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Cu-Al<,2>O<,3>弥散强化铜合金具有高强、高导以及优越的抗高温软化性能,是一类具有优越综合性能的先进铜合金,该合金已被广泛应用于大功率微波管、汽车焊接电极、集成电路引线框架、核技术、航空航天等众多高新技术领域。电真空用弥散铜的钎焊性能直接影响到器件的性能,一直是我国电真空领域未解决的难题。@ @ 本文针对这一难题,运用金相观察、扫描电镜观察和能谱分析对不同A1<,2>O<,3>含量弥散铜与镀镍不锈钢钎焊问题开展基础研究,以期找出A1<,2>O<,3>弥散铜钎焊接头脆化现象的原因;研究不同钎焊工艺条件下A1<,2>O<,3>弥散铜的钎焊结果,以期找到影响钎焊性能的主要因素,对实际工作有所指导。并通过测量硬度和电导率以及运用金相、透射电镜、拉伸等方法对于钎焊条件相同的低浓度弥散铜退火组织、性能进行了研究,得出了以下结论:
1.不同含量A1<,2>O<,3>弥散铜对Ag-Cu焊料浸润性均良好,但与无氧铜相比,弥散铜钎焊时存在着严重的界面反应,并且随着A1<,2>O<,3>含量的增加,反应越剧烈。
2.不同含量A1<,2>O<,3>弥散铜与镀Ni不锈钢的钎焊接头在钎缝处均易出现孔洞缺陷,孔洞产生与弥散铜脱氧不完全、钎焊不充分以及钎焊过度等因素有关。
3.保温时间太短或太长都得不到理想的钎焊接头。最佳钎焊保温时间在790℃时为20~40分钟,在800℃时为5~20分钟。在这样的条件下钎焊得到的钎焊接头为共晶组织、基脚圆滑饱满、钎缝平直没有缺陷。
4.钎焊的温度太低,钎料对钎缝的浸润不完全,钎焊温度太高溶蚀反应太过剧烈,钎料消耗过度,以致剩余钎料不足以填充整个钎缝。在这两种条件下钎焊都会在钎缝处留有大量的缺陷,影响钎焊接头的性能。比较适合的钎焊温度应在790~860℃之间,温度低时,时间可长些,温度高时,时间应严格控 制。
5.Ag-Cu钎料对铜有溶蚀作用,体扩散和晶界扩散是两种主要机制,其中在866℃以下钎焊铜时,晶界扩散占主导地位。
6.弥散铜晶粒细小,在高温退火后还能保持细晶组织,为晶界扩散提供了大量的扩散通道,这时弥散铜钎焊是晶界反应严重的主要原因。此外,A1<,2>O<,3>粒子的存在也有加速晶界反应的作用。
7.在800℃的钎焊条件下,低浓度弥散铜具有良好的延伸率(36%)和电导率(97IACS%),还具有较高的屈服强度(170MPa)和硬度(80 Kg/mm<2>)。