表面納米化銅低溫?cái)U(kuò)散焊接機(jī)理研究.pdf

1、擴(kuò)散焊接技術(shù)屬于壓焊的一種，與傳統(tǒng)焊接方式相比，具有焊接接頭質(zhì)量好、焊接溫度低、引起組織性能劣化程度小等優(yōu)點(diǎn)。而且擴(kuò)散焊接可以實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)性能差別較大的異種材料之間的焊接，甚至可以焊合相互不溶解或在熔焊時(shí)會產(chǎn)生脆性金屬間化合物的異種材料，同時(shí)因此有著很好的應(yīng)用前景。
　　表面納米化技術(shù)是一種比較新的表面改性技術(shù)，與傳統(tǒng)改性技術(shù)相比也有著無可比擬的優(yōu)勢，比如技術(shù)簡單、形成的納米層不易剝落分離、不改變基體狀態(tài)等。特別是金屬材料經(jīng)表面納

2、米化后表現(xiàn)出很多優(yōu)異的性能，比如表面強(qiáng)度、硬度提高；耐腐蝕性和耐磨性提高；疲勞性能改善；表面原子擴(kuò)散的能力增強(qiáng)等。利用納米材料的高擴(kuò)散性，將表面納米化技術(shù)與擴(kuò)散焊技術(shù)相結(jié)合，可以得到顯著提升材料擴(kuò)散焊接接頭質(zhì)量的效果。
　　為了論證表面納米化技術(shù)對擴(kuò)散焊接接頭組織和性能的影響，本文以純銅為研究對象，利用表面機(jī)械滾壓技術(shù)對純銅試樣進(jìn)行表面納米化處理，并利用光學(xué)和掃描電子顯微鏡、顯微硬度計(jì)、萬能試驗(yàn)機(jī)等測試手段，分析了表面納米化技術(shù)對

3、純銅表層性能的影響，并從擴(kuò)散焊接接頭的顯微組織特征、顯微硬度、剪切強(qiáng)度等方面，分析了表面納米化技術(shù)對純銅擴(kuò)散焊接接頭質(zhì)量的影響，并通過添加鎳中間層來研究鎳原子在純銅試樣中的擴(kuò)散行為。
　　本文首先利用表面機(jī)械滾壓（SMR）技術(shù)，對純銅試樣進(jìn)行表面納米化處理，結(jié)果表明，隨著滾壓次數(shù)的增加，純銅表層晶粒逐漸被細(xì)化，變形區(qū)域也逐漸加深。在處理20次后，純銅表層的晶粒達(dá)到納米級別，晶粒尺寸從表層至心部呈梯度分布，純銅試樣表層的顯微硬度值也

4、顯著提高，是基體的1.5倍。
　　通過在300℃、400℃和500℃下分別對未經(jīng)表面納米化處理的純銅母材和經(jīng)表面納米化處理的純銅試樣進(jìn)行擴(kuò)散焊接試驗(yàn)，結(jié)果表明，相同溫度下，經(jīng)過表面納米化處理的純銅試樣焊縫結(jié)合程度好，焊縫接頭界面處晶粒較為細(xì)小且顯微硬度值較高，而且焊接接頭的剪切強(qiáng)度明顯高于未經(jīng)表面納米化處理的純銅母材試樣的。隨著溫度從300℃升到400℃，兩種試樣的剪切強(qiáng)度都有所增高，但500℃時(shí)，由于組織劣化，剪切強(qiáng)度不再增加，