銅鋁復合板作為新型復合材料的一種,不僅具有銅的導電導熱率、接觸電阻低和外表美觀等優(yōu)點,也具有鋁的質輕、耐腐、經濟等優(yōu)點,還具有結合面過渡電阻和熱阻抗低、耐蝕、耐用、延展性和成型性好等綜合性能,可廣泛用于電子、電器、電力、冶金設備、機械、汽車、能源和生活用具等各個領域。目前,銅鋁復合板生產技術美國、法國、德國等較少工業(yè)發(fā)達國家掌握,仍屬于專利性的,很少有實際報道。日本在復合材料方面的研究雖然較晚,但其進步迅速。1981年日本學者研究出通過冷軋方法將鎳箔覆蓋在鋁材上,然后將上述鋁材退火,再與經退火的銅材通過冷軋、退火后得到中間夾層為鎳的銅鋁復合材料的復合工藝。我國對銅鋁復合板帶生產技術的開發(fā)研究剛剛起步,該種新材料的生產國內仍屬空白。銅與鋁的復合可采用熔焊、釬焊、壓焊和擴散焊等,研究銅鋁復合板的擴散焊工藝,在理論和實際上都有重要意義。本文使用WZ-20型真空淬火爐采用搭接的形式焊接紫銅與鋁,主要研究保溫時間、加熱溫度、施加載荷等工藝參數對銅鋁擴散焊焊接接頭組織性能的影響,以優(yōu)化出其優(yōu)秀佳的擴散焊工藝參數組合。
實驗所用母材為2mm厚的紫銅T2和工業(yè)純鋁LF21,使用WZ-20真空淬火爐,采用搭接的形式對銅鋁進行擴散焊。由于防銹鋁的熔點(657℃)較低,優(yōu)秀終擴散焊溫度TL范圍選擇在500~540℃。保溫時間選擇在50~70min范圍內。施加載荷選擇在2.5~6.5MPa范圍內。
真空擴散焊T2和LF21的主次因素依次為:保溫時間、加熱溫度、施加載荷,優(yōu)秀優(yōu)水平為:保溫時間60min、加熱溫度540℃、施加載荷4MPa,此時的焊接接頭強度優(yōu)秀大。銅比鋁的擴散速度相對較快,擴散區(qū)基本分布在鋁側結合面,擴散區(qū)的硬度比母材的硬度高很多。Cu/Al接頭的擴散區(qū)與銅基體界面產生了金屬間化合物CuAl2,擴散區(qū)與鋁基體界面產生了α(A1)+CuA12共晶體,銅與鋁在擴散區(qū)實現了冶金結合。保溫時間過長、加熱溫度過高,擴散區(qū)界面形成過多脆性化合物CuA12和過多α(A1)+CuA12共晶體,使擴散區(qū)過厚,使擴散區(qū)強度降低,需要控制擴散區(qū)中金屬化合物CuAl2的形成量和共晶體α(A1)+CuA12的長大。