SiC颗粒增强铝基复合材料的纯铜中间层液相扩散焊

廖先金^1,2，连晨姿¹，张贵锋²

1. 江西省科学院江西省铜钨新材料重点实验室2. 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室

摘 要：采用Cu箔中间层在Ar气氛保护、550℃条件下过渡液相扩散焊（TLP）焊接SiC颗粒（SiCP）增强Al基复合材料SiCP/ZL101和SiCP/Al （SiCP 10vol%）,对母材与焊接接头的微观组织、剪切强度、焊接接头剪切断面与断裂路径等进行分析。结果表明:在铸Al（ZL101）与纯Al（Al）基体中,分别通过共晶温度较低的Al-SiCu（524℃）三元共晶反应与Al-Cu（548℃）二元共晶反应实现中间层金属/基体金属（M/M）界面润湿。其中铸Al基体焊接接头中虽有颗粒偏聚,但由于Al-Si-Cu三元共晶反应的Cu含量（26.7wt%）低于Al-Cu二元共晶反应的Cu含量（33wt%）,SiCP/ZL101焊接接头焊缝中CuAl₂相少于SiCP/Al焊接接头焊缝中的CuAl₂相,且未出现CuAl₂相的聚集,故其强度较高。Cu中间层形成的金属间化合物CuAl₂相是影响焊接接头力学性能的重要因素,两种复合材料焊接接头的剪切强度分别为85.4 MPa和73 MPa。

关键词：过渡液相扩散焊;铝基复合材料;SiC颗粒增强;铝合金;铜;焊接;