图2-33 Sn-Zn系相图 Fig.2-33 Phase diagram of Sn-Zn system
Sn-Zn共晶钎料是一个以Sn为基的钎料,w(Zn)=8.8%,温度为198℃,其相图如图2-33所示。这个钎料最大的优点是不但钎焊工艺性好,而且与母材的色泽几乎一致。因为含相当量的Zn,和Cd-Zn系一样,与Al的钎焊接头十分坚固,尽管Sn-Zn钎料自身的抗拉强度只约为50MPa[116],但按3003铝合金钎焊的标准搭接接头时,无论做抗拉、抗剪以及撕裂试验,都断裂在母材上。Sn-Zn钎料为什么与Al有如此大的结合强度?陈荣等[120]用SEM和金相方法研究了接头的界面,发现钎料中的Zn不但与Al作固溶结合,还从Al面生长出无数刺状固溶体晶须插入钎料作嵌入结合,这是其他种类接头所看不到的。不但Sn-Zn共晶钎料,其他Sn-Pb-Zn以及同时含Zn、Sn的钎料都有此现象,但是Zn-Al钎料却并无此现象[115],可见晶须的产生和Zn、Sn共存有关。虽然Sn-Zn接头的强度很高,但接头的耐蚀性能却并不佳。Sn-Zn钎焊铝的接头在自来水中浸泡,室温下,一般3~4个星期即腐蚀断开;在3%盐水浸泡,不到一周即断开。因此单纯的Sn-Zn共晶接头并不太适用于湿热的环境。不少文献就提高Sn-Zn的耐蚀性做了积极的努力。Боuˇко[121]认为,在Sn-Zn共晶中加入w(Ge)=0.5%~1%,可以大大提高耐蚀能力。Yasuda[122]指出,组成为Sn90、Mg3、Zn5、Ag2的钎料100mm2搭接Al和Cu,其接头能承受4.5kN的负载,经人造海水喷淋100h而无断裂。Ries-meyer[123]则系列报道,在Sn-Zn共晶中加入w(Ni)=0.1%~0.5%或w(Mn)=0.05%~0.5%或w(Cd)=0.5%~4%能有效改善钎料的耐腐蚀性。(www.xing528.com)
除了共晶钎料以外,Sn85Zn、Sn80Zn(液相线分别为250°和280℃,抗拉强度均为≈50MPa,伸长率均为≈75%)也常用作钎料[116]。实验表明,这些富Zn的过共晶钎料合金,在铝面上接头的耐蚀性要大大超过共晶钎料的接头;在自来水中可以经受2个月以上的浸泡。
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