新型低熔点含锗铯盐铝钎剂的性能及钎焊工艺研究

摘要

在含铯盐氟化物钎剂辅助的铝合金中温钎焊连接中，研制开发出熔点更低的高活性、无腐蚀性、难溶于水的钎剂，一直是十余年来铝合金钎剂发展的重要课题。发展新的制备与应用方法以及添加第三或更多种盐的方法是开发设计性能稳定、具有持久焊接活性的中温铝钎剂产品的主要思路。本文围绕在二元CsF-AlF3钎剂、三元KF-CsF-AlF3(b45,CsF:AlF3:KF摩尔分数比为48:48:4)钎剂中添加Ge元素，研究Ge元素添加形式、理论添加量对于基质钎剂的熔化特性、物相结构、微观形貌以及铺展性能的影响，开发出低熔点、高活性的含锗铯盐二元钎剂样品。
　　本文的主要研究工作和成果如下：
　　（1）在CsF-AlF3二元基质钎剂中以GeO2、(NH4)2GeF6两种形式添加制备含锗铯盐二元钎剂。研究发现，Ge元素的添加形式对于新制备钎剂的熔化特性、物相结构、微观形貌以及铺展性能并无差异；而不同添加量则有显著影响。当Ge元素理论添加量超过4 wt.％时，钎剂的熔点都有很大程度地降低，从e5钎剂的共晶温度471℃下降到固相线温度430℃左右，熔程也有缩短。此外，Ge元素添加量超过4 wt.%的钎剂在低温段450~480℃左右不仅表现出低熔点特性，而且在1060、6061、2024铝合金上发挥出更好的钎焊活性作用；而在480~530℃温度区间，Ge元素含量低于4 wt.%的钎剂在低含镁铝合金6061上表现出更佳的活性作用。
　　（2）在KF-CsF-AlF3(b45)三元基质钎剂中以GeO2形式添加Ge元素制备含锗铯盐三元钎剂。研究发现，添加Ge元素时，熔点温度基本不变，液相线温度的降低使得熔程有所缩短；当理论添加量超过4 wt.%时，钎剂以Cs2GeF6、Cs2KAl3F12为主相，而且微观形貌中出现大量针片状形貌。但是对于三元铯盐钎剂而言，Ge元素添加对于钎剂的活性改善并没有起到作用。
　　（3）选用Ge元素理论添加量4 wt.%的低熔点、低温高活性的e5-4Ge钎剂在低过烧温度2024铝合金、低镁含量铝合金6061上采用Zn-15Al钎料开展钎焊连接工艺试验。研究发现，可以分别实现480~490℃范围内2024、6061铝合金的搭接钎焊，并都得到良好的强度效果，接头断裂在母材上。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 铝合金钎剂的研究现状

1.3 本课题的研究内容

第2章 含锗铯盐中温铝钎剂的制备

2.1 引言

2.2 氟化物钎剂的制备方法

2.3 含锗铯盐钎剂的成分设计与制备

2.4 本章小结

第3章 含锗铯盐钎剂熔化特性与物相结构分析

3.1 引言

3.2 含锗铯盐二元钎剂的熔化特性研究

3.3 含锗铯盐二元钎剂的物相结构分析

3.4 含锗铯盐二元钎剂的微观形貌与EDS分析

3.5 含锗铯盐三元钎剂的熔化特性与物相结构分析

3.6 本章小结

第4章 含锗铯盐钎剂的铺展性能与钎焊工艺试验

4.1 引言

4.2 试验材料、设备与方法

4.3 含锗铯盐钎剂的活性铺展结果分析

4.4 6061铝合金的钎焊工艺研究

4.5 2024铝合金的钎焊工艺研究

4.6 本章小结

第5章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢