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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com釬焊專題r縟擄Cu的添加對Zn-85A1釬料及Cu／AI釬焊接頭性能的影響鄭州機(jī)械研究所釬焊室(450001)黃俊蘭龍偉民摘要利用不同cu含量的Zn一85A1釬料對Cu／A1進(jìn)行了火焰釬焊，采用DTA、箱式電爐、金相顯微鏡和萬能拉伸試驗機(jī)，研究了cu對Zn-85A1釬料的熔化特性、鋪展性能、顯微組織、力學(xué)性能和Cu／A1接頭抗拉強(qiáng)度的影響。試驗結(jié)果表明，Zn一85A1釬料中添加1．2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的cu，會稍微改善釬料在銅上的潤濕性，細(xì)化釬料晶粒，提高釬料力學(xué)性能，從而提高Cu／A1接頭的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)cu含量進(jìn)一步增加，Zn一85A1釬料和Cu／A1
2、接頭性能變差。關(guān)鍵詞：Zn電5AI釬料鋪展性顯微組織抗拉強(qiáng)度中圖分類號：TG42。TG454表1釬料的主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)0前言Zn．85A1釬料是zn—Al釬料的一種，熔點較高，所得CuZAI接頭抗腐蝕性較好，是目前工程應(yīng)用較廣的Cu／A1釬焊材料I2J。Zn．85A1釬料能夠與Al產(chǎn)生固溶反應(yīng)，在釬縫中流動時會以很快的速度向母材晶間滲透，形成牢固的Cu／A1接頭。但是，Zn一85A1釬料在Cu上的潤濕性較差，且力學(xué)性能差，致使Cu／AI接頭的抗拉強(qiáng)度較低J。為此，既要改善釬料在Cu上的潤濕性，又需提高釬料的力學(xué)性能。其中釬料的鋪展1．3釬料鋪展性試驗根據(jù)GB／T11364-19
3、89(釬料鋪展性及填縫性試性能是釬料的最重要工藝性能指標(biāo)，所以研制的新釬料必須具有較好的鋪展性能。驗方法》進(jìn)行鋪展性能試驗，試件示意圖如圖1所示。文中的研究思想是釬料中加入適量cu改善釬料在cu上的潤濕性，提高釬料的力學(xué)性能，達(dá)到提高!Cu／A1接頭抗拉強(qiáng)度的作用。利用DTA、箱式電爐、金iI相顯微鏡等研究了cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化對Zn一85A1釬料熔點、鋪展性、顯微組織、力學(xué)性能和接頭抗拉強(qiáng)度的J影響，并確定性能最佳的釬料。1試驗材料及內(nèi)容試驗所用母材是3003鋁合金和1電解銅。’一寸1．1釬料成分設(shè)計試驗采用不同Ni含量的Zn一85A1釬料，釬料成分如表1所示。11．2熔點測試40利用
4、WCR一2A型號差熱分析儀(DTA)對釬料進(jìn)行熔點測試，加熱速度設(shè)定為5cC／min。圖1釬料鋪展試驗示意圖牧稿日期：2OlO一12—24釬料用量皆為0．05g，釬劑為無腐蝕性釬劑(主要成基金項目：科技部科研院所專項資金項目(2010EG119118)。分是CsF—AlF，，熔化溫度范圍為44O一480℃)。試驗時，2011年第3期57學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com??焊專蹈口d昌／俘Ⅱ《越慈想覃}蟮一一褂暈豁222l}l2．4釬料的力學(xué)性能測試結(jié)果ZACu1．2>ZACu1．5>ZACu0．9>ZACu0．5>ZA。表明∞加∞∞∞∞加∞舳∞∞
5、加鑄態(tài)zn—Al—cu試樣硬度測試結(jié)果如圖4所示，在鋅鋁釬料中添加Cu顯著提高了Cu／A1接頭的抗拉強(qiáng)zn-Al合金中添加微量Cu對其硬度有明顯的影響，隨度。隨著釬料中Cu的增加，Cu／A1接頭的抗拉強(qiáng)度增著Cu含量的增加釬料硬度增加，而且cu含量在1％加，當(dāng)Cu含量達(dá)到1．2％時，接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到最～1．5％時，硬度增加較快，這是由于Cu的固溶強(qiáng)化高；但當(dāng)cu含量增加到1．5％時，Cu／AI接頭的強(qiáng)度反所致。為了進(jìn)一步研究Cu對鋅鋁釬料抗拉強(qiáng)度和斷而下降。后伸長率的影響，對直徑2mm的焊絲作了抗拉強(qiáng)度試驗，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，隨著Cu含量的增加，值增大，A值降低，不含c
6、u鋅鋁釬料的R約為145MPa左右，而Cu為0．5％的鋅鋁釬料R、魁增加到195MPa，Cu含量1．2％時抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值238MPa。憩輥一至一圖6Cu對Cu／A1接頭抗拉強(qiáng)度影響曲線分析可知，Cu元素的強(qiáng)度高、硬度高、熔點高，結(jié)晶時先凝固形成質(zhì)點，能夠有效提高鋅鋁釬料的強(qiáng)度和硬度。在熔煉溫度下，元素cu在(A1)中溶解度較大；在室溫下，cu在oL(A1)中溶解度降至0．01％以下，Cu含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)因而可以進(jìn)行固溶強(qiáng)化。但當(dāng)Cu含量較高時，會在合圖4Cu對釬料硬度的影響金中形成富Cu的化合物相。由于Cu能阻礙鋅鋁合金的共析轉(zhuǎn)變，使鑄件冷卻過程中共析轉(zhuǎn)變難以充分進(jìn)行，引起鑄件
7、尺寸不穩(wěn)定。同時，富Cu相與(AI)基體之間電位差值大，抗腐蝕性能低。3結(jié)論(1)Zn一85A1釬料中添加適量Cu，改善了釬料在Cu上的潤濕性，更重要的是提高了釬料的力學(xué)性能。(2)當(dāng)Cu含量為1．2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時，釬料組織細(xì)化，力學(xué)性能較佳，此時Cu／A1接頭抗拉強(qiáng)度較高；當(dāng)cu含量進(jìn)一步增加，釬料組織粗化，力學(xué)性能變差，Cu含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)Cu／A1接頭抗拉強(qiáng)度降低。圖5cu對釬料，A的影響參考文獻(xiàn)由此可見，cu含量在1．2％時，在鋅
