Ni、Er对铝基钎料钎焊性能及界面反应的影响

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为研制一种适用于6063铝合金雷达精密构件真空钎焊的低熔点耐腐蚀钎料,通过钎料的熔点测定、电化学实验、金相组织观察、铺展性实验和力学性能试验,研究Cu、Ge、Ni和Er对钎料组织与性能的影响。研究表明,添加Cu和Ge能形成大量低熔点共晶降低钎料的熔点,3%Ni的添加对钎料熔点的影响不明显;Ge的添加降低钎料的耐腐蚀性能,3%Ni的添加取代部分Al2Cu中的Cu,提高钎料的耐腐蚀性能。在添加0-0.5%Er的Al-8.5Si-20Cu-5Ge-3Ni钎料中,钎料的熔点随Er含量的增加逐渐提高。当Er的添加量超过0.3%后,钎料的熔点稳定在535℃附近,稀土Er降低低熔点脆性相A12Cu的相对数量,使得钎料的熔点提高。钎料在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能随Er添加量的增大先提高后降低,添加0.2%Er的钎料的耐腐蚀性能最好。稀土Er作为活性元素可以降低液态钎料的表面张力,钎料的润湿性随Er添加量的增加先提高后降低,Er的添加量超过0.2%后,过量的稀土在液态钎料表面富集形成稀土氧化物降低钎料润湿性。添加稀土Er可以使钎料的组织趋向细小均匀化,从而改善钎料的性能。稀土Er可以细化a-Al枝晶,细化Al3CuNi和Al2Cu相的混合组织并改善其组织形态,使尖锐的Al2Cu相逐渐转变为短粗的骨骼状,降低Al2Cu相的相对含量。退火态钎焊接头的抗剪切强度随Er含量的增加而升高,添加0.5%Er的钎料钎焊接头的抗剪切强度达到最大值47MPa,但是,接头断裂处的有效铺展面积只有50-60%。综合考虑各组钎料的各项性能,筛选Al-8.5Si-20Cu-5Ge-3Ni-0.2Er钎料为满足技术要求指标最适宜的钎料。
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