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钨基粉末合金是一种以钨为硬质相,以镍、铜或镍、铁等为粘结相构成的复合材料,具有高导热、高强度和低热膨胀系数等特点,已逐渐应用于有色金属压铸模具制造领域。钨基粉末合金压铸模具结构复杂,难以一次成型,且难加工部位需经多次后续工艺和焊接而成。钨基粉末合金的连接包括硬质相钨颗粒的连接和粘结相的连接两部分,其中高温时钨基粉末合金自身的氧化与性能下降、生产中连接界面开裂以及模具的磨损等问题是制约钨基粉末合金压铸模具稳定生产的关键。为确保连接过程中钎料在母材表面的润湿,避免连接温度对母材自身组织和性能的影响,本文系统研究了钨基粉末合金的钎焊性,采用高温钎料实现钨基粉末合金压铸模具的可靠连接;通过将配方均匀设计与遗传算法相结合,建立合金元素对润湿性、力学性能和熔化温度范围的回归方程,优化高温钎料的合金成分,揭示了钎料润湿界面反应机制;结合铝合金发动机缸盖压铸模具内置接头的结构特点,采用有限元分析方法,研究了接头残余应力分布特征,建立了连接温度、时间及接头间隙对性能的影响规律,为钨基粉末合金连接在铝合金压铸模具上的应用提供技术支撑。针对钨基粉末合金高温化学活性强的特点,系统分析了温度对钨基粉末合金母材表面氧化膜成分、结构以及性能的影响,为连接温度的可靠选择提供依据。研究发现,当温度为400℃时,钨基粉末合金表面生成稀疏的多孔点状WO3相氧化物,氧化物厚度为19.8μm;随着温度增加,氧化物由稀疏点状转变为面分布,当温度为1100℃,表面氧化物转变为致密WO2相和WO3相组成的复合组织,氧化物的厚度增加到166.2μm,氧化物厚度增大了7.4倍。与此同时,温度对钨基粉末合金组织和性能也有较大影响,随着温度升高,硬质相钨颗粒尺寸由250±10μm增加到280±10μm,钨基粉末合金母材的抗拉强度和延伸率分别降低了65.0%和52.8%。基于钨基粉末合金压铸模具使用温度要求,结合键参数理论与钎料成分选择原则,确定CuAg为钎料基础组元,系统分析了合金元素Ni、Ti和Zr对钎料润湿性、力学性能、熔化温度以及微观组织的影响规律。研究发现,合金元素Ti可显著提高钎料润湿面积,当Ti元素含量为5wt.%时,钎料的润湿面积为176.3mm~2,是CuAg基础钎料润湿面积的2.6倍。合金元素Ni对钎料室温力学性能有较大影响,当Ni含量为5wt.%时,CuAg Ni系钎料钎焊钨基粉末合金接头室温抗剪强度225.8MPa,与CuAg基础钎料钎焊接头强度相比,提高了38.3%。相比于Ni元素,Ti、Zr元素对接头高温性能影响显著,当试验温度为400℃时,CuAg Ti系和CuAg Zr系钎料钎焊接头的高温抗剪强度分别为142.2MPa和169.6MPa,是CuAg基础钎料钎焊接头高温强度的1.5-1.7倍。合金元素Ni、Ti和Zr对钎料组织和熔化特性曲线有不同程度影响,其中合金元素Ni的添加,钎料组织中生成α-（Cu,Ni）,提高了钎料的液相线温度;元素Ti和Zr的添加有助于降低钎料的液相线温度,但随着Ti和Zr含量增大,组织中脆性金属间化合物Ti4Cu和Cu4Ag Zr含量增加,接头抗剪强度及延伸率降低。通过配方均匀设计方法,以润湿性能、接头力学性能以及熔化温度为指标,采用二次项逐步回归法建立元素与目标函数的回归方程,并通过遗传算法优化钎料合金成分。合金元素Ni、Ti和Zr之间存在交互作用,少量的Ti元素可显著提高钎料的润湿面积;元素Ti和Zr交互作用显著,适当选择Ti、Zr元素的含量和比例可显著增大润湿面积,提高接头抗剪强度;综合考虑钎料的各项性能,钎料合金成分优化为:3.8-4.3%Ni,4.9-5.9%Ti,3.5-4.0%Zr,30.0-31.0%Ag,余量为Cu,Cu-30Ag-4.3Ni-5.9Ti-4.0Zr钎料的熔化温度1054.7℃,润湿面积224.5mm~2,采用该钎料钎焊钨基粉末合金,接头室温和400℃高温抗剪强度分别为381.6MPa和206.2MPa。针对CuAg-Ni-Ti-Zr钎料工程应用中产生接头缺陷问题,研究了工艺参数对钨基粉末合金钎焊接头组织与性能的影响,结合热力学计算和扩散理论,揭示了界面反应产物的演变过程,建立了组织与性能的关联性;采用有限元分析方法,研究了界面残余应力的分布特征,分析了钎焊间隙对钨基粉末合金Mises等效应力的影响规律。研究发现,钎焊接头残余应力集中分布在钎料内部及钎焊界面区,随着钎焊间隙增加,Mises等效应力逐渐增大,应力集中发生在钎角,当接头间隙为150μm,钎焊温度为1100℃,保温时间10min时,钎焊界面的Mises等效应力较小,为111.9MPa,接头抗剪强度为408.7MPa。