Sn、Cu元素對(duì)Zn-10Al釬料合金組織及性能的影響.pdf

1、銅鋁異種金屬接頭具有質(zhì)量輕、材料省、價(jià)格低，綜合性能優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)、變壓器導(dǎo)電零件的制造中得到廣泛的應(yīng)用。但是純銅和純鋁之間存在較大的物理和化學(xué)性能差異，如熔化溫度、熔化潛熱、線膨脹系數(shù)等，并且銅和鋁之間有較高的化學(xué)親和力，易生成脆性的金屬間化合物，要實(shí)現(xiàn)銅鋁異種金屬的可靠連接存在較大困難。
　　本文以Zn-10Al釬料合金做為基本合金系，添加不同量的Sn和Cu元素對(duì)T2紫銅板和1060純鋁板進(jìn)行爐中釬焊。采用 OM、SEM、E

2、DS、XRD、DSC等檢測(cè)手段，研究釬料合金以及釬焊接頭顯微組織、力學(xué)性能、焊接性能。結(jié)果表明：
　　加入適量的Sn和Cu元素可以改善釬料合金的鑄態(tài)顯微組織，提高組織的均勻性。當(dāng)Sn元素添加量為12.0wt.％時(shí)，釬料合金中樹(shù)枝晶消失。在Sn元素添加量為12.0wt.%基礎(chǔ)上，加入2.0wt.%的Cu元素時(shí)，有少量彌散分布的CuZn4相生成。繼續(xù)增加Cu元素添加量，CuZn4相變的粗大，呈樹(shù)枝狀分布，增加了組織的不均勻性，消弱了釬

3、料合金的韌性。
　　Sn元素可以使釬料合金的吸熱峰向左偏移，降低釬料合金的液固相線溫度。當(dāng)Sn元素添加量為16.0wt.%時(shí)，峰值溫度降低了22℃。Cu元素對(duì)釬料合金的固相線溫度影響不大，使液相線溫度升高，當(dāng)Cu元素添加量為4.0wt.%時(shí)，釬料合金的固相線和液相線溫度分別為325.2℃和383.6℃，液相線溫度提高了10℃。Sn和Cu元素都會(huì)使釬料合金的液固相溫度區(qū)間變寬。
　　釬料合金在鋁板上的鋪展面積隨著Sn和Cu元素

4、添加量的增加呈逐漸增加的趨勢(shì)；在銅板上的鋪展面積隨著 Sn元素添加量的增加先增大后減小，隨著Cu元素添加量的增加呈逐漸減小的趨勢(shì)。當(dāng)Sn元素添加量為12.0wt.%時(shí)，釬料合金在銅母材上的鋪展面積為122mm2。Cu元素添加量為4.0wt.%時(shí)，釬料合金在銅母材上的鋪展面積為91.99mm2。
　　Sn和Cu元素能夠細(xì)化焊縫中的樹(shù)枝晶，改善釬料合金與銅母材之間的冶金結(jié)合。釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度隨著Sn和Cu元素添加量的增加呈先增大后

5、減小的趨勢(shì)。當(dāng) Sn元素添加量為12.0wt.%時(shí)，釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值，為53MPa，提高了35%。當(dāng)Cu元素添加量為2.0wt.%時(shí)，釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值，為60.49MPa。
　　釬焊接頭的斷裂宏觀上表現(xiàn)為脆性斷裂。當(dāng)Sn元素添加量為12.0wt.%時(shí)，斷口局部區(qū)域有淺韌窩出現(xiàn)。Sn元素添加量為12.0wt.%的基礎(chǔ)上加入2.0wt.%的 Cu元素時(shí)，斷口中出現(xiàn)較多的韌性斷裂區(qū)域，分布比較均勻，韌窩較深。