P、Ce變質(zhì)對Al-Si-Zn釬料組織和性能影響的研究.pdf

1、傳統(tǒng)Al-Si共晶釬料以其良好的流動性、潤濕性、釬焊接頭的可加工性和抗腐蝕性，成為鋁合金釬焊中應用最廣的一種鋁釬料。然而該系列釬料熔點較高，釬焊溫度均在600℃以上，容易導致母材溶蝕、晶粒長大等現(xiàn)象。此外，Al-Si系釬料合金在未變質(zhì)處理前，組織中存在粗大的塊狀初晶硅或長針狀共晶硅，嚴重割裂基體，惡化合金的鑄造性能和力學性能。本文針對傳統(tǒng)Al-Si釬料存在的上述不足之處，通過加入Zn來降低其熔點，以滿足低熔點鋁合金釬焊要求。另外，在Al

2、-Si-Zn釬料合金的基礎上，研究了P變質(zhì)和P-Ce復合變質(zhì)對釬料的熔化溫度、潤濕鋪展性能、顯微組織以及釬縫的力學性能、斷口形貌的影響及其作用機理。
　　釬料的熔化溫度是衡量該釬料性能的主要指標之一。本課題研究的Al-Si-Zn釬料的固液相線溫度分別為524.9℃和548.1℃，遠遠低于Al-Si釬料的577℃和602℃。通過加入P變質(zhì)或P-Ce復合變質(zhì)劑，發(fā)現(xiàn)變質(zhì)后釬料合金的固液相線溫度基本保持不變。潤濕鋪展性試驗結(jié)果表明，P、

3、Ce變質(zhì)對釬料的潤濕鋪展性能有顯著作用。隨著P元素含量的增加，釬料的鋪展性能呈整體上升趨勢，當P含量為0.06wt.％時，釬料的鋪展性能最佳；P-Ce復合變質(zhì)時，隨著Ce元素含量的增加，釬料的鋪展性能呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當Ce含量為0.1wt.%時，釬料的鋪展性能最好，繼續(xù)添加Ce元素，釬料的鋪展性能急劇降低。
　　P、Ce元素能有效細化Al-Si-Zn釬料中的Si相組織。未變質(zhì)的Al-Si-Zn釬料中存在粗大的塊狀初晶硅和長

4、針狀共晶硅。隨著P元素的加入，初晶硅和共晶硅的尺寸明顯減小。當P含量為0.06wt.%時，初晶硅和共晶硅的尺寸最小，僅有10.8μm和12.3μm；當P含量達到0.12wt.%時，初晶硅和共晶硅的尺寸又有長大趨勢。P-Ce復合變質(zhì)的效果優(yōu)于單獨P變質(zhì)，隨著Ce元素含量的增加，釬料合金中的Si相尺寸呈現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢。當 Ce元素含量為0.1wt.%時，初晶硅和共晶硅的尺寸最小，分別為5.2μm和4.8μm；繼續(xù)增加Ce元素，釬

5、料組織中形成大量的針狀Ce化合物，初晶硅和共晶硅的尺寸有所增加。
　　對釬焊接頭進行拉伸試驗，試驗結(jié)果表明，搭接和對接接頭的斷裂位置分別為母材和釬縫。隨著P元素含量的增加，對接接頭的抗拉強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；P-Ce復合變質(zhì)對釬料接頭的變質(zhì)效果較為穩(wěn)定，當P含量為0.06wt.%時，比較合適的Ce元素添加量為0.05-0.15wt.%，但過量的Ce元素添加量會導致釬焊接頭強度急劇下降。除Ce元素添加過量外，其余變質(zhì)后的釬縫接