石墨黃銅異質(zhì)釬焊研究及界面結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、本文以某電機(jī)用換向器的制造為研究背景，采用合適的工藝方法實(shí)現(xiàn)了石墨和黃銅的釬焊連接，并借助差熱分析、掃描電鏡、能譜分析、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)以及微電阻測量等分析測試手段，分析了釬焊組織結(jié)構(gòu)及換向器的性能。 首先采用電鍍工藝對石墨表面進(jìn)行金屬化處理，分別在石墨表面電鍍Cu、Ni以及Ni-Cu，通過剪切剝離試驗(yàn)和熱震試驗(yàn)測試鍍層與石墨基體的結(jié)合強(qiáng)度，結(jié)果顯示鍍層附著強(qiáng)度分別為3.55Mpa、5.23Mpa和6.17Mpa，并由此確定電鍍工藝

2、規(guī)范。分析了鍍層與石墨的結(jié)合機(jī)理：由于石墨本身多孔，鍍液能夠沿著孔隙滲入至石墨基體內(nèi)部，在空隙中形成鍍層，從而起到機(jī)械釘扎作用，使鍍層與石墨能夠緊密結(jié)合。 從無鉛釬料設(shè)計(jì)原則考慮：釬料熔化溫度、熔程(液相線和固相線溫度差)以及釬料與Cu基體潤濕性和流動(dòng)性，制備符合要求的Sn-Zn基合金釬料。 通過對傳統(tǒng)焊劑松香酒精進(jìn)行改性，配制出與Sn-Zn基釬料相適應(yīng)的釬劑。其主要組成為：酒精、松香、SnCl2和三乙醇胺。添加SnCl

3、2以增強(qiáng)松香活性，提高釬料對基體的潤濕效果；添加三乙醇胺作為緩蝕劑，減少SnCl2帶來的腐蝕作用。 采用Sn-Zn基釬料實(shí)現(xiàn)了鍍Cu石墨與黃銅之間的釬焊連接，其釬焊接頭界面結(jié)構(gòu)組織為：石墨/Cu/Cu6Sn5/CuSn共晶/SnZn共晶/CuSn共晶/Cu6Sn5/黃銅。由于母材向液態(tài)釬料中溶解以及釬料與母材之間擴(kuò)散，形成的共晶合金和金屬間化合物在母材之間起到釬焊連接作用。 接頭平均剪切強(qiáng)度5.0Mpa，平均片間電阻0.