鋁合金釬焊夾具用鋼線膨脹系數(shù)改善研究.pdf

1、6063鋁合金具有低密度，高的比強(qiáng)度，優(yōu)良的耐腐蝕性，價格適中等優(yōu)點(diǎn)，使其不但在航空航天等國防工業(yè)，而且在汽車，建筑鋁門窗，電子等諸多行業(yè)都得到大量的應(yīng)用。在鋁合金的加工技術(shù)中，釬焊是重要的加工工藝之一，釬焊夾具涉及整個釬焊過程，夾具設(shè)計的好與壞對焊件質(zhì)量有著直接影響。
　　 首先要考慮夾具與焊件之間的熱膨脹，確保夾具能夠約束和減小焊件的變形，還要保證有適合的接頭間隙。其次還要考慮具有一定的力學(xué)性能，確保在釬焊過程中不變形，夾具

2、不喪失強(qiáng)度。6063鋁合金的釬焊溫度是620℃，在目前所使用的夾具材料1Cr18Ni9Ti的共析轉(zhuǎn)變溫度附近，長時間使用下會發(fā)生相變導(dǎo)致線膨脹系數(shù)變化，導(dǎo)致夾具與焊件因熱膨脹不同產(chǎn)生變形應(yīng)力，嚴(yán)重影響焊件的尺寸精度和使用性能。
　　 眾所周知，鋼的線膨脹系數(shù)主要取決于組成相的特性，其中奧氏體的線膨脹系數(shù)最大。Fe-13Mn-C合金通過固溶處理可獲得奧氏體，而Ni能夠擴(kuò)大奧氏體區(qū)，對奧氏體穩(wěn)定性起到增強(qiáng)的作用。本實(shí)驗(yàn)通過研發(fā)一種新

3、型的Fe-Mn-C-Ni高膨脹合金作為夾具材料，更好地平衡力學(xué)性能及熱膨脹性能來滿足生產(chǎn)實(shí)踐的要求，達(dá)到提高焊件質(zhì)量的目的。通過對8種不同成分的Fe-Mn-C-Ni合金在620℃保溫300h過程中，合金的組織變化、力學(xué)性能、平均線膨脹系數(shù)的變化研究，討論主要元素對顯微組織、平均線膨脹系數(shù)和力學(xué)性能的影響，以期研發(fā)出一種綜合性能優(yōu)良的Fe-Mn-C-Ni高膨脹合金。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Fe-13.78Mn-0.095C-2.27

4、Ni合金適合作為6063鋁合金釬焊夾具材料。C含量為0.107％、0.238％、0.379％的Fe-13.5Mn-xC合金，隨C含量降低，平均線膨脹系數(shù)升高，沖擊韌性提高。隨著保溫時間延長，合金硬度及平均線膨脹系數(shù)呈先升高后降低的趨勢。保溫過程中Fe-13.37Mn-0.107C合金的平均線膨脹系數(shù)與6063鋁合金更接近。Mn含量為13.37％、16.96％、19.62％的Fe-xMn-0.1C合金，隨Mn含量增加，平均線膨脹系數(shù)及膨脹

5、量增大，并且大于6063鋁合金的平均線膨脹系數(shù)及膨脹量，硬度明顯降低，沖擊韌性顯著提高。Ni含量為2.27％、4.78％、6.89％的Fe-13.5Mn-0.1C-xNi合金，隨著Ni含量增加，平均線膨脹系數(shù)、膨脹量和硬度均降低，沖擊韌性提高。Fe-13.78Mn-0.095C-2.27Ni合金的平均線膨脹系數(shù)及膨脹量與6063鋁合金比較接近。隨保溫時間的延長，Ni含量為2.27％、4.78％合金的平均線膨脹系數(shù)有小幅升高，含Ni6.8