Zn-Al-Si钎料钎焊铜∕铝接头显微组织及性能研究

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1、学术论文REsEARcHZn—AI—Si钎料钎焊铜／铝接头显微组织及性能研究ResearchonMicrostructureandPropertyofCu／AlJointBrazedbyZn--AI--SiFillerMetal北京科技大学材料科学与工程学院羊珠海格力电器股份有限公司王[摘要】采用Zn．14．1A1—0．9Si和zn．21．5A1．1．5Si两种钎料钎焊获得铜／铝接头，研究了Cu／Zn．A1．Si／Al接头Cu母材／钎缝界面结构、钎缝中心区显微组织、接头抗剪切性能和断口形貌。研究发现，Cu／Zn．14．1A1．0．9Si／A

2、l接头和Cu／Zn．21．5A1．1．5Si／Al接头界面结构均为Cu／扩散层／A14．2Cu32zn07，其中A142Cu32Zno7化合物层厚度分别为1～2Ixm和3～4um。2种铜／铝接头钎缝中心区均由仅．A1固溶体，邯一Zn固溶体，zn．Al共晶和Si单质组成，未发现脆性CuAl，化合物。由于具有较薄的界面化合物层，在剪切力作用下，Cu／Zn．14．1A1．0．9Si／A1接头断裂一部分起源于A142Cu，2ZIl07化合物层，另部分起源于界面扩散层，而Cu／Zn．21．5A1．1．5Si／Al接头断裂均起源于较厚的Al。2Cu弛z

3、n们化合物层。因此，Cu／Zn．14．1AI．0．9Si／Al接头的抗剪切强度高于C“Zn．21．5A1．1．5Si／Al接头，分别为60．1MPa和55．6MPa。关键词：Zn．AI．Si钎料钎焊铜／铝接头界面结构抗剪切强度【ABSTRACTJTheCu／AIjointsarebrazedbyZn-14．1Al一0．9SiandZn．21．5A1．1．5Sifillermetal．InterfacestructurenearCusubstrate．microstructureofthefillermetalzone，shearstreng

4、thandfracturemorphologyoftheCu／A1jointsareinvestigatedsuccessively．ItcanbefoundthattheinterfacestructureoftheCu／Zn．14．1A1．0．9Si／AIandCu／Zn·21．5A1-1．5Si／A1bothareCu／diffusionlayer／A142Cu32Zno7layer,andthethicknessoftheA142Cu32Zno7layeris1-29mand3～49m，respectively．Moreover,t

5、hefillermetalzoneoftheCu／Zn．14．1A1．0．9Si／AlandCu／Zn-21．5AI-1．5Si／A1botharecomposedofa·AIsolidsolu—tion，q-Znsolidsolution，Zn—AIeutecticandSi，theCuAl2IMCsthatisoftenobservedintheCu／A1jointisnotdis—covered．ForathinnerA142Cu32Zno7layer，thefractureoftheCu／Zn-14．1AI一0．9Si／A1join

6、tpartlyoriginatesfromtheA142Cu32Zno7layer,anotherpartoriginatesfromthedif-fusionlayer．However,thefractureoftheCu／Zn一21．5A1-1．5Si／A1originatesfromthethickerA14．2Cu32Zno7layer．+广东省重大科技专项项目(2010A080402014)支持。64航空制造技术·2015年第7期浩黄继华陈树海赵兴科奇李德华SotheshearstrengthoftheCu／Zn．14．1A1．0

7、．9Si／Aliointf60．1MPalishigherthanthatoftheCu／Zn．21．5A1．1．5Si／Alioint(55．6MPa)．．Keywords：Zn-Al-SifillermetalBrazingCu／AIjointInterfacialstructureShearstrengthDoI：10．16080／i．issnl671．833x．2015．07．064铜／铝异种金属接头具有铜、铝2种金属高导电、高导热的特点，并能有效降低产品的生产成本和重量，是一种综合性能优异的复合构件，在航空航天、电工电子、空调制冷

8、等领域有着广阔的应用前景[1-41。在众多连接方法中，由于钎焊方法具有高效率、高精度、低成本和低残余应力等优点，是目前较为常见的铜／铝异种金属连接方法[1,3-41。zn—Al钎