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《铝基钎料在碳化硅颗粒增强铝基复合材料上的润湿性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷 第2期兵器材料科学与工程Vol127No122004年 3月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar.2004铝基钎料在碳化硅颗粒增强铝基X复合材料上的润湿性研究邹家生,许如强,赵其章(华东船舶工业学院焊接技术与工程系,江苏镇江212003)摘 要:采用多种铝基钎料进行了在SiC陶瓷、6061铝合金及SiCp/6061复合材料上的润湿性试验。研究了润湿性的影响因素,并分析了润湿机理和界面微观特征。试验结果为实现SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊连接提供了理论基础。关键词:铝基复合材料;SiC颗粒增强
2、;润湿性;界面微观结构中图分类号:TG454文献标识码:A文章编号:1004—244X(2004)02—0015—04 非连续增强金属基复合材料由于其优良的性能-0.7Mg-0.8Si),厚度为2mm;SiCp/6061复合材价格比已成为当今世界金属基复合材料研究领域中料中SiC的体积分数分别为15%、30%,SiC粒度约的重要热点之一,其中SiC颗粒增强铝基复合材料为10μm,经喷射沉积制锭,再经480～490℃热挤[1]发展最快。但由于铝基复合材料基体和增强相压。SiC陶瓷表面用3.5μm的金刚石研磨膏研磨,#物理、化学性能的差异,使得其连接
3、特性明显不同于其它材料用400金相砂纸打磨后,置于丙酮溶液中基体金属材料。受连接方法的制约,铝基复合材料进行超声波清洗。在很多领域的应用都受到限制。目前的研究表明试验用钎料和钎剂熔化温度范围见表1。SiC颗粒增强铝基复合材料的连接主要包括熔化QJ201为氯化物钎剂,QF为氟化物共晶钎剂。钎料焊、固相焊、钎焊三大类,而钎焊和固相焊中的瞬间用量为100mg。润湿性试验参照GB11364—89“钎[2-3]料铺展性及填缝性试验方法”进行。SiC陶瓷的润液相焊是比较合适的方法。钎焊过程中,熔化钎料在复合材料表面润湿、流湿性试验在真空碳管电阻炉中进行,真空度
4、为2×-2动并借助毛细作用填满整个钎缝的过程是钎缝形成10Pa;其它材料则在SX2-5-12的箱式电阻炉过程中最至关重要的一步,直接关系到钎焊的成功中进行。试验后测定润湿角,对连接界面用金相显与否。对于SiC颗粒增强铝合金基复合材料,除了微镜和扫描电镜观察微观形貌,用EDX分析界面成SiC增强体对钎焊性的不利影响外,还存在铝合金分。本身钎焊性不良的问题。本文采用多种铝基钎料进表1 钎料和钎剂的熔化温度范围钎料或行了在SiC、6061及SiCp/6061复合材料的润湿性Al-12SiAl-10Si-4CuAl-10Si-1.5Mg钎剂试验,研究了影响
5、铝基钎料润湿性的主要因素;并分熔点/K853793～853830～863析了钎料润湿机理和钎焊连接界面微观特征,为实钎料或Al-28Cu-5Si-Al-28Cu-5SiQJ201QF现SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊连接提供理论钎剂(1～3)Mg基础。熔点/K798798450～6205621 试验材料与方法2 试验结果与分析试验采用的母材为:浙江奉化飞固公司提供的2.1Al-28Cu-5Si-(1～3)Mg钎料在SiC陶瓷反应烧结SiC,其中含有5%左右的游离Si作为添上的润湿性加剂。尺寸为ª20mm×3mm;6061Al(Al-0.4Cu采用自
6、配的含Mg量分别为1%、2%、3%的AlX收稿日期:2003-01-17;修订日期:2003-05-26 基金项目:研究项目受江苏省青年科技基金资助 作者简介:邹家生(1965-),副教授,华东船舶工业学院焊接技术与工程系主任16 兵器材料科学与工程 第27卷-28Cu-5Si-Mg钎料进行在SiC陶瓷上的润湿性试验,试验结果见图1、2。由图1可知,钎料在SiC陶瓷表面润湿性在1000℃以下是差的,随钎焊温度的提高而显著改善;图2为保温时间对润湿角θ的影响,可以看出钎料在SiC陶
7、瓷表面润湿角随保温时间延长而减小。铝基钎料能够润湿SiC陶瓷的原因主要是液态钎料中的活性元素Al和SiC陶瓷及其表面氧化物[4](钎料为Al-28Cu-5Si-3Mg,试验温度为1273K)发生如下反应:[5]图2 钎焊保温时间对润湿性的影响4Al(l)+(Al2O3)film→3Al2O(g)2Al+3SiO2=Al2O3+3SiO用也很强,Mg元素富集于铝液表面,使表面张力大大降低,明显改善钎料对SiC陶瓷的润湿性。4Al+3SiC=Al4C3+3Si 通过上述试验结果可知,含镁的Al-28Cu-表面氧化膜的去除和界面反应的进行是铝基钎5Si
8、钎料在试验温度范围内(1173～1373K),Al-料能润湿SiC陶瓷的主要因素。从试验结果可知钎28Cu-5Si-3Mg
