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Al-Si系钎料的液相线温度范围是570到630℃

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节所述之Al-Si系钎料主要是指以Al-Si共晶成分为基的钎料,也包括亚共晶、过共晶以及添加元素不高于5%的Al-Si合金。表2-11列出了Al-Si系钎料的基本数据。此系为一共晶系,共晶点w=12.6%,温度577℃。图2-21 Al-Si系合金相图(部分) Fig.2-21 Phase diagram of Al-Si System钎焊后的冷却速度对Al-Si共晶钎料钎缝的结构有很大的影响,在添加某些变质剂元素后这种影响更加敏感[99]。一种急冷技术使Al-Si钎料的性能有了新的发展。

Al-Si系钎料的液相线温度范围是570到630℃

本节所述之Al-Si系钎料主要是指以Al-Si共晶成分为基的钎料,也包括亚共晶、过共晶以及添加元素不高于5%(质量分数)的Al-Si合金。这一系列的钎料无论是钎焊性、强度,还是母材色泽一致性、镀覆性和耐蚀性都极佳,是少有的优良钎料,特别是这系列钎料可以进行变质(modification)处理,可以大大增加钎料和钎缝的韧性和折弯性能,因此是一种定型的商品。表2-11列出了Al-Si系钎料的基本数据。

表2-11 Al-Si系钎料的基本数据Table 2-11 The basic data of Al-Si series filler metals

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Al-Si系合金相图如图2-21所示。此系为一共晶系,共晶点w(Si)=12.6%,温度577℃。共晶组织中的Si相在铸态呈现卷曲的片状,金相的断面呈线状(见图2-22a)。但此系有一特殊的性能,能接受Na、Sr、La等某些微量元素的变质处理[96],Si相因此变成树枝状,金相的断面呈蠕状(见图2-22b)。如再经一定的保温处理,则Si相会进一步变成球粒状[97]。由于变质的钎料在钎焊后仍能保持某些变质结构[95],钎缝的强度因此大大提高。参考文献[95]报道了Al-Si-Be钎料,这个体系的相图[98]表明此体系中有一个包晶-共晶点,w(Si)=13%、w(Be)=0.5%,参考文献[95]所取的成分即此包晶-共晶点,其温度为571℃,比Al-Si共晶要低6℃。经Sr和La的联合变质后,接头(见图2-23)的抗拉强度均高过母材3003。对接的钎缝折弯能力特别强,可以锤击折成180℃的死弯而不断裂。

表2-11中的6M钎料本是1977—1978年间,笔者研究团队提供给某卫星工厂的研究成果,用于钎焊卫星上的铝波导管。但因为厂方担心其中少量铍可能产生的毒性,取消了其中铍的成分,以后就此成了流行的Al-Si-Sr-La通用铝钎料,但其性能,无论工艺性、接头的强度和韧性比6M钎料都有很大的差距。

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图2-21 Al-Si系合金相图(部分) Fig.2-21 Phase diagram of Al-Si System(partial)

钎焊后的冷却速度对Al-Si共晶钎料钎缝的结构有很大的影响,在添加某些变质剂元素后这种影响更加敏感[99]。空白的Al-Si共晶随着冷却速度加快,一般只是Si相组织变细,但不改变其片状晶的外形;在加入某些微量杂质(变质剂)元素后,随着冷速加快,Si相形貌开始由片状转变为根枝状。多达20种以上的添加元素有这种作用,但其中最敏感的添加元素是Na、Sr和La,其添加量只需0.1%~0.01%(质量分数)。总的说来,钎焊后以较快速度冷却,有利于细化晶束,增加钎缝的强度。(www.xing528.com)

本节所述的Al-Si钎料的加工性能都很优良,可以方便地加工成丝或箔。

一种急冷技术使Al-Si钎料的性能有了新的发展。虞觉奇等[100]对Al-Si(10)基合金用单辊和双辊急冷技术获得了薄带钎料。据报道,这种急冷钎料的液相线要比铸态钎料低3~5℃,并且具有更高的润湿性和接头强度。

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图2-22 Al-Si(12.6)共晶的金相组织 a)未变质 b)变质 Fig.2-22 The metallographs of Al-Si(12.6)eutectic alloys

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图2-23 Al-Si钎料钎焊3003母材的钎缝 a)未变质钎料 b)变质钎料 Fig.2-23 Joints of 3003 brazed by Al-Si eutectic filler metals

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