在580 ℃、保温40 min、压力为4 kPa的钎焊条件下, 采用Al70-Cu22.3-Si6.1-Mg1.6膏状钎料对增强相体积分数为60%的SiCp/6063Al复合材料进行真空加压钎焊, 通过扫描电镜和剪切试验等研究了钎料对复合材料基体及SiC增强相的润湿机理以及钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌。结果表明: 在试验条件下, 钎料对复合材料的润湿性较高, 可通过扩散及机械压渗作用与基体、SiC颗粒分别形成冶金结合和机械锁合, 接头的抗剪强度均值为71.6 MPa; 钎料与基体合金的反应界面消失, 钎料对大块SiC增强相的润湿性一般, 二者之间存在较小的间隙; 断裂发生在钎料层以及钎料与复合材料界面的母材侧。
所属栏目
试验研究国家自然科学基金资助项目(51245008); 科技部中小型企业创新基金资助项目(11C26214105167)
收稿日期
2013/8/172014/7/31
作者单位
王鹏:河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454000
程东锋:河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454000
牛济泰:河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454000河南晶泰航空航天高新材料科技有限公司, 焦作 454000
备注
王鹏(1988-), 男, 河南商丘人, 硕士研究生。
引用该论文:
WANG Peng,CHENG Dong-feng,NIU Ji-tai.Vacuum Brazing with Pressure of High-Volume-Fraction SiCp Reinforced 6063 Al-based Composite[J].Materials for mechancial engineering,2014,38(9):34～38
王鹏,程东锋,牛济泰.高体积分数SiCp增强6063Al基复合材料的真空加压钎焊[J].机械工程材料,2014,38(9):34～38
参考文献
【1】
LLOYD D J. Particle reinforced aluminum and magnesium matrix composites［J］.International Materials Reviews,1994,39(1):1-23.
【2】
牛济泰,卢金斌,穆云超,等.SiCp/ZL101复合材料与可伐合金4J29钎焊的分析［J］.焊接学报,2010,31(5):37-40.
【3】
徐峰.SiC增强铝基复合材料焊接特性及其储能焊［J］.轻合金加工技术,2010,48(4):48-51.
【4】
LENG Xue-song, WANG Chang-wen, ZHANG Yang, et al. Strengthening mechanism of ceramic particle reinforced bonds by ultrasonic brazing of AlMMCs ［J］.Tranctions of Nonferrous Metals Society of China,2011,12:290-294.
【5】
陈茂爱, 陆皓, 唐逸民.SiCp/LD2Al合金复合材料电弧焊的焊接性［J］.金属学报, 2000, 36(7): 770-774.
【6】
LEI Yu-cheng, ZHANG Zhen, NIE Jia-jun, et al. Effect of Ti-Al on microstructures and mechanical properties of plasma arc in-situ welded joint of SiCp/Al MMCs ［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2008,18(4):809-813.
【7】
HAN Zong-jie, JU Jin-long, XUE Song-bai, et al. Microstructures of Sn-Ag-Cu lead-free soldered joints with diode-laser soldering ［J］.Journal of Central South University: Science and Technology,2006,37(2):229-234.
【8】
李杏瑞, 牛济泰, 杨顺成. SiCp/6061铝基复合材料电阻电焊接头中的缺陷分析［J］.机械工程材料, 2013,37(4):14-16,21.
【9】
季小辉, 王少刚, 董桂萍. SiCp/101Al复合材料电子束焊接接头温度场对其显微组织的影响［J］.机械工程材料, 2009,33(5):97-100.
【10】
MAITYA J, PALB T K, MAITIC R. Transient liquid phase diffusion bonding of 6061-15wt% SiCp in argon environment ［J］.Journal of Materials Processing Technology,2009,209(7):3568-3580.
【11】
张新平, 魏巍, 权高峰.SiCp增强Al基复合材料的真空扩散焊接［J］.金属学报, 1999, 35(2): 198-202.
【12】
HUANG Ji-hua, DONG Yue-ling, WAN Yun, et al. Investigation on reactive diffusion bonding of SiCp/6063 MMC by using mixed powders as interlayers［J］.Journal of Materials Processing Technology,2007,190(1/3):312-316.
【13】
ZHANG Yang, YAN Jiu-chun, CHEN Xiao-guang, et al. Ultrasonic dissolution of brazing of 55％SiCp/A356 composites［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2010,20(5):746-750.
【14】
NIU Ji-tai, LUO Xiang-wei, TIAN Hao, et al. Vacuum brazing of aluminum metal matrix composite (55vol.% SiCP/A356) using aluminum-based filler alloy ［J］.Materials Science and Engineering: B,2012,177(19):1707-1711.
【15】
LU Jin-bin, MU Yun-chao, LUO Xiang-wei, et al. A new method for soldering particle-reinforced aluminum metal matrix ［J］.Materials Science and Engineering: B,2012,177(20):1759-1763.
【16】
冯波,雷玉成,冯波.铝-钛-镍-硅合金填料对SiCp6061Al基复合材料等离子弧焊接接头组织与性能的影响［J］.机械工程材料, 2010,34(3):23-26.
【17】
雷玉成,王志伟,冯波.电弧超声对SiCp/6061Al复合材料等离子弧焊缝组织与接头性能的改善性能［J］.机械工程材料, 2009,33(12):9-11,15.
【18】
ALONSO A, PAMIES A, NARCISO J, et al. Evalution of the wettability of liquid aluminium with ceramic particulates(SiC, TiC, Al2O3)by means of pressure infiltration［J］.Metallurgical Transactions: A,1993,24(6):1423-1432.
【19】
李杏瑞, 杨涤心, 肖宏滨. 碳化硅铝基复合材料的钎焊［J］.洛阳工学院学报, 2002,23(1):19-22.
【20】
ZHANG Gui-fang, SU Wei, ZHANG Jian-xun, et al. Wetting behavior of a novel Al-Si-Ti active filler metal fiol on aluminium matrix composite［J］.Journal of Materials Engineering and Performance,2013,22(7):1982-1994.
