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1、2005年9月沈阳理工大学学报Vol.24No.3第24卷第3期TRANSACTIONSOFSHENYANGLIGONGUNIVERSITYSep.2005文章编号:1003-1251(2005)03-0010-05铝合金真空钎焊接头组织分析112曹秀丽,王承志,李亚江(1.沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110168;2.山东大学)摘要:LT23铝合金是一种三层包覆合金,主要用于铝制冷却器、散热器的真空钎焊.利用金相显微镜观察了钎缝中生成的显微组织,利用显微硬度计对钎焊接头的显微硬度进行了测量,并进行了X射
2、线衍射试验.试验结果表明,在钎缝中生成了网状的共晶组织,钎缝处的显微硬度比芯层的显微硬度高.关键词:LT23铝合金;真空钎焊;显微组织;显微硬度中图分类号:TG407文献标识码:A铝合金因其高性价比,在工程方面得到越来表1试验用LT23铝合金芯层和皮层化学成分/%越广泛的应用.许多特殊用途的铝合金被研究出材料SiFeCuMnMgZnAl来用于工程实际[1].LT23铝合金就是一种专门为芯层0.60.70.05～0.21.0～1.5-0.1余量铝合金真空钎焊设计的.现代汽车及制冷工业飞皮层9.0～10.50.80.25
3、0.11.0～2.00.2余量速发展,对冷却器等构件的要求也越来越高.用铝表2LT23铝合金的力学性能固相线制冷却器替代原有的铜及不锈钢的冷却器,不仅抗拉强度屈服强度延伸率-液相线抗蚀性/MPa/MPa/%/℃能满足使用要求,而且重量轻,散热效果好.板翅芯层643～6541104230良好式机油冷却器用于轿车发动机机油和无级变速液LT23铝复合板是通过冷轧工艺制造的,先将力变扭器机油的冷却,是延长发动机寿命、提高发芯层金属轧制成形,然后在芯层金属上面轧制上[2,3]动机功率的关键零部件之一.而其焊接头的[4]皮层金属
4、.铝合金表层容易生成致密的氧化膜,质量是影响冷却器寿命的关键因素,本文对铝制给钎焊造成很大的困难.皮层金属含有Mg元素,板翅式机油冷却器真空铅焊的接头进行了组织分对去除氧化膜的方面有一定的帮助,但焊接前仍析.需对工件表面进行酸洗并控制酸洗过程的时间,一般在5～10min左右.酸洗完成后到真空钎焊的1试验材料及方法时间不能超过24h,最好是酸洗完后直接进入真空炉,因为铝的性质活泼,停留的时间太长在金属的试验中所使用LT23铝合金为三层包覆铝合表面容易重新生成氧化膜.焊前不能对工件表面金板材,芯层金属为3003合金,双面
5、包覆4004合进行过度的打磨,以免将皮层金属破坏.打磨时也金,4004合金是专门用于铝合金包覆用的材料.这容易将工件表面的平整度破坏,给钎焊造成困种铝复合板的芯层合金有良好的热加工性能和耐[5,6]难.腐蚀性能,皮层金属在冷却器真空钎焊过程中直真空钎焊的工艺参数为:钎焊温度628℃,保接提供钎料,降低了生产成本、操作方便、简化了-4温10min,真空度为6.5×10Pa,加热速率10℃/钎焊工艺.试验中所用的LT23板材的化学成分以min,在开始降温的阶段采用控制降温的方式,速及力学性能分别如表1、2所示.率10℃/
6、min,到500℃结束,然后随炉冷却至室收稿日期:2004-10-20温.钎焊结束之后,用线切割对钎焊接头进行取样作者简介:曹秀丽(1979—),女,山东聊城人,硕士研究生1分析,制备成金相试样进行观察.第3期曹秀丽等:铝合金真空钎焊接头组织分析·11·尺寸为1cm×115cm×115cm.图1所示为焊接前2试验结果及分析后铝合金的金相对比照片.2.1金相分析将焊前和焊后的叶片通过线切割切取试样,图1铝合金真空钎焊后金相照片从图1可见,钎焊之前皮层和芯层金属有明从图1b中可以看到皮层金属中所含Si元素显的界限.由于这
7、种铝复合板是经过轧制工艺制熔化结晶后,不再是未焊时的多角形,而是形成了造的,可以看到皮层金属在芯层金属上包覆的并类似于网状的共晶组织,这些Si沉积在晶界上,把不是十分均匀.从图中可见呈多角块状的物质,初晶粒明显地勾画出来,可以看到,在Al基体上有步分析为被轧制工艺打碎的Si晶粒(后经扫描电密集分布或分散分布的Si相.这些Si相有的大体境点成分分析证实),它们均匀分布于皮层金属位向相同,呈平行方式排列;有的呈花朵状,菊花中.在芯层金属中,Al基体上均匀分布着许多黑色样排列.Si晶粒从一个中心向外呈发散状分布,并[7]的
8、细小颗粒.这些细小颗粒为基体中的一些金属且在中心通常存在有一块呈多边形的Si晶粒.间化合物质点,这些质点对芯层金属起弥散强化为了更清楚的观察钎缝中形成的显微组织,作用.真空钎焊过程中,皮层中的硅晶粒熔化后重将试样用0.5%HF水溶液进行腐蚀.图2所示为新结晶,形成新的硅相,或与其他元素形成新的金真空钎焊接头同一位置腐蚀后得到的不同放大倍属间化合
