Ti对Ag—Cu系活性钎料微观组织及性能的影响.pdf

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1、lO／35长春工程学院学报(自然科学版)2013年第14卷第1期墨墨：34—38J．ChangchunInst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2013，Vo1．14，No．1CN22-1323／NTi对Ag—Cu系活性钎料微观组织及性能的影响王毅，雷凯，董文，杨春光(1．长春工程学院机电工程学院长春130012；2．一汽轿车股份有限公司长春130000)摘要：研究了Ti对Ag—Cu系活性钎料的润湿性、力学性能及微观组织的影响。结果表明，随着含Ti量(6～12wt)增加，Ag—Cu—Ti系活性钎料对被焊基体c—BN的润湿性提高，而钎料显微硬度升高脆性增加，钎焊接头强度降低。

2、Ag—Cu—Ti系活性钎料是由a—Ag固溶体、Q一cu固溶体、Ag—Cu共晶和Ag～Ti、CuTi。等化合物组成。随含Ti量增加，a—Ag固溶体、脆性化合物增加，共晶组织减少，由于脆性化合物增加，钎料铸态组织中有微裂纹形成。当含Ti量为10wt时，钎焊c—BN接头界面结合致密，形成化合物型界面，实现Ag—Cu—Ti系活性钎料与c—BN的界面冶金结合。关键词：Ti；Ag—Cu系活性钎料；微观组织中图分类号：TG454文献标志码：A文章编号：1009-8984(2013)01—0034—05Ag—Cu—Ti系合金是常用的活性钎料，广泛等新型活性钎料提供理论指导。应用于陶瓷、金刚石、立方

3、氮化硼(c—BN)等材料与1实验材料及方法金属的连接[1]。1947年，Bondley发明了TiH2活性金属法连接陶瓷与金属，后经Bender等人的改钎料采用颗粒大小为直径180～200in，纯度进，该方法发展成为Ag—Cu—rri直接钎焊法[8]。为99．99的银、铜、钛金属均匀混合放入VQB～Ag—Cu—Ti直接钎焊法通过活性元素Ti与陶瓷10WD型高真空钎焊炉中熔炼而成，熔炼温度为发生化学反应，在陶瓷表面分解形成新相，产生化学920℃，真空度高于7．9×10_。Pa，钎料化学成分如吸附机制，从而实现陶瓷与金属的牢固连接。近年表1。试验用的c—BN是由湖南旭光新材料发展有来，A

4、g—Cu—Ti系活性钎料的研究主要集中在活限公司提供的，表面无镀膜，粒度为250m～性钎料成分优化，活性元素Ti及工艺参数对陶瓷／300m。将熔炼后钎料制成200mg润湿试验样品，金属界面润湿性、接头组织与性能的影响规按国家标准GBl1364～89，研究Ag—Cu—Ti系活律[g-1引，而有关活性元素Ti对钎料自身组织与性性钎料在c—BN聚晶片表面的润湿性，作为评定钎能的研究较少。活性元素Ti在钎料钎焊连接过程料对c—BN颗粒润湿性的依据。按国家标准中起决定性作用，Ti含量的增加，一方面提高钎料GB11363—89，研究Ag—Cu—Ti系活性钎料钎焊对陶瓷的润湿性L1引，另一方面促

5、进了Tj与钎料中接头的力学性能。接头采用真空钎焊连接，在Ag、Cu元素发生化学反应，形成AgTi、CuTi等脆CSS-44100型电子万能试验机上进行静态拉伸，拉性化合物，降低陶瓷／金属界面结合强度口。因此伸速率为6mm／min。采用HXD一1OOOTM型数研究Ti对Ag—Cu系活性钎料组织与性能的影响字式显微硬度计测试钎料的显微硬度。采用FeC1。是十分重要的。：HCl：H2O一5：10：100的腐蚀液对钎料进行c—BN超硬材料因为具有优越的物理、化学和腐蚀，应用)(Jz一6型光学显微镜、JsM一5310型扫力学性能而得到广泛应用，逐渐成为钎焊研究的热描电镜(SEM)及能谱仪(E

6、DS)研究钎料的微观组点之一。本文采用c—BN为母材，研究了Ti对织及钎焊冶金特性。Ag—Cu系活性钎料微观组织与力学性能的影响，表1Ag—Cu—Ti系活性钎料成分／wt为开发钎焊陶瓷和超硬材料(如金刚石与c—BN)收稿日期：2012—11-09基金项目：校青年基金项目(320110005)作者简介：王毅(198o一)，女(汉)，长春，博士主要研究先进材料连接。王毅，等：Ti对Ag—Cu系活性钎料微观组织及性能的影响35含Ti量的增加，钎料显微硬度提高，钎焊接头强度2试验结果与分析降低。含Ti6wt9，6时，钎料显微硬度为308．04HV，2．1对—Cu系钎料润湿性和力学性能的影响

7、钎焊接头强度为71．2MPa；含Til2wt时，钎料显微钎料对母材的润湿性是影响钎焊连接质量的重硬度为335．16HV，钎焊接头强度降低到48．4MPa，要因素。含有活性元素Ti的Ag—Cu系活性钎料降低了32．O2，钎焊接头断裂发生在钎缝的中心对rBN具有较好的润湿性能。图1为Ti对部位。图4是钎焊接头的断口形貌。含Ti6wt％的Ag—Cu系活性钎料在c—BN表面润湿性的影响规钎焊接头断口形貌由细小的韧窝加少量解理组织组律。含Ti6wt时，钎料在c—BN表面的润湿角