中温高强度铝合金钎料的制备与性能研究

【摘要】钎焊是铝合金连接最常用的方法之一。目前铝合金钎焊用钎料主要为Al-Si系,该类钎料熔点较高,极易造成钎焊铝合金母材的晶粒长大、溶蚀。过高的钎焊温度也易造成母材发生过烧、溶蚀等现象,从而降低钎焊接头的性能。现有的其他Al-Si-Cu系和Al-Si-Mg系铝合金钎料,Cu含量为27-29wt.%,过多的Cu含量使材料变脆及钎焊时出现对母材的溶蚀,很难得到性能优良的钎焊接头。6系可热处理强化铝合金,钎焊后的焊件常进行固溶时效强化处理,因此钎焊用钎料的熔点要求不低于其固溶工艺温度(多在500-520℃),已经研制出的低熔点钎料(熔点低于500℃)无法满足此要求。针对钎焊典型6系合金6061可热处理铝合金(常见热处理工艺T6温度为515℃),本文系统研究添加Ge、Sn等合金元素等对铝合金钎料熔化温度的影响,开发出适于6061可热处理铝合金的熔点高于515℃的中温高强度耐腐蚀钎料,主要研究结果如下：在低Cu钎料Al-10Si-(10,15)Cu基础上添加少量Ge、Sn(≤6wt.%),钎料熔点随着添加量的增加而下降。在Al-10Si-xCu-yNi(10≤x≤15,2.6≤y≤4合金钎料体系中,随着Ni、Cu含量的增加,钎料熔点降低。在Al-10Si-10Cu-2.6Ni-(mGe,nSn)(3≤m≤6,2≤n≤6)合金钎料体系中,随着Ge、Sn含量的增加,钎料合金熔点降低。但在Al-10Si-10Cu-2.6Ni-3Ge的基础上复合添加2-6wt.%Sn,Sn含量的增加对钎料合金的熔点影响不大。在Al-10Si-15Cu-4Ni添加1wt.%,2wt.%Mg,合金钎料熔点温度上升。Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料,熔化温度为515-540.3℃,能满足6061铝合金钎焊后进行热处理的要求。在0.5MNaCl溶液中Al-10Si-15Cu-(0,4Ni)系合金的阳极腐蚀行为相同,一次钝化后发生点蚀。添加4wt.%Ni元素能够提高合金耐腐蚀性,降低合金腐蚀电流密度,增大极化电阻值。使Ecorr正移,合金发生自腐蚀的倾向变小。Ni的添加改变Al-10Si-15Cu-4Ni合金组织分布,使表面更容易被C1-侵蚀,点蚀倾向加剧。两者钎料合金中Al-Cu、Al-Si-Cu、Al-Si-Cu-Ni含Cu共晶组织是优先发生腐蚀的区域,前者合金在θ-Al2Cu相处发生点蚀,后者合金钎料点蚀优先发生在为θ-Al2Cu相和Al3(Cu,Ni)2相与基体之间的相界处。在最佳钎焊温度570℃时,Al-10Si-15Cu-4Ni钎料在母材6061铝合金表面铺展性良好,润湿性较佳,润湿角θ=10.5。。钎料钎焊接头抗剪强度随保温时间的增长而升高,当保温达到60min时,钎焊接头抗剪强度达到最大值144.4MPa。Al-10Si-15Cu-4Ni合金钎料良好的钎焊工艺性,归结于抑制合金熔点的Si、Cu、Ni元素容易从钎料合金中向母材中渗透,发生合金反应增大界面结合强度。Ni元素的添加可以降低钎焊过程中焊缝中脆硬性Al2Cu相的生成量,能够有效改善焊接接头脆硬性。随着钎焊保温时间延长,Al-10Si-15Cu-4Ni/6061Al钎焊接头断裂方式由脆性断裂转为韧性-脆性混合型断裂。
【作者】王丽腾；
【导师】罗伟；严密；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】铝合金；钎料；熔点；腐蚀；钎焊；

【参考文献】
[1]刘泊良,张玉军,闫向阳,杨喜平.NaClO改性处理的碳纳米管对水溶液中镍离子的吸附性能研究[A].河南省化学会.河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C].河南省化学会:,2010:1.
[2]米红.人口与社会经济地理信息系统的发展与应用[N].中国信息报,2003-01-14.
[3]肖海峰1,2,刘海龙1,贺昱曜1.PMSM的线性-滑模变结构直接转矩控制研究[J].电气传动,2014,05:35.
[4]魏航.SMS4密码体制的差分—代数分析[D].成都理工大学,计算数学,2013,硕士.
[5]张靖,杨慧敏,李悝,文劲宇,程时杰.基于广域测量系统的电力系统综合区域负荷模型[J].电力系统自动化,2007,20:17-21.
[6]叶桦.基于大型离子探针质谱仪远程共享的界面信息提取[D].吉林大学,2005.
[7]邵吉光.独立试验次数的数字特征[J].北京交通大学学报,2014,06:106-111.
[8]聂规划,方澜.基于数据仓库技术的决策支持研究[J].管理信息系统,2002,03:49-50.
[9]吝欢欢.甘露消毒丹化裁治疗宫颈癌术后发热的临床研究[D].河北医科大学,妇产科学,2014,硕士.
[10]陈海波.博士伦制药公司应收账款管理研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[11]刘红岩,何军.管理分类规则的广义决策树[J].清华大学学报(自然科学版),2004,06:762-765+777.
[12]吴晓梁.肺源性和非肺源性ARDS早期的呼吸力学比较[D].浙江大学,内科学,2004,硕士.
[13]孔德庆,黄田,张洪波,张巨勇.考虑交流伺服电机动力学特性的并联机构鲁棒轨迹跟踪控制方法研究[J].自动化学报,2007,01:37-43.
[14]杜艳丽.信息化环境下全面预算管理应用研究[D].山西财经大学,会计学,2014,硕士.
[15]王魏男.半导体氧化物纳米传感材料的微乳法制备及其气敏特性研究[D].吉林大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[16]熊小芳.医学生诚信道德培养研究[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[17]闫海兰.基于改进元胞传输模型的城市区域路网建模与仿真分析[D].长安大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[18]高丽薇.法律语篇英译中衔接的明晰化[D].大连理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[19]杨建军,徐乐怡,应庚彦.我国沿海地区海洋产业同构问题研究[J].经营与管理,2014,09:67-69.
[20]王玲玲.百菌清单克隆抗体的制备及ELISA快速检测方法的建立[D].河南科技大学,食品科学,2013,硕士.
[21]卫卓敏.基于Web日志挖掘的铁路客户行为分析模型与算法的研究[D].首都师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[22]张雷.黄瓜苦味物质生物合成调控相关转录因子的筛选与鉴定[D].南京农业大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[23]李伟.基于J2EE体系结构的WEB—SCADA系统的研究及实现[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2003,硕士.
[24]赵湘秦.新晃县农村土地综合整治现状与对策研究[D].湖南农业大学,农业资源利用,2012,硕士.
[25]王蓓.MIMO雷达正交波形设计[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[26]徐凤生,陆玉昌.模糊关联规则的挖掘算法[J].德州学院学报(自然科学版),2002,02:65-68.
[27]鄢伟伦.清宫汤加减治疗失眠的临床研究[D].广州中医药大学,中医临床基础（专业学位）,2013,硕士.
[28]丁雪梅.MR常规序列及弥散加权成像在脑膜瘤良恶性鉴别和亚型区分的价值探讨[D].川北医学院,影像医学与核医学,2014,硕士.
[29]张顺强.多层大跨超长混合建筑结构设计与理论研究[D].西安建筑科技大学,结构工程,2004,硕士.
[30]疏义桂.基于机器视觉的铝塑泡罩包装药品缺陷检测[D].华中科技大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[31]符晓.1930年代的都市生活[D].东北师范大学,文艺学,2012,硕士.
[32]李迎凯.基于Web文本挖掘的科技项目评价辅助系统研究[D].杭州电子科技大学,计算机软件与理论,2011,硕士.
[33]王兵.高速公路通行费收费标准研究[D].武汉理工大学,交通运输工程,2003,硕士.
[34]希力木格.清末民初达尔罕王旗垦务研究-1909-1931[D].内蒙古大学,中国近现代史,2014,硕士.
[35]江小娟.伊藤左千夫小说中的女性形象[D].华中师范大学,日语语言文学,2014,硕士.
[36]余彬盛.洛阳城乡居民消费差异问题研究[D].河南科技大学,农村与区域发展（专业学位）,2013,硕士.
[37]吴仲兵.政府投资代建制项目监管体系研究[D].北京交通大学,2013.
[38]张露.奶产品中三聚氰胺和农药残留的拉曼及可见/近红外光谱无损检测技术研究[D].江西农业大学,农业电气化与自动化,2012,硕士.
[39]吴丽丽.飘香的番石榴——论魔幻现实主义的形成[D].吉林大学,比较文学与世界文学,2004,硕士.
[40]叶燕虹.针刺配合肩部理筋手法治疗神经根型颈椎病的临床研究[D].南京中医药大学,中医骨科学,2014,博士.
[41]蔡强.充SF_6气体800kV GIS母线管道强度分析研究[D].西安石油大学,机械工程,2011,硕士.
[42]潘明.基于H.264的网络视频监控系统的研究与实现[D].吉林大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[43]陈晨.基于Sigma点滤波的移动机器人同时定位与地图创建算法的研究[D].北京交通大学,交通信息工程及控制,2013,博士.
[44]许小鹭.金龙汽车经营能力分析与财务政策评价[D].厦门大学,工商管理（EMBA）,2014,硕士.
[45]陈学勇.转轨时期国有企业所有权优化安排分析[D].西南财经大学,财政学,2004,硕士.
[46]吉薇.表面增强拉曼光谱测定氯霉素及其琥珀酸钠的研究[D].江南大学,2013.
[47]郭付全.中国工程物理研究院政府采购制度研究[D].西南财经大学,工商管理,2004,硕士.
[48]刘锐,刘惠康,周文玲.基于S7-300PLC的飞剪模糊控制系统[J].冶金自动化.
[49]赵曼曼.当代大学生服饰色彩研究[D].内蒙古师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[50]于晓雷.改革开放以来政府机构改革的历史考察与基本经验[D].湖南师范大学,中共党史,2004,硕士.