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粉末冶金法制备铝合金钎料

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人气:-发表时间:2015-07-01 14:42【

自钎剂铝钎料常于施工现场作铝合金的火焰钎焊,也可用于炉中钎焊及对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。由于它焊前不用添加钎剂,焊后不需清理,焊接性能良好,方便省事,还可实现自动化,故有巨大的市场潜力。虽然粉末冶金法可制备成分均匀、晶粒细小、强度大的铝合金钎料,但韧性、抗冲击性能低以及钎料中气孔多等缺点,限制了其更广泛应用。因此,如何提高铝钎料的相对密度、减小空隙率,获得力学性能和物理性能良好的钎料,是一个解决粉末冶金铝钎料问题的关键所在。本文应用粉末冶金法制备了自钎剂铝钎料,探讨了制备工艺对自钎剂铝钎料相对密度的影响。

  将粒度为45~105μm的A1-Si钎料粉末和粒度为25~45的KAlF4钎剂粉末按质量比9∶1均匀混合,在冷等静压机上压制成Φ40mm的圆柱体粉末,单位压制压力100~300MPa。然后在真空度为10-3Pa真空烧结炉内,300~550℃下烧结2h,随炉冷却至室温。再对烧结后的毛坯用100t热挤压机,以挤压比64∶1、挤压速度2.2m/min、挤压温度400℃挤出Φ5mm的钎料。用排水法测量密度。金相样品经机械抛光后用标准Keller试剂(0.5%HF+1.5%HCl+2.5%HNO3+95.5%H2O)浸蚀后,用QUANTA200型扫描电镜观察热挤压前后材料的显微结构。

  压制力的大小决定着自钎剂铝钎料粉坯的密度大小,压制力越高,粉坯的密度越高。压制压力较低时,随压制力的增加粉坯密度增加较快;压制力较高时,随着压力的增加,密度增加的速度渐趋缓慢。当压制力约为150MPa时,粉坯的相对密度可达到80%,粉坯具有进行后续烧结和热挤压的条件。常规的烧结工艺(包括真空烧结)不能提高自钎剂铝钎料粉坯的密度,低于固相线温度烧结,样品的密度不但没有提高,反而有所下降;高于固相线温度烧结,样品会发生熔化。而且烧结温度的提高,粉坯烧结密度不会随之增加。热挤压过程中烧结坯发生塑性变形,内部颗粒之间的空隙和边界消失,空洞减小,样品的相对密度达到了96.7%。从相组成上看,白色颗粒KAlF4、细小黑点初晶Si相比较均匀的分散在A1-Si基体上。


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