)典型的韌性斷裂,添加量在0.4%RE時有大量的β-Sn產(chǎn)生,而且釬料氧化嚴重。
【關鍵詞】：Sn-9Zn無鉛釬料 6061鋁合金 Cu 稀土 剪切強度
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21;TG454
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.2 無鉛釬焊的研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 鋁合金釬焊技術概述8-10
• 1.3.16061 鋁合金概述8
• 1.3.2 鋁合金焊接的途徑8-9
• 1.3.3 釬焊在鋁合金焊接中的應用9-10
• 1.3.4 鋁用無鉛軟釬料要求10
• 1.3.5 鋁用軟釬料分類及特點10
• 1.4 Sn-9Zn系無鉛釬料的發(fā)展10-14
• 1.4.1 Sn-9Zn系無鉛釬料的優(yōu)越性10-12
• 1.4.2 Sn-Zn系軟釬料存在的問題12
• 1.4.3 通過合金化對Sn-Zn系釬料的研究12-14
• 1.5 鋁用軟釬劑的選擇14
• 1.6 課題意義及研究內(nèi)容14-16
• 第二章 試驗材料與方法16-27
• 2.1 材料的選擇與制備16-20
• 2.1.1 原材料的選擇16-17
• 2.1.2 合金成分設計17-18
• 2.1.3 釬劑18-19
• 2.1.4 焊接工藝19-20
• 2.2 釬焊工藝參數(shù)的選擇20-22
• 2.2.1 釬焊溫度20-21
• 2.2.2 保溫時間21
• 2.2.3 加熱速度和冷卻速度21
• 2.2.4 釬焊母材的焊前表面處理21-22
• 2.2.5 焊件焊后處理22
• 2.3 組織及相分析22-23
• 2.3.1 金相顯微分析22
• 2.3.2 X-衍射分析22-23
• 2.4 釬料潤濕性實驗23-25
• 2.5 釬料耐腐蝕試驗25-26
• 2.6 釬料顯微硬度實驗26
• 2.7 釬焊接頭強度力學性能試驗26-27
• 第三章 添加Cu對Sn-9Zn釬料釬焊6061鋁合金接頭組織和性能的影響27-43
• 3.1 釬料鋪展性試驗結果與分析27-28
• 3.2 釬料的物相分析28-30
• 3.3 釬料組織分析30-31
• 3.4 焊接接頭組織分析31-34
• 3.5 釬焊接頭抗剪切強度34-35
• 3.6 顯微硬度分析35-36
• 3.7 對釬料的電化學分析36-38
• 3.8 添加Cu后對Sn-9Zn釬料的影響機理38-42
• 3.8.1 用化學親和力分析金屬間化合物38-39
• 3.8.2 熱力學論證釬焊時金屬間化合物的存在形式39-41
• 3.8.3 Sn-9Zn-xCu釬焊6061鋁合金時的演變過程41-42
• 3.9 本章小結42-43
• 第四章 稀土對Sn-9Zn-0.3Cu釬料釬焊6061鋁合金的影響43-52
• 4.1 釬料潤濕性實驗43-44
• 4.2 釬料和接頭的組織分析44-46
• 4.3 釬料的X射線物相分析46-47
• 4.4 焊件的抗剪切強度分析47-49
• 4.5 釬料的顯微硬度測試結果49
• 4.6 添加鑭鈰合金對Sn-9Zn-0.3Cu焊接時的機理分析49-51
• 4.7 本章小結51-52
• 結論52-53
• 參考文獻53-57
• 致謝57-58
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄58

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐德生,邱小明,張莉,李世權,李征祥;合金元素對含稀土低錫釬料抗氧化性和潤濕性的影響[J];吉林工業(yè)大學學報;1997年02期

2 王玨;船舶用鋁合金材料（船用鋁合金介紹系列文章之二）[J];輕金屬;1994年06期

3 夏志東,穆楠,史耀武;錫鋅釬料的腐蝕行為[J];中國腐蝕與防護學報;2003年04期

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本文編號：618837