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本文在Al-Si-Cu-Zn钎料性能研究的基础上,采用单辊快速凝固装置成功制备了薄带状Al70Si7.5Cu20Zn2.5和Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料,对急冷钎料钎焊纯铝L2及LD31铝合金时的钎焊工艺性和接头力学性能进行研究,并和同成分的常规钎料进行对比;采用DTA分析了常规钎料和急冷钎料的溶化曲线;采用XRD、SEM、EDS等微观分析手段对常规钎料和急冷钎料的成分、结构及钎焊接头微观组织进行了探讨。
本文研究的Al-Si-Cu-Zn系钎料液相线比传统的Al-Si共晶钎料液相线降低了60℃左右,自配的氯化物钎剂,其完全溶化温度为436℃,与Al-Si-Cu-Zn钎料匹配合理;Al-Si-Cu-Zn系钎料中,Al65Si10Cu20Zn5钎料润湿性和接头力学性能最佳;Al-Si-Cu-Zn钎料的微观组织为αAl固溶体+(Al+Si)共晶+(Al+Si+θ)共晶+Si相,由于合金元素的扩散,钎缝组织已不同于钎料原始组织,在界面区存在着很大的元素偏析。
采用单辊熔体快淬法制备的薄带状Al70Si7.5Cu20Zn2.5和Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料,表面光洁,两侧较平整,具有较好的韧性,其液相线较常规钎料下降了5-10℃,但分析认为:这两种急冷钎料并不是非晶结构;在相同试验条件下,急冷钎料和常规钎料相比,其润湿性明显提高。采用Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料和氯化物钎剂QJ201钎焊L2纯铝时,接头具有的最大剪切强度,达到104.6MPa,相对于常规钎料,其剪切强度提高了32%;急冷Al-Si-Cu-Zn钎料组织较常规钎料细小,成分偏析小,急冷可以增大αAl固溶体的固溶度;急冷钎料钎焊接头的界面区由钎料中合金元素Cu、Si、Zn向母材Al扩散后形成的固溶体组织组成,界面区合金元素的扩散、分布明显比常规钎料钎焊接头均匀,钎缝中心由αAl固溶体+θ+Si三相组成。