FonuoyaboulBraing钎焊专题接
添加元素Sn，Cu对Zn-Al钎料
组织性能的影响张冬冬’刘树英"2陈泽’张毅文
（1.河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471023；2.有色金属共性技术河南省协同创新中心，河南洛阳471023）
摘要向Zn-10AI基体中添加元素Cu，采用真空炉VF-1600M、金相显微镜、岛津AG-125KN精密万能材料试验机等，研究了Cu元素对Zn-AI钎料合金的熔化特性、润湿性能、金相组织以及力学性能的影响。结果表明，随着Cu元素的增加，钎料的熔点呈先下降后上升的趋势，在铜添加量为4%（质量分数）时，熔点最低；在铜添加量为5%时，润湿性能优良，钎料晶粒最细小，抗拉强度最好；当铜添加量继续增大时，其润湿性能下降，钎料晶粒变大，抗拉强度降低。其次研究了Sn元素的添加量对Zn-10AI-5Cu钎料性能的影响。结果表明，当Sn添加量达到3%时，其抗拉强度良好，钎料的熔化温度降低，在Cu上的润湿性能良好。当锡添加量进一步增加时，钎料合金的的润湿性能降低，基本不铺展。试验得到的Zn-10AI-5Cu-3Sn为性能较为优良的铝/铜钎焊用钎料。
关键调：钎焊Zn-AI钎料抗拉强度润湿性金相组织中图分类号：TG456.7
0序言
铜和铝在电传输、热量交换及生活用品等领域广泛应用，然而随着铜的资源性短缺和成本相对较高，促使科技工作者开始寻找铜替代品以降低生产成本。在很多领域，铝是代替铜的首选材料。这是因为铝的成本和密度仅为铜的1/3，铝制构件材料成本是铜制构件的1/9，且具有优良的导电、导热、耐蚀和加工性能。在不考虑力学、电热性能条件下，很多原来使用铜的场合铝也能满足使用性能需要，因此很多行业采用“以铝代铜”的技术来降低生产成本，缓解铜资源紧张状况。
然而由于铝的导电、导热性毕竞还劣于铜，在许多结构中铝质构件仍不能全面替代铜质构件，因而“以铝代铜"技术也带来铝/铜连接的间题。目前，要获得高性能、低成本，同时制造方便的铝/铜接头在技术上还有难度。对于铝/铜连接而言，钎焊方法成本低、适合连接熔点差异大的异种材料，且在严格控制钎料成分和钎焊工艺的前提下，可能获得性能优良的接头。然而铝/铜钎焊技术仍不成熟，特别是两者钎焊用钎料的
开发仍是铝/铜连接技术的关键"。收稿日期：201609-13
基金项目：河南科技大学大学生研究训练计划(SRTP)项目：河南省杰出
青年基金资助项目（144100510002）。万方数据
文中以Zn-10A1为基(2-4)，首先在其上添加了不同量的Cu元素，初步筛选出性能较好的Zn-10Al-5Cu，之后在Zn-10Al-5Cu基础上进一步添加金属元素Sn，以
期进一步降低钎料的熔点，改善钎料的铺展性能。 1试验方法
1.1
Zn-10Al-xCu及Zn-10Al-5Cu-xSn钎料制备
试验材料采用纯Zn，纯Al,纯Cu，纯Sn等，其纯度
皆为99.9%以上。将Zn，Al,Cu，Sn按表1所示比例用电子天平进行称取，误差为±1%。使用真空电炉，型号为VF-1600M，在非真空状态下850℃时熔炼，并使
表1钎料成分的配比
钎料成分 Zn-10Al-3Cu Zn-10A1-4Cu Zn-10Al-5Cu Zn-10Al-6Cu Zn-10AI-7Cu Zn-10Al-5Cu-1Sn Zn-10Al-5Cu-2Sn Zn-10AI-5Cu-3Sn Zn-10A1-5Cu-4Sn
Zn 43.5 43.0 42.5 42.0 41.5 42.0 41.5 41.0 40.5
Al 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Cu 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 2.5 2.5 2.5 2.5
Sn 0 0 0 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0
2017年第4期
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