輔助脈沖電流液相擴(kuò)散連接Ti(C,N)與40Cr.pdf

1、本文采用Ag-Cu-Ti/Cu/AgCu復(fù)合中間層材料對Ti(C,N)與40Cr進(jìn)行了輔助脈沖電流液相擴(kuò)散焊與真空釬焊。研究表明，在750℃、保溫5min的焊接參數(shù)下得到的接頭的四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度最大，為229MPa。脈沖電流的存在，改變了Ag、Cu二元素的分布特點(diǎn)，避免了在陶瓷/釬料界面附近的富集，因而減少了其化合物在界面的生成量；降低了部分元素（如活性元素Ti，間隙原子C）的擴(kuò)散激活能；提高了元素的擴(kuò)散速率。
　　試驗(yàn)研究了Cu53

2、Zr47非晶釬料對Ti(C,N)陶瓷的輔助脈沖電流液相擴(kuò)散焊及真空釬焊。結(jié)果表明，Zr對Ti(C,N)陶瓷具有優(yōu)良的潤濕性能。Zr與Al2O3發(fā)生置換反應(yīng)將Al還原為自由原子，顯著增強(qiáng)了其擴(kuò)散能力；Zr與陶瓷相和金屬相的作用，促進(jìn)了原子在其中擴(kuò)散，使得釬料組元能夠擴(kuò)散進(jìn)入陶瓷基體，并發(fā)生反應(yīng)生成新的物相；接頭平均四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度以900℃、6min輔助脈沖電流液相擴(kuò)散焊時(shí)為最高，達(dá)380.9MPa。Zr在陶瓷基體和焊縫近陶瓷側(cè)的界面反應(yīng)產(chǎn)物

3、，改變了接頭殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)，使應(yīng)力集中發(fā)生在釬縫內(nèi)不同組織的界面。
　　以Ag-Cu-Zr/Cu/AgCu為復(fù)合中間層對Ti(C,N)與40Cr進(jìn)行了輔助脈沖電流液相擴(kuò)散焊試驗(yàn)。研究結(jié)果顯示，在750℃、5min的焊接參數(shù)下獲得了最大接頭抗彎強(qiáng)度，其四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)286.0MPa。接頭陶瓷側(cè)界面組織結(jié)構(gòu)為：Ti(C,N)/(Ti,Zr)(C,N)+Cu2(Zr,Ti)/Ag-Cu共晶+CuTi/Cu3Zr/Cu9Zr2/Cu基

4、固溶體/Cu。隨焊接溫度的升高，焊縫寬度有所增加，焊縫組織彌散化，組織分層增多，并且Cu-Zr化合物與其相圖上中間相的排列順序具有一一對應(yīng)關(guān)系。接頭拉應(yīng)力集中和化合物的存在是其斷裂失效的主要原因，由Cu51Zr14構(gòu)成的組織是接頭焊縫中的薄弱環(huán)節(jié)。
　　輔助脈沖電流液相擴(kuò)散焊存在界面高溫效應(yīng)，該效應(yīng)隨著釬料箔的熔化而消失。界面連接機(jī)理基于界面的高溫效應(yīng)，首先在基體/釬料初始界面產(chǎn)生點(diǎn)狀物理接觸；然后接觸點(diǎn)及其附近區(qū)域釬料箔熔化形成