图2-30 Al-Zn系相图 Fig.2-30 Phase diagram of Al-Zn system
液相熔化温度在380~450℃范围内的钎料几乎只能是Zn-Al系合金了,这个体系的相图如图2-30所示。它是Al侧形成大片固溶体的二元共晶系,共晶点w(Zn)=95%,温度为382℃。由于Zn属密集六方晶格,晶格常数c轴大于a轴将近一倍,容易在c轴上断裂,因此纯锌的铸态性能很差。经热加工的多次轧压揉碎了定向的晶粒,可以大大增强其塑性。共晶点的机械加工性能和纯锌的差不多,虽可热加工成丝、片材钎料,但长期存放比纯锌更易产生晶粒长大而变脆。随着Al含量的增加,合金的成形加工性能有较明显的改善,如w(Zn)=90%(420℃)、80%(475℃)、75%(490℃)都是易成形加工的钎料组成。
从图2-30上看,w(Zn)<80%的固溶体区的熔化区间不大,似可连续用作钎料的组成,但在钎焊条件下冷速较快,这个二元熔化区间(L+α)比相图标示的要宽得多。实际应用时,钎料熔化和凝固都黏黏糊糊不甚痛快,只适于快速加热下使用。
Zn-Al共晶钎料以及富Al的亚共晶钎料,其流动性与Al-Si共晶相比要差得多,这是因为Zn和Al互溶度很大,钎料在钎缝中流动的同时,以相当快的速度向母材晶间渗透,这就影响液态钎料在钎缝中前进的速度。此外,Schoer[114]报道,此钎料熔态时黏度较大,也是影响流动性的原因,添加w(Be)=0.01%~0.06%时,流动性可以得到改善。
Zn-Al钎料的熔蚀问题比Al-Si钎料难控制得多,要十分注意钎焊的温度控制,而且钎料熔化后难于在钎缝中长距离流动,最好将钎料丝用钎剂糊粘在钎缝上实施“就地卧倒”流入钎缝的办法。(www.xing528.com)
Zn-Al钎料的耐腐蚀性能远远不及Al-Si钎料。一项报告[115]全面考察了添加微量元素对Zn-Al共晶合金耐蚀性的影响。实验是以共晶Zn-Al合金为基,加入不同量的添加元素制成钎料,在纯铝和2024铝合金试片上钎成焊点,在50℃、3%的NaCl溶液中流动浸泡96h,然后记录其失重并做表面及断面的金相观察。如以空白的Al-Zn共晶焊点减重为10,其他焊点的对比结果如图2-31所示。结果表明,Zn-Al共晶钎料中加入质量分数为0.1%左右的碱土族和稀土族金属后,能够提高耐腐蚀性,其中最显著的添加元素是Be,其次是Sr和Mg。周期表中ⅠB、ⅢA、Ⅳ、ⅤA及贵金属则使耐腐蚀性更加急剧下降,其中包括Cu、Ag、Sn、Pb、Bi、Pt、Ga、Tl、Ge等。因此配制此种钎料应尽量选用高纯的锌。金相研究还表明,Sn、Pb、Bi、Cu、Cd等微量添加物的存在主要产生晶间腐蚀,其中以Bi最严重。参考文献[23]推荐的钎料成分为Al-Zn(95)-Sr(0.1),液相线温度385℃。
Zn-Al共晶钎料的抗拉强度约170MPa,伸长率约1%[116]。
图2-31 母材上焊点腐蚀的相对失重 a)纯铝上 b)2024铝合金上 Fig.2-31 Weight-loss of fillets on aluminum alloys brazed by Zn-Al eutectic containing different element additives in a flowing NaCl 3%solution at 50℃for 96h
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。