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有关使用扩散焊制品的性能研究

时间:2019-03-30 16:53:17作者:皓星机械浏览次数:

      铜铝复合板作为新型复合材料的一种,不仅具有铜的导电导热率、接触电阻低和外表美观等优点,也具有铝的质轻、耐腐、经济等优点,还具有结合面过渡电阻和热阻抗低、耐蚀、耐用、延展性和成型性好等综合性能,可广泛用于电子、电器、电力、冶金设备、机械、汽车、能源和生活用具等各个领域。目前,铜铝复合板生产技术美国、法国、德国等较少工业发达国家掌握,仍属于专利性的,很少有实际报道。日本在复合材料方面的研究虽然较晚,但其进步迅速。1981年日本学者研究出通过冷轧方法将镍箔覆盖在铝材上,然后将上述铝材退火,再与经退火的铜材通过冷轧、退火后得到中间夹层为镍的铜铝复合材料的复合工艺。我国对铜铝复合板带生产技术的开发研究刚刚起步,该种新材料的生产国内仍属空白。铜与铝的复合可采用熔焊、钎焊、压焊和扩散焊等,研究铜铝复合板的扩散焊工艺,在理论和实际上都有重要意义。本文使用WZ-20型真空淬火炉采用搭接的形式焊接紫铜与铝,主要研究保温时间、加热温度、施加载荷等工艺参数对铜铝扩散焊焊接接头组织性能的影响,以优化出其优秀佳的扩散焊工艺参数组合。
       实验所用母材为2mm厚的紫铜T2和工业纯铝LF21,使用WZ-20真空淬火炉,采用搭接的形式对铜铝进行扩散焊。由于防锈铝的熔点(657℃)较低,优秀终扩散焊温度TL范围选择在500~540℃。保温时间选择在50~70min范围内。施加载荷选择在2.5~6.5MPa范围内。
      真空扩散焊T2和LF21的主次因素依次为:保温时间、加热温度、施加载荷,优秀优水平为:保温时间60min、加热温度540℃、施加载荷4MPa,此时的焊接接头强度优秀大。铜比铝的扩散速度相对较快,扩散区基本分布在铝侧结合面,扩散区的硬度比母材的硬度高很多。Cu/Al接头的扩散区与铜基体界面产生了金属间化合物CuAl2,扩散区与铝基体界面产生了α(A1)+CuA12共晶体,铜与铝在扩散区实现了冶金结合。保温时间过长、加热温度过高,扩散区界面形成过多脆性化合物CuA12和过多α(A1)+CuA12共晶体,使扩散区过厚,使扩散区强度降低,需要控制扩散区中金属化合物CuAl2的形成量和共晶体α(A1)+CuA12的长大。
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