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ZrH_(2)对AgCuTi钎料润湿性及PCBN/YG8异质接头性能的影响
1
作者 王红娜 纠永涛 +3 位作者 张雷 路全彬 丁宗业 夏月庆 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期41-48,共8页
目的研究加入微量氢化锆对银铜钛钎料的影响。方法采用同步热分析仪研究钎料的熔点变化趋势,采用影像测量仪研究氢化锆对银铜钛钎料在PCBN/YG8上的润湿角的影响规律,采用扫描电镜、电子万能试验机分析测试异质接头微观组织和剪切强度的... 目的研究加入微量氢化锆对银铜钛钎料的影响。方法采用同步热分析仪研究钎料的熔点变化趋势,采用影像测量仪研究氢化锆对银铜钛钎料在PCBN/YG8上的润湿角的影响规律,采用扫描电镜、电子万能试验机分析测试异质接头微观组织和剪切强度的变化规律。结果在AgCuTi钎料中加入微量ZrH_(2)后,钎料熔点呈现下降趋势,钎料第2个吸热峰由786℃下降至0.5%(质量分数)ZrH_(2)时的782℃。钎料在PCBN/YG8上的润湿角和钎焊接头剪切强度均呈现先升高后降低的趋势,异质接头显微组织中铜基固溶体部分产生细化现象,2种固溶体由片层状变为网状。当在AgCuTi钎料中添加0.3%(质量分数)的ZrH_(2)时,钎料在YG8/PCBN上的润湿角由未添加时的23°/41°降低至17°/13°,当在AgCuTi钎料中添加ZrH_(2)后,钎料热流量为-116.4 J/g,钎料与母材界面反应最剧烈,故钎料在2种母材上的润湿角降低。当采用AgCuTi0.3%ZrH_(2)钎料时,钎焊PCBN/YG8接头的剪切强度由119.83 MPa提高至167.43 MPa,分析原因为ZrH_(2)的加入抑制了Ti与PCBN的反应,促进了Ti与YG8的反应,在YG8一侧生成TiCo金属间化合物相,提高了界面结合强度。结论添加氢化锆的银铜钛钎料的润湿性及异质接头强度均优于未添加的钎料性能。 展开更多
关键词 ZrH_(2) 吸热峰 润湿角 微观组织 剪切强度
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Cu/Al异种金属钎焊及其界面组织调控的研究现状
2
作者 常云峰 高雅 +2 位作者 黄俊兰 纠永涛 王红娜 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期13-25,共13页
Cu/Al复合结构因具有质量轻、综合性能优良等特点在多领域得到广泛应用。铜铝连接最常用的方法是焊接,但Cu、Al的物理化学性能差异较大,焊接性差。钎焊可以实现Cu/Al异种金属的可靠连接,但焊接过程中接头界面区易反应生成金属间化合物,... Cu/Al复合结构因具有质量轻、综合性能优良等特点在多领域得到广泛应用。铜铝连接最常用的方法是焊接,但Cu、Al的物理化学性能差异较大,焊接性差。钎焊可以实现Cu/Al异种金属的可靠连接,但焊接过程中接头界面区易反应生成金属间化合物,金属间化合物层过厚会使接头连接强度降低。本文综述了Cu/Al钎焊常用的焊接方法和主要钎料体系,对比了各种焊接方法的优缺点和钎料体系的组织性能特点,重点从钎焊工艺调控、钎料合金化和母材表面金属层改性三方面论述了国内外研究者对钎焊接头界面区组织调控的研究现状。采用超声波复合钎焊、固相焊辅助钎焊、半固态钎焊等钎焊工艺,虽然可以提升接头性能,但设备复杂和操作问题限制了这些方法在Cu/Al钎焊工业中的应用;在母材表面复合中间层/过渡层的方式则需要增加焊前预处理工序,不利于提高生产效率;钎料合金化的研究多是集中在合金元素对钎料组织和性能的实验研究方面,未来可与材料计算相结合,运用材料基因组技术为Cu/Al钎焊材料的研发提供指导。 展开更多
关键词 Cu/Al异种金属 钎焊工艺 钎料合金化 金属间化合物 界面组织调控
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异质材料钎焊连接润湿性改善与调控策略研究进展
3
作者 李胜男 池强 +3 位作者 封辉 张雷 纠永涛 龙伟民 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期46-55,共10页
钎焊具有接头应力小、变形小、可连接异质材料等优点,广泛应用于石油化工、电子封装、能源电力和航空航天等领域。异质材料界面物性差异高、钎焊难度较大,钎料润湿母材是实现钎焊的基础,润湿性问题已成为制约异质材料高可靠连接的关键... 钎焊具有接头应力小、变形小、可连接异质材料等优点,广泛应用于石油化工、电子封装、能源电力和航空航天等领域。异质材料界面物性差异高、钎焊难度较大,钎料润湿母材是实现钎焊的基础,润湿性问题已成为制约异质材料高可靠连接的关键挑战。本文通过系统的文献调研和分析,详细阐述了润湿本质及其在钎焊中的表征方法。通过对润湿性的影响因素进行分析,总结了改善途径和调控策略,包括改善钎料成分、制定合适的钎焊工艺、改变母材表面的状态等。揭示了提高润湿性的机理,即促进钎料和母材元素之间的溶解和反应,降低界面能。研究结果可用于指导研发新型钎料、制定钎焊工艺,从而提高钎焊接头的质量,为复杂异质材料构件的高精度、高效率、高性能钎焊提供了重要的技术支撑。 展开更多
关键词 钎焊 润湿角 反应润湿 非反应润湿 润湿性影响因素
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感应钎焊金刚石颗粒增强镍基梯度涂层组织及性能
4
作者 吴奇隆 孙华为 +3 位作者 李宇佳 孙志鹏 袁世成 张雷 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期161-172,共12页
随着机械装备向长寿、高效、重载方向发展,对零部件的耐磨性能提出了更高的要求,传统镍基合金涂层已难以满足日益复杂、苛刻的使役环境。为了提高镍基涂层的显微硬度及耐磨性,采用高频感应加热技术在45钢表面制备金刚石增强镍基梯度复... 随着机械装备向长寿、高效、重载方向发展,对零部件的耐磨性能提出了更高的要求,传统镍基合金涂层已难以满足日益复杂、苛刻的使役环境。为了提高镍基涂层的显微硬度及耐磨性,采用高频感应加热技术在45钢表面制备金刚石增强镍基梯度复合涂层。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机,研究梯度复合涂层的显微组织、物相组成、显微硬度和磨损性能,揭示金刚石增强镍基涂层磨损失效机理。结果表明:梯度复合涂层物相主要由γ-(Fe,Ni)、FeNi_(3)、Cr_(7)C_(3)、CrB、Cr_(23)C_(6)和金刚石组成。涂层微观组织出现明显的分层现象,在涂层底部存在大量粗大的初生Cr_(7)C_(3)碳化物,碳化物沿着涂层垂直方向生长。沿着垂直方向,Cr_(7)C_(3)碳化物晶粒尺寸逐渐变小。在涂层顶部碳化物呈小颗粒状,弥散分布在涂层中。金刚石周围形成碳化物包覆层,金刚石与钎料合金实现良好的冶金结合。梯度复合涂层显微硬度呈梯度分布,涂层上部平均显微硬度达到900.1 HV。金刚石增强镍基梯度涂层耐磨性能接近镍基涂层的1.8倍。研究结果可为金刚石增强镍基梯度涂层的制备提供理论参考。 展开更多
关键词 钎焊 金刚石 梯度涂层 镍基涂层
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Si调控Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的演变行为
5
作者 张黎燕 杜全斌 +5 位作者 毛望军 崔冰 李昂 王蕾 纠永涛 梁杰 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第3期309-318,共10页
为通过成分调控改善Cu-Sn-Ti钎料的显微组织及性能,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及EDS能谱分析等设备,研究了Si对Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的影响规律。结果表明:Cu-20Sn-15Ti钎料的显微组织为大尺寸多边形状CuSn_(3)Ti_(5)... 为通过成分调控改善Cu-Sn-Ti钎料的显微组织及性能,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及EDS能谱分析等设备,研究了Si对Cu-20Sn-15Ti钎料显微组织与性能的影响规律。结果表明:Cu-20Sn-15Ti钎料的显微组织为大尺寸多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相、共晶组织和α-Cu相。添加少量的Si(质量分数≤2.0%)可细化钎料中多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相,并生成小尺寸Si_(3)Ti_(5)相,较多的Si(质量分数≥3.0%)会造成多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相分化离散、共晶组织粗化减少,Si_(3)Ti_(5)相含量增加且粗化,当Si含量增至5.0%时,钎料不再生成多边形状CuSn_(3)Ti_(5)相和共晶组织,Ti主要用于生成Ti_(5)Si_(3)相,显微组织主要为Ti_(5)Si_(3)相、α-Cu相、Cu41Sn11相和少量条状CuSn_(3)Ti_(5)相;与Cu、Sn相比,Si与Ti具有更强的化学亲和力,Si优先与Ti反应生成Ti_(5)Si_(3)相;Ti_(5)Si_(3)相的三维组织形貌为棱柱状,且呈团聚附生特征,粗条状Ti_(5)Si_(3)相具有中心或侧面孔洞缺陷,孔洞的形成主要与其生长机制有关;随着Si含量的增加,钎料的剪切强度呈“升高-降低-升高”的趋势,断口形貌由准解理断裂和解理断裂的混合形态向解理断裂转变;CuSn_(3)Ti_(5)相易破碎开裂成为起裂源,不同粗大状态CuSn_(3)Ti_(5)相的存在均在一定程度上恶化钎料剪切强度。 展开更多
关键词 Cu-Sn-Ti钎料 金刚石 显微组织 CuSn_(3)Ti_(5)相
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CuTi对Ti-6Al-4V钛合金表面金刚石/AlSi复合钎涂层组织与耐磨性能的影响 被引量：1
6
作者 张雷 龙伟民 +5 位作者 樊志斌 都东 刘大双 孙志鹏 李宇佳 尚勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期226-229,共4页
钎涂为提高部件表面耐磨性能提供新的技术方案。AlSi钎料可用于钛合金钎焊,但采用AlSi钎料在Ti-6Al-4V钛合金表面钎焊金刚石颗粒难以实现牢固连接,本工作通过在AlSi钎料中添加CuTi合金粉,制备了AlSi复合钎料,并通过感应钎焊在Ti-6Al-4V... 钎涂为提高部件表面耐磨性能提供新的技术方案。AlSi钎料可用于钛合金钎焊,但采用AlSi钎料在Ti-6Al-4V钛合金表面钎焊金刚石颗粒难以实现牢固连接,本工作通过在AlSi钎料中添加CuTi合金粉,制备了AlSi复合钎料,并通过感应钎焊在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了金刚石复合钎涂层。研究结果表明,溶解在AlSi合金中的CuTi颗粒增加了钎料,改变了金刚石颗粒在钎涂层中的分布。钎涂层合金基体主要由α-Al、共晶硅、CuAl 2和Ti(Al_(1-x)Si_(x))3组成;随着CuTi合金含量的增加,复合钎涂层中的Ti(Al_(1-x)Si_(x))_(3)形态由板条状向胞状转变。当CuTi含量为10%(质量分数)时,金刚石复合钎涂层的耐磨性能最佳,这是由于Ti含量的增加提升了钎料与金刚石颗粒的结合强度,同时,原位反应生成的CuAl_(2)、TiAl_(3)硬质颗粒均匀分布于钎涂层中,从而有效提高AlSi合金基体的显微硬度。 展开更多
关键词 钛合金 感应钎涂 金刚石 AlSi钎料 耐磨性能
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烧结制度对陶瓷结合剂金刚石砂轮性能的影响
7
作者 阮佳豪 张雷 李宇佳 《硅酸盐通报》 2025年第8期2988-2995,共8页
为满足精密加工对陶瓷结合剂金刚石砂轮的性能需求,本文通过改变烧结温度和保温时间,研究烧结制度对砂轮性能的影响。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、阿基米德排水法、三点弯曲法等方式对砂轮试样进行表征,确定最佳的烧... 为满足精密加工对陶瓷结合剂金刚石砂轮的性能需求,本文通过改变烧结温度和保温时间,研究烧结制度对砂轮性能的影响。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、阿基米德排水法、三点弯曲法等方式对砂轮试样进行表征,确定最佳的烧结温度和保温时间。结果表明,在烧结温度(670~750℃)和保温时间(60~180 min)的实验参数范围内,随着烧结制度的变化,砂轮试样的物相组成未发生改变,仍然为金刚石和Li_(x)Al_(x)Si_(3-x)O_(6)。烧结温度对砂轮性能的影响强于保温时间,最佳的烧结温度为710℃,此时砂轮试样的抗折强度为106.92 MPa,洛氏硬度为90.6 HRB,试样体积收缩率达到10.48%,气孔率为9.36%。最佳的保温时间范围为90~150 min,此时砂轮试样的气孔率和体积收缩率均保持在10%左右,试样的抗折强度约为107 MPa,洛氏硬度约为90.5 HRB。 展开更多
关键词 金刚石砂轮 陶瓷结合剂 烧结温度 保温时间 显微形貌 力学性能
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