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Gd改性Ni-Cr钎料钎焊金刚石组织和性能研究 被引量:1
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作者 徐东 金天 +1 位作者 王朋波 程战 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期177-181,共5页
本研究旨在减少钎焊金刚石的热损伤,提高钎焊金刚石的力学性能。采用Gd改性的Ni-Cr合金钎料,在1080℃保温5 min对金刚石进行真空感应钎焊试验,并利用SEM、EDS及XRD对钎料的微观组织和金刚石焊后界面微结构进行测试分析。结果表明,Gd的... 本研究旨在减少钎焊金刚石的热损伤,提高钎焊金刚石的力学性能。采用Gd改性的Ni-Cr合金钎料,在1080℃保温5 min对金刚石进行真空感应钎焊试验,并利用SEM、EDS及XRD对钎料的微观组织和金刚石焊后界面微结构进行测试分析。结果表明,Gd的添加提高了Ni-Cr合金钎料的力学性能,钎料中生成了两种新的稀土化合物(Gd_(2)Ni_(17)和GdNi_(5))。添加适量的Gd可提高金刚石的出露度,且钎焊接头中生成的新型Gd_(2)Ni_(17)化合物有利于减少钎焊金刚石的热损伤。此外,当Gd的添加量为0.8%时,金刚石的暴露量达到其自身高度的62.1%,力学性能测试证实使用该钎料钎焊的金刚石的静压强度和磨削性能高于使用纯镍铬合金钎焊的钻石。 展开更多
关键词 钎焊金刚石 Ni-Cr钎料 磨削性能 热损伤
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金刚石工具钎焊用连接材料研究进展 被引量:25
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作者 龙伟民 郝庆乐 +3 位作者 傅玉灿 黄国钦 吴铭方 王裕昌 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期23138-23144,共7页
金刚石在已知材料中具有最高的硬度,特别适合切割和磨削玻璃、石材、陶瓷等硬质材料。自1954年首颗人造金刚石被成功合成以后,金刚石工具就迅速在汽车制造、机械工程、石油钻探、国防军工等领域推广应用。金刚石颗粒需要被固结在金属基... 金刚石在已知材料中具有最高的硬度,特别适合切割和磨削玻璃、石材、陶瓷等硬质材料。自1954年首颗人造金刚石被成功合成以后,金刚石工具就迅速在汽车制造、机械工程、石油钻探、国防军工等领域推广应用。金刚石颗粒需要被固结在金属基体上,其制备方法主要有三类,分别为电镀、热压烧结和钎焊。相对于其他两种方法,钎焊法是利用钎焊材料作为连接介质,在更高温度下实现金刚石与金属基体的连接技术。钎焊金刚石工具金刚石颗粒出露度高、锋利度更好。金刚石表面具有很高的化学惰性。为了设计出性能优良的钎焊材料,研究者在金刚石与金属的交互作用方面开展了大量的研究,发现过渡金属原子3d电子轨道上空位的多少决定其与金刚石的交互作用行为,并据此将过渡金属元素分为三类,即无交互作用类、促进石墨化类和反应生成碳化物类。钛(Ti)、铬(Cr)、钒(V)、锆(Zr)等金属元素与金刚石的碳反应形成碳化物,能够实现金刚石颗粒的牢固连接,可作为金刚石工具钎料中的活性元素,但这些元素往往具有较高的熔点,高温钎焊易导致金刚石石墨化。为了降低钎料熔点,常常将上述金属组合使用。目前金刚石工具钎料主要有银铜钛基(Ag-Cu-Ti)、铜锡钛基(Cu-Sn-Ti)、镍铬基(Ni-Cr)等,三者的熔化温度以及强度和耐磨性能依次上升。近年来,研究者对三类钎料在金刚石钎焊过程中的作用进行了深入研究,发现活性元素通过反应润湿实现金刚石与金属的冶金结合,反应润湿过程存在元素复杂的交叉扩散,反应物种类、形貌、数量、分布等强烈依赖工艺条件,并且熔融钎料也通过热量传递和材料侵蚀造成金刚石表面损伤。为了减少金刚石的强度损失,在成分设计上,研究者优化了三类钎料活性元素含量,通过加入铟、磷、稀土等元素,或利用铜辊急冷的方法将钎料制备成非晶钎料,成功实现钎料降熔。随着激光钎焊等高效钎焊方法的应用,Ni-Cr钎料受到了很大的关注,但快速热循环条件下金刚石与钎料连接界面易开裂,目前的研究初步阐明了裂纹启裂、扩展行为,并认为其与金刚石和钎料热膨胀系数的失配有关,其强韧化机理仍有待深入探讨。本文首先介绍了金刚石微粒的焊接特性,阐述了钎焊金刚石工具用钎料设计的基本原理及其连接机理,然后着重综述了国内外在Ag-Cu-Ti、Cu-Sn-Ti、Ni-Cr等三大类钎料钎焊金刚石工具方面的研究现状,最后介绍了近年来出现的新型钎焊材料,指出了钎焊金刚石工具用钎料的现存问题和研究方向。 展开更多
关键词 金刚石 钎焊材料 银铜钛基 铜锡钛基 镍铬基
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热管理用碳/金属复合材料界面结构优化研究进展
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作者 马一夫 祝平 +3 位作者 张强 裴夤崟 钟素娟 武高辉 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第22期86-95,共10页
碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性,是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题,本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展,分析... 碳/金属复合材料具有优良的热学性能和可设计性,是极具发展前景的热管理材料。基于碳/金属复合材料常见的界面结合差、界面热阻高问题,本文分别从基体合金化和增强体表面镀覆两个方向综述了碳/金属复合材料界面改性方法的研究进展,分析界面改性对复合材料界面结合的影响。基于理论计算、模拟计算和试验测试,总结了目前的界面热阻分析方法。最后,从界面热阻测试、界面传热机制分析、界面层设计与控制3个方面对碳/金属复合材料的未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 热管理 碳/金属复合材料 热导率 界面改性 界面热导
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C/C复合材料钎焊接头应力场的有限元分析 被引量:2
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作者 李胜男 路全彬 +3 位作者 都东 孙华为 周许升 龙伟民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期213-217,共5页
异种材料钎焊接头中的残余应力是接头连接质量低的主要原因之一。本工作基于热-弹-塑性理论,以Abaqus有限元软件为平台,采用数值模拟计算的方法,研究C/C-C/C、C/C-TiAl同种及异种材料钎焊接头残余应力状态,揭示应力分布对接头连接性能... 异种材料钎焊接头中的残余应力是接头连接质量低的主要原因之一。本工作基于热-弹-塑性理论,以Abaqus有限元软件为平台,采用数值模拟计算的方法,研究C/C-C/C、C/C-TiAl同种及异种材料钎焊接头残余应力状态,揭示应力分布对接头连接性能的影响。结果表明:不同钎焊接头中,等效应力大小和分布状态不同。同种材料接头中应力集中分布在钎缝和C/C复合材料钎焊面棱角处,从外向内逐渐减小;异种材料接头中,应力集中在靠近钎缝区域的C/C复合材料上,从内向外逐渐减小。影响接头性能的应力主要为钎缝轴向正应力和垂直于轴向的切应力。同种材料接头中残余应力较小,C/C复合材料受轴向拉应力几乎为零,影响其连接性能的主要是切应力。异种材料接头中残余应力较高,C/C复合材料中最大轴向拉应力分布在棱角位置,最大切应力分布在钎焊面内部。 展开更多
关键词 C/C复合材料 异种材料钎焊接头 有限元模拟 残余应力
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钎涂技术的研究进展 被引量:8
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作者 司浩 秦建 +4 位作者 钟素娟 龙伟民 王自东 沈元勋 董显 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期333-340,345,共9页
钎涂技术因其具有冶金结合强度高、复杂构件适应性好、制备涂层厚度范围大、涂层表面精度高等优点,广泛应用于航空航天、农业机械、石油钻探、矿山开采等领域,是近年来快速发展的一种表面涂层制备技术。本文首先介绍了钎涂的技术原理,... 钎涂技术因其具有冶金结合强度高、复杂构件适应性好、制备涂层厚度范围大、涂层表面精度高等优点,广泛应用于航空航天、农业机械、石油钻探、矿山开采等领域,是近年来快速发展的一种表面涂层制备技术。本文首先介绍了钎涂的技术原理,其次详细综述了钎涂所用的钎焊材料、钎涂材料的预置方式与钎涂的焊接方法,然后对钎涂技术在各个领域中的应用进行了评述,最后指出钎涂技术现阶段存在的问题,并展望了钎涂技术未来发展的方向。 展开更多
关键词 钎涂 镍基钎料 金刚石 碳化钨 表面工程技术
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Y元素对Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石组织和性能的影响
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作者 冯帅帅 王邦伦 +5 位作者 陈志浩 王朋波 张雷 钟素娟 李家茂 徐东 《材料研究与应用》 CAS 2024年第5期787-795,共9页
钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,... 钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,但是较高的钎焊温度和化学侵蚀会对金刚石磨粒造成较为严重的热损伤,从而影响金刚石工具的工作效率和服役寿命。为了降低钎焊过程中金刚石的热损伤,采用掺杂Y元素的Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石,通过SEM研究了钎焊金刚石试样的界面微观形貌,使用拉曼光谱仪分析了钎焊金刚石试样的石墨化程度,同时还探究了钎焊金刚石试样的力学性能。结果表明,当Y元素的质量分数为0.8%时,钎焊试样的金刚石形貌最为完整,钎焊层硬度最高为533 HV_(0.1),金刚石出露度较高为76.2%且石墨化程度较低。另外,Y元素的添加细化了碳化物的尺寸,降低了碳化物微裂纹的产生。相较于未添加Y元素的钎焊试样,添加Y元素的金刚石钎焊试样的抗压强度提升了约50.4%,磨削性能提高了43.5%,金刚石的脱落数量最少。表明,用Y元素掺杂的Ni-Cr非晶钎料可成功制备出钎焊金刚石试样,同时还降低了钎料中的触媒元素对金刚石的侵蚀作用,改善了热损伤和磨削性能。本研究为非晶钎料在钎焊金刚石工具领域中的应用提供了可靠的理论支持,并为相关工业生产提供了新的技术路径,在降低生产成本和推动绿色生产方面具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 Ni-Cr非晶钎料 钎焊金刚石 热损伤 磨削性能 微观形貌 抗压强度 Y元素 石墨化
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异种金属爆炸焊接工艺参数计算与实验验证
7
作者 冯健 姜超 +2 位作者 侯国亭 张冠星 龙伟民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期457-460,共4页
为了得到简单、适用的爆炸焊接工艺参数计算公式,用于指导实际生产过程,采用不同的计算公式,计算出一定条件下的爆炸焊接工艺参数。通过多种异种金属材料爆炸焊接实验,验证了经验公式和理论公式的可行性,优选出一种用于生产工艺的最佳... 为了得到简单、适用的爆炸焊接工艺参数计算公式,用于指导实际生产过程,采用不同的计算公式,计算出一定条件下的爆炸焊接工艺参数。通过多种异种金属材料爆炸焊接实验,验证了经验公式和理论公式的可行性,优选出一种用于生产工艺的最佳爆炸焊接适用公式,为爆炸焊接生产实践提供一种方便、快捷的工艺参数计算方法。对比实验表明:爆炸焊接生产中,使用经验公式计算的工艺参数经格尼(Gurney)和特里巴斯(Deribas)公式计算验证是可以用于规模化生产的。 展开更多
关键词 异种金属 爆炸焊接 参数计算 金属复合板
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原位反应在钎焊中的应用 被引量:4
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作者 乔瑞林 龙伟民 +3 位作者 钟素娟 廖志谦 樊喜刚 魏永强 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第23期137-144,共8页
作为一种新型复合材料制备技术,原位合成法凭借其操作简单、成本低、与其他工艺的兼容性较好和便于推广等优势,成为近年来研究的热点。将原位反应引入钎焊领域,可以有效解决钎料在制备及使用过程中存在的成形性能差、接头残余应力大、... 作为一种新型复合材料制备技术,原位合成法凭借其操作简单、成本低、与其他工艺的兼容性较好和便于推广等优势,成为近年来研究的热点。将原位反应引入钎焊领域,可以有效解决钎料在制备及使用过程中存在的成形性能差、接头残余应力大、难以润湿母材等问题。本文综合评述了目前关于原位反应在钎料合成中的应用,首先介绍了通过改变成形工艺来原位熔合低熔点高强韧钎料的相关研究,归纳了常见的成形工艺,如层状复合式、挤压复合式、添加金属粉芯及表面镀覆等,之后介绍了利用原位反应生成复合钎料增强相来实现异种材料有效连接的研究进展,最后指出现阶段利用原位反应合成钎料时所存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 原位反应 钎料 增强相 异种材料连接
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基于智能制造的焊接材料新特征 被引量:3
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作者 秦建 吕贤明 +3 位作者 司浩 宋亚楠 孙华为 龙伟民 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第11期124-130,共7页
制造业是国民经济的主要支柱,是工业提质增效转型升级的主力军。当前世界制造业正在向智能制造转变,各工业强国纷纷投入新工业革命的竞争当中,美国提出了“美国先进制造业国家战略计划”,德国提出了“工业4.0计划”,日本提出了“智能制... 制造业是国民经济的主要支柱,是工业提质增效转型升级的主力军。当前世界制造业正在向智能制造转变,各工业强国纷纷投入新工业革命的竞争当中,美国提出了“美国先进制造业国家战略计划”,德国提出了“工业4.0计划”,日本提出了“智能制造系统”,国内在实施制造强国战略方面也提出了促进制造业创新发展,明确智能制造的主攻方向,助推智能制造一体化向高端化迈进的长远规划。焊接技术是制造业不可或缺的重要手段,智能焊接技术更是智能制造的重要主攻方向,已成为促进产业优化与提升“智造”水平的关键因素。基于智能制造大背景下,不断涌现出新型的智能焊接技术,但其发展始终需要以焊接材料作为支撑,尤其是在智能制造背景下,焊接材料的研制面临着新的需求和挑战,只有不断提升焊接材料品质,赋予焊接材料新的特征,才能实现智能制造下优质高效焊接技术的不断发展和应用。面向全球智能制造发展浪潮,本文讨论了智能制造背景下焊接自动化与智能化的发展现状,梳理了焊接场景与焊接材料的匹配关系,归纳了新一代焊接材料应具备的特质,提出了焊材质量评价的新要素,总结了新时代浪潮下焊材制造技术所面临的新挑战,并对未来焊接材料的发展提出展望。 展开更多
关键词 智能制造 焊接材料 焊接场景 新特质 质量评价 新挑战
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钎焊温度对纳米银焊膏真空钎焊Ni200合金接头组织与性能的影响 被引量:2
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作者 温丽 薛松柏 +2 位作者 马超力 龙伟民 钟素娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期386-389,共4页
采用改进的多元醇法制备纳米银线焊膏,制得的银焊膏性质稳定,微观形貌多呈线状,通过XRD和DSC对其成分和熔点进行了测试分析。随后采用制得的银焊膏对镍合金片(Ni200)进行真空钎焊试验,分析钎焊温度对钎焊接头显微组织和力学性能的影响... 采用改进的多元醇法制备纳米银线焊膏,制得的银焊膏性质稳定,微观形貌多呈线状,通过XRD和DSC对其成分和熔点进行了测试分析。随后采用制得的银焊膏对镍合金片(Ni200)进行真空钎焊试验,分析钎焊温度对钎焊接头显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,增加钎焊温度可以提高钎焊接头内烧结组织的致密度,促进界面处原子间的互扩散作用,从而提高钎焊接头的抗剪强度。但温度过高时,接头性能略有下降。钎焊接头的抗剪强度在850℃时达到最大值42.5 MPa,较300℃时的抗剪强度增加了约912%。 展开更多
关键词 纳米银焊膏 真空钎焊 显微组织 力学性能
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钎焊温度对Cu-Sn-Ti-Ga钎料钎焊金刚石接头组织及性能的影响 被引量:1
11
作者 王楠 张雷 +6 位作者 纠永涛 冯帅帅 程战 秦建 陈继 李家茂 徐东 《材料研究与应用》 CAS 2023年第6期1125-1133,共9页
探讨了Cu-Sn-Ti-Ga复合钎料在900—980℃钎焊温度下对金刚石/钢进行钎焊连接,研究了钎焊温度对钎焊金刚石微观形貌、界面特征、元素分布变化及力学性能的影响。结果表明,Cu-Sn-Ti-Ga复合钎料在金刚石表面润湿性良好,钎焊界面主要包含Cu_... 探讨了Cu-Sn-Ti-Ga复合钎料在900—980℃钎焊温度下对金刚石/钢进行钎焊连接,研究了钎焊温度对钎焊金刚石微观形貌、界面特征、元素分布变化及力学性能的影响。结果表明,Cu-Sn-Ti-Ga复合钎料在金刚石表面润湿性良好,钎焊界面主要包含Cu_(5.6)Sn、TiC及富Ga相;随着钎焊温度的提高,金刚石的出露度逐渐降低,石墨化程度逐渐增大,导致钎焊接头的磨削性能呈现先增大后减小的趋势;当钎焊温度为920℃时,界面处已形成连续均匀的TiC反应层,反应层厚度为0.31μm、硬度达到最大值为310 HV0.1;金刚石试样的磨损形式表现为均匀磨损,钎料对金刚石的把持力较高。本研究为低成本钎料的发展和应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 复合钎料 钎焊温度 金刚石 铜基钎料 磨削性能
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纳米银焊膏的研究进展 被引量:7
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作者 董宏伟 张冠星 +2 位作者 董显 薛行雁 沈元勋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期341-345,共5页
近些年来,随着5G、人工智能等电子科学技术的进步,半导体器件不断向智能化、高精密、高集成、高可靠方向发展。以航空航天以及雷达的微波射频器件、通信网络基站、大型服务器以及新能源汽车电源模块为代表的半导体器件对半导体器件连接... 近些年来,随着5G、人工智能等电子科学技术的进步,半导体器件不断向智能化、高精密、高集成、高可靠方向发展。以航空航天以及雷达的微波射频器件、通信网络基站、大型服务器以及新能源汽车电源模块为代表的半导体器件对半导体器件连接钎料导热性能、可靠性提出了更高的要求。纳米银焊膏由于其低温连接、高温服役性能得到了国内外广泛关注。本文对纳米银焊膏制备烧结机理及烧结性能等方面进行综述,以期推动对纳米银焊膏的研究。 展开更多
关键词 半导体器件 纳米银焊膏 制备方法 烧结机理 烧结性能
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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
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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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稀土元素Ce对Sr变质的Al-5Si铝合金焊丝含氢量和焊缝气孔率的影响 被引量:5
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作者 张鹏 薛松柏 +4 位作者 费文潘 王博 韩翼龙 裴夤崟 钟素娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期2100-2104,共5页
通过减压凝固法、固态测氢法和X射线检测分别研究了稀土元素Ce对Sr变质的Al-5Si铝合金焊丝熔体吸氢倾向、焊丝合金含氢量和焊缝气孔率的影响。结果表明,单独添加0.02%(质量分数)的Sr时,Al-5Si合金焊丝含氢量和焊缝气孔率显著增加。当向... 通过减压凝固法、固态测氢法和X射线检测分别研究了稀土元素Ce对Sr变质的Al-5Si铝合金焊丝熔体吸氢倾向、焊丝合金含氢量和焊缝气孔率的影响。结果表明,单独添加0.02%(质量分数)的Sr时,Al-5Si合金焊丝含氢量和焊缝气孔率显著增加。当向含0.02%Sr的Al-5Si合金中添加0%~0.05%(质量分数)的Ce时,Al-5Si-0.02Sr-xCe合金焊丝含氢量随着Ce含量的增加而降低,并在Ce含量为0.05%时达到最低值0.07 mL/(100 g Al),较Al-5Si-0.02Sr合金焊丝降低了81.6%。进一步增加Ce的含量至0.1%,合金焊丝含氢量基本不变。随Ce含量的增加,焊缝的气孔率与合金焊丝含氢量的变化趋势基本一致,而且对于Ce含量大于等于0.05%的焊丝,其焊接形成的焊缝接头无气孔。Ce的添加对焊接接头的拉伸性能几乎没有影响,但是明显提高了焊接接头的弯曲性能。 展开更多
关键词 稀土铈 Al-5Si焊丝 含氢量 气孔率 组织
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钛合金窄间隙激光填丝焊接工艺及接头组织性能分析 被引量:8
15
作者 方乃文 黄瑞生 +5 位作者 武鹏博 尹立孟 龙伟民 徐锴 曹浩 邹吉鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期186-193,共8页
采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律,借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并... 采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律,借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并对获得的焊接接头组织性能进行分析。研究结果表明:采用激光功率4.0 kW、圆形摆动模式、摆动频率100 Hz、摆幅2 mm、焊接速度0.42 m/min、送丝速度0.6 m/min的工艺参数组合下得到的焊缝成形良好,无明显外观缺陷,当焊丝末端与液态熔池接触距离为0 mm时,过渡方式为液桥过渡,可以实现焊丝熔化金属向熔池的稳定、有序过渡,该焊接工艺获得的20 mm厚TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接头组织性能良好。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光填丝焊 工艺参数 焊接接头
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金刚石/NiCrBSi钎涂接头组织与耐磨性能分析 被引量:19
16
作者 秦建 龙伟民 +2 位作者 路全彬 李胜男 黄俊兰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期457-461,共5页
采用真空钎焊方法在65Mn钢表面制备了金刚石/NiCrBSi复合涂层,对其物相组成进行了分析,并对其耐磨性能进行了测试。试验结果表明:金刚石/NiCrBSi复合涂层成形良好,复合涂层与钢基体之间形成了厚度约为20μm的钎焊反应界面,实现了良好的... 采用真空钎焊方法在65Mn钢表面制备了金刚石/NiCrBSi复合涂层,对其物相组成进行了分析,并对其耐磨性能进行了测试。试验结果表明:金刚石/NiCrBSi复合涂层成形良好,复合涂层与钢基体之间形成了厚度约为20μm的钎焊反应界面,实现了良好的冶金结合;金刚石弥散分布在涂层中,与钎料合金发生了冶金反应,生成了Cr/C化合物,其硬度达1150HV;复合涂层中还存在有Ni固溶体相、Cr/B相以及Ni 3Si和Ni 3B组成的共晶相,各物相显微硬度均远高于65Mn基体硬度;在相同磨损试验条件下,65Mn钢失重达1.3509 g,金刚石/NiCrBSi复合涂层失重0.2214 g,仅为65Mn基体的1/6。 展开更多
关键词 钎涂 复合涂层 金刚石 NICRBSI 耐磨性
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Mg对Sn-0.7Cu钎料组织及性能的影响 被引量:4
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作者 王蒙 张冠星 +2 位作者 钟素娟 程战 李文彬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10147-10151,共5页
研究了Mg元素对Sn-0.7Cu共晶钎料微观组织、熔化特性、润湿性能及力学性能的影响,结果表明:Mg元素的适量添加能细化钎料的共晶组织,过量添加时共晶组织消失,同时使Cu_(6)Sn_(5)颗粒由细小的颗粒状转变为短棒状。钎料的液相线温度随Mg含... 研究了Mg元素对Sn-0.7Cu共晶钎料微观组织、熔化特性、润湿性能及力学性能的影响,结果表明:Mg元素的适量添加能细化钎料的共晶组织,过量添加时共晶组织消失,同时使Cu_(6)Sn_(5)颗粒由细小的颗粒状转变为短棒状。钎料的液相线温度随Mg含量的增加显著降低,当Mg含量为1.0%(质量分数)时,钎料的液相线温度降低到222.58℃,固液温度区间值不断增大,过冷度先增大后减小;钎料合金的润湿性随着Mg含量的增加呈先增大后减小的趋势,Mg含量为0.1%(质量分数)时,钎料合金的润湿性能最佳,铺展面积为85.74 mm^(2),相对于Sn-0.7Cu钎料提高了4.37%;Mg元素能够显著提高钎料的显微硬度,当Mg含量为1.0%(质量分数)时,钎料的显微硬度达到最大值,相对于Sn-0.7Cu提高了17.2%。 展开更多
关键词 SN-0.7CU Mg元素 润湿性 显微组织 显微硬度
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BAg45CuZn钎料硫化处理组织和性能演变特性 被引量:1
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作者 张冠星 薛行雁 +3 位作者 龙伟民 钟素娟 孙华为 董宏伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期425-427,共3页
采用扫描电镜、XRD等对硫化后的BAg45CuZn银基钎料的微观组织和性能进行研究。结果表明:随着硫化时间的延长,硫原子开始向钎料心部银、铜固溶体中扩散,虽然其微观组织形态仍然由两种物相组成,但在部分固溶体中发现硫元素。钎料硫化后物... 采用扫描电镜、XRD等对硫化后的BAg45CuZn银基钎料的微观组织和性能进行研究。结果表明:随着硫化时间的延长,硫原子开始向钎料心部银、铜固溶体中扩散,虽然其微观组织形态仍然由两种物相组成,但在部分固溶体中发现硫元素。钎料硫化后物相组成有CuS、Cu2S、ZnS、Ag2S和Ag3CuS2;伴随着硫化腐蚀时间的延长,钎料中硫含量不断增加,而钎料抗拉强度由未进行硫化腐蚀时的658MPa下降到542MPa,强度降低了17%左右;未经过硫化腐蚀的钎料拉伸断口形貌为典型的韧性断裂,宏观断口较粗糙,无金属光泽,在断裂前发生明显宏观塑性变形;随着硫化时间的延长,钎料由韧性断裂转变为脆性解理断裂,断口处含有大量的夹杂物。 展开更多
关键词 银基钎料 硫化处理 微观组织
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BAg30CuZnSn退火过程中组织性能演变
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作者 张冠星 董宏伟 +3 位作者 钟素娟 薛行雁 刘晓芳 常云峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期134-137,共4页
Ag基钎料由于具有适宜的熔化温度范围、良好的流动性、润湿性及优良的力学性能而受到广泛关注。其中,带状银钎料更因其能够预置工件填缝、便于实现自动化、提升焊接效率、节能节材等优点,成为近些年来市场广泛采用的钎料。但要制成表面... Ag基钎料由于具有适宜的熔化温度范围、良好的流动性、润湿性及优良的力学性能而受到广泛关注。其中,带状银钎料更因其能够预置工件填缝、便于实现自动化、提升焊接效率、节能节材等优点,成为近些年来市场广泛采用的钎料。但要制成表面洁净、氧化夹杂少的带状钎料,轧制工艺是关键。目前带状银钎料在轧制过程中,轧制道次繁琐,杂质易引入,这些杂质的引入影响了产品的外观,更重要是使得钎料的润湿性和流动性都会有较大波动,最终导致焊接接头的质量下降。为获得良好的钎料表面质量,降低杂质引入概率,轧制前均需选择合适的退火工艺以优化钎料组织,从而减少轧制次数,提升质量的同时提高生产效率。本工作采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度等多种分析手段系统研究了BAg30CuZnSn钎料在不同退火温度、时间下组织和硬度的变化规律,研究结果表明BAg30CuZnSn微观组织和硬度在不同退火温度、保温时间下差异较大。随着退火温度的升高,富银相基体中的Ag不断向网状相中扩散,Ag含量不断降低,整体均匀性增加;铜从富铜相中向基体相中迁移。当温度超过500℃,晶粒粗化,出现大量的树枝晶,在枝晶末端Sn和Ag不断富集,并沿着晶轴方向不断扩展。当500℃退火保温90 min,能够得到均匀细小的晶粒组织,钎料硬度也较大幅降低,可以实现轧制单道次最大9 mm的压下量而不会发生轧裂,与传统的550℃退火120 min后分三道次轧制9 mm压下量相比,在退火温度及退火时间方面有明显的优化。 展开更多
关键词 银基钎料 退火工艺 微观组织 显微硬度 轧制工艺 晶粒尺寸
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热压烧结工艺对金刚石陶瓷磨边轮胎体性能的影响
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作者 于奇 马佳 +3 位作者 钟素娟 龙伟民 丁天然 潘建军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期430-434,共5页
本工作研究了分段式和抛物线式两种通用热压烧结工艺对金刚石陶瓷磨边轮胎体性能的影响。结果表明,分段式热压烧结工艺制备的胎体密度和硬度高于抛物线式热压烧结工艺制备的胎体,但采用后者工艺制备的胎体强度较前者工艺提高约12%。采... 本工作研究了分段式和抛物线式两种通用热压烧结工艺对金刚石陶瓷磨边轮胎体性能的影响。结果表明,分段式热压烧结工艺制备的胎体密度和硬度高于抛物线式热压烧结工艺制备的胎体,但采用后者工艺制备的胎体强度较前者工艺提高约12%。采用分段式工艺烧结过程中镍、锰、锡与铜形成固溶体,并与骨架相的铁元素互扩散,在胎体中生成枝状富铁相,提高了胎体的合金化程度和致密度,胎体断口较平整,存在解理断裂和沿晶断裂。抛物线式热压烧结工艺胎体中生成较多铜基固溶体,少量铜和镍、锰扩散进入片状富铁相中,通过固溶强化和弥散强化作用提高了胎体强度,胎体断口呈粗糙剥离态。 展开更多
关键词 金刚石工具 陶瓷磨边轮 热压烧结工艺 致密度 强度
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