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石墨-紫铜复合结构件已经被广泛应用在航空航天、机械、汽车等领域。对于石墨与紫铜的连接,本文提出了先用金属化粉末对石墨表面进行反应金属化,再将金属化后的石墨与紫铜进行钎焊连接的方法,研究了Cr含量、温度以及时间对金属化粉末在石墨表面润湿、石墨/紫铜间接钎焊接头组织及力学性能的影响,并对润湿机理、金属化机理、钎焊机理进行了阐述。用机械球磨的方式得到不同Cr含量的金属化粉末Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr(wt.%,x=1,3,5,7,9,11),在球磨进程中金属化粉末之间并未产生冶金结合,金属化粉末的熔化区间为212°C~226°C。对金属化粉末在石墨表面的润湿研究表明,活性元素Cr的加入改善了金属化粉末在石墨表面的润湿性,Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr(wt.%,x=3,5,7,9,11)在750°C~850°C时在石墨表面的润湿角急剧减小,Cr元素在该温度区间内活性增大与石墨反应速度增加,Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr在石墨表面的铺展润湿是通过活性元素Cr与石墨基体发生反应生成Cr-C化合物层来实现的。利用Sn0.3Ag0.7Cu-x%Cr粉末在950°C,保温30min的条件下实现了石墨表面的反应金属化。石墨反应金属化层典型结构为:β-Sn/Cr3C2/石墨。在使用金属化粉末对石墨表面进行处理时,Cr元素与石墨基板相互作用,形成了一层Cr3C2化合物层。试验获得最佳金属化粉末成分为Sn0.3Ag0.7Cu-9%Cr,最佳的金属化温度为950°C。采用试验所得参数成功实现了石墨换向器表面的金属化。利用Sn0.3Ag0.7Cu焊膏在250°C,保温60s~120s,在空气中实现了石墨与紫铜的间接钎焊。石墨/紫铜间接钎焊接头的典型界面结构为:紫铜/Cu6Sn5/β-Sn/Cr3C2/石墨。钎焊接头的微观组织结构不随时间反生变化;接头的抗剪强度随着钎焊保温时间的增加呈现出先增加后减小的变化,当钎焊保温时间为80s时,得到最大的抗剪强度值,为25MPa。并且在最佳工艺参数250°C/80s的条件下实现了石墨换向器的间接钎焊。在600°C,保温5min,真空环境中实现了金属化后的石墨与紫铜的钎焊,石墨/紫铜间接钎焊接头的典型界面结构为:紫铜/Cu3Sn/Cu6Sn5/β-Sn/Cr3C2/石墨;当金属化粉末中Cr含量为9%时抗剪强度达到最大值,为28MPa。在钎焊进程中,在250°C保温60s~120s的参数下,因为保温过程短,Cu与Sn发生化学反应仅生成Cu6Sn5;在600°C保温5min的条件下,由于保温时间较长,温度较高,Cu6Sn5分解成Cu3Sn并依附在Cu6Sn5上。