銅基釬料釬焊W-Cu復合材料與不銹鋼的連接機理研究.pdf

1、摘要I摘要鎢銅復合材料由于其兼具銅和鎢的優(yōu)異性能，在現(xiàn)代化的生活中越來越得到重視和應用。但是在實際的使用過程中，鎢銅復合材料存在韌性不足和抗氧化性能差的缺點，所以為了提高抗氧化性能，考慮用抗氧化性好的不銹鋼材料和鎢銅復合材料連接在一起，這樣可以擴大鎢銅復合材料的應用鄰域。在現(xiàn)行的條件下，采用銀基焊料、金基焊料釬焊的時候焊接性能較好，釬焊接頭的強度也較高，但是成本太高難以實現(xiàn)大規(guī)模使用。當采用鎳基焊料時釬縫容易出現(xiàn)脆性層等缺點，而且一般情

2、況下鎳基釬料的接頭強度較低。所以本文在研究基礎之上選擇銅基釬料來釬焊鎢銅和不銹鋼材料。本課題使用熔煉的CuMnCoNi3、CuMnCoZr3、CuMnCoZr5以及CuNiTi四種成分的釬料對鎢銅復合材料和不銹鋼進行釬焊連接，然后分析釬縫的微觀組織和元素擴散特征，測試接頭的彎曲強度及斷裂特征，研究鎢銅復合材料和188不銹鋼的連接機理。CuMnCoNi3釬料釬焊接頭的組織是由Cu基固溶體和富Fe相：Cu(MnFe)和Fe(Co)組成，這類

3、組織有利于提高接頭的塑韌性。其接頭彎曲強度高達590MPa接頭斷裂于鎢銅母材近縫區(qū)，斷面上出現(xiàn)大量韌窩。添加的Ni元素可以提高接頭的耐高溫性能，Ni與W在高溫下固溶也有利提高接頭性能。對于CuMnCoZr3、CuMnCoZr5這兩種釬料而言，隨著活性元素Zr的加入，提高了釬料和母材元素的擴散。釬縫主要是由Cu基固溶體和富Fe相：Cu(MnFe)和Fe(Co)組成，通過分析發(fā)現(xiàn)Fe2Zr、CuZr2等金屬間化合物。二種釬料的釬焊接頭彎曲強

4、度都超過450MPa，但是隨著Zr含量的增加會導致接頭金屬間化合物的增加，不利于接頭性能，所以含量為5%的釬料性能不如含量為3%的釬料。對于CuNiTi釬料而言，釬焊接頭釬縫主要由（CuNi）和（FeNi）富銅富鐵相、CuTi等金屬化合物以及微量的（TiW）、（NiW）固溶體組成。Ti作為活性元素添加在釬料中，可以促進鎢銅中的Cu朝著釬縫擴散，Ti還能去W形成有限固溶體，Ni在高溫情況下和W可以固溶，對于提高接頭的塑韌性起到積極的作用，

5、CuNiTi釬料的釬焊接頭斷面主要由韌窩痕和解理面組成，性能比前面釬料稍差，彎曲強度為440Mpa。關鍵詞銅基釬料；鎢銅復合材料；彎曲強度；微觀組織；斷裂特征AbstractIIIfracturesurfaceismainlycomposedofdimplescleavageplanes.Theperfmanceisslightlywsethanthefrontsolderthebendingstrengthis440Mpa.Keywd