Solderen van aluminium matrixcomposieten

(1) De soldeereigenschappen van aluminium matrixcomposieten omvatten voornamelijk deeltjesversterking (inclusief whiskerversterking) en vezelversterking. De gebruikte materialen voor de versterking zijn voornamelijk B, CB, SiC, enz.

Wanneer de aluminium matrixcomposieten worden gesoldeerd en verhit, reageert het aluminium van de matrix gemakkelijk met de versterkende fase. Dit kan leiden tot snelle diffusie van Si in het toevoegmateriaal naar het basismetaal, wat resulteert in de vorming van een brosse stortlaag. Door het grote verschil in lineaire uitzettingscoëfficiënt tussen aluminium en de versterkende fase, zal onjuiste soldeerverhitting thermische spanning op het grensvlak veroorzaken, wat gemakkelijk kan leiden tot scheurvorming in de verbinding. Bovendien is de bevochtigbaarheid tussen het toevoegmateriaal en de versterkende fase slecht. Daarom moet het soldeeroppervlak van het composiet worden behandeld of moet geactiveerd toevoegmateriaal worden gebruikt, en moet zoveel mogelijk vacuümsolderen worden toegepast.

(2) Soldeermateriaal en proces B of SiC-deeltjesversterkte aluminiummatrixcomposieten kunnen worden gesoldeerd. De oppervlaktebehandeling vóór het lassen kan worden uitgevoerd door middel van schuren met schuurpapier, reinigen met een staalborstel, alkali-wassen of chemisch vernikkelen (laagdikte 0,05 mm). Het toevoegmateriaal is s-cd95ag, s-zn95al en s-cd83zn, die worden verhit met een zachte oxyacetyleenvlam. Bovendien kan een hoge verbindingssterkte worden bereikt door schrapend solderen met s-zn95al-soldeer.

Vacuümsolderen kan worden gebruikt voor het verbinden van kortevezelversterkte 6061 aluminium matrixcomposieten. Vóór het solderen wordt het oppervlak na het slijpen geschuurd met schuurpapier (800) en vervolgens na ultrasoon reinigen in aceton in de oven gesoldeerd. Er wordt voornamelijk AlSi-soldeertoevoegmateriaal gebruikt. Om diffusie van Si in het basismetaal te voorkomen, kan een laag pure aluminiumfolie worden aangebracht op het soldeeroppervlak van het composietmateriaal, of kan b-al64simgbi (11,65i-15mg-0,5bi) soldeertoevoegmateriaal met een lagere soldeersterkte worden gekozen. Het smelttemperatuurbereik van het soldeertoevoegmateriaal is 554 ~ 572 °C, de soldeertemperatuur kan 580 ~ 590 °C zijn, de soldeertijd is 5 minuten en de schuifsterkte van de verbinding is groter dan 80 MPa.

Voor met grafietdeeltjes versterkte aluminiummatrixcomposieten is solderen in een oven met beschermende atmosfeer momenteel de meest succesvolle methode. Om de bevochtigbaarheid te verbeteren, moet AlSi-soldeer met magnesium worden gebruikt.

Net als bij vacuüm solderen van aluminium kan de bevochtigbaarheid van aluminium matrixcomposieten aanzienlijk worden verbeterd door mg-damp of Ti-zuiging toe te voegen en een bepaalde hoeveelheid Mg toe te voegen.


Plaatsingstijd: 13 juni 2022