钎焊制备AZ91/Al复合材料的扩散与结合

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镁及镁合金广泛应用于电子、通信、汽车和航空等领域,主要是因为其有很多突出的工艺和性能优点。但是,镁及镁合金耐腐蚀性差的缺点是影响其使用范围的主要原因之一,这就极大地限制了镁合金在能够在某些工程领域的广泛认可及应用,最终导致镁合金的优良性能不能够充分的发挥出来。本文经过钎焊-热轧及钎焊-热压缩的方法将一层1mm厚的Al板材与AZ91板材复合,成功制备了AZ91/Al复合材料,利用Al的强耐蚀性来达到防腐蚀的目的。研究发现,以Zn-Sn-Al钎料为连接剂,经390℃的钎焊-热轧方法可成功制备AZ91/Al复合材料,未退火情况下结合强度最大,为22.46MPa;随后进行4h/8h的扩散退火处理,随着退火时间的增加,界面形成的扩散区域不断增宽,形成的MgZn2及Mg2Sn金属间化合物不断增多,直至界面处钎料中的Zn及Sn单质全部形成金属间化合物;且随着扩散时间的增加,对AZ91/Al复合材料的脆性断裂表现的越发的明显,造成断裂的主要原因是MgZn2和Mg2Sn化合物的存在。以Zn-Al钎料为连接剂,经350及370℃温度下通过钎焊-热压缩方法同样可成功制备AZ91/Al复合材料,在350℃、40MPa下热压缩30min后的界面结合强度最大,为35.64MPa;随着热压时间的增加,界面形成的扩散区域同样不断增宽,形成的MgZn2金属间化合物不断增多,最后界面处有少量的Mg2Zn11金属间化合物生成;随着热压缩时间的增加,AZ91/Al复合材料的抗剪断口呈脆性断裂的倾向越发明显,解理台阶面积不断增大。
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