超声固结钛/铝箔材界面剥离强度与结合机理分析

姜波^1,2，任学平¹，侯红亮^2,3,4，韩玉杰^2,3，王耀奇^2,3,4，张艳苓^2,3,4

1. 北京科技大学2. 中国航空制造技术研究院3. 塑性成形技术航空科技重点实验室4. 数字化塑性成形技术及装备北京市重点实验室

摘 要：以1100铝箔和TA1钛箔为基体材料进行异种金属超声固结研究。制备了Ti/Al箔材金属层状复合材料试样,应用剥离试验研究了振幅、静压力对Ti/Al箔材界面结合强度的影响规律,利用扫描电镜研究了剥离界面的微观形貌,采用EDS对剥离界面进行能谱分析,通过透射电镜对Ti/Al箔材界面微观组织进行观察。结果表明,超声固结可以实现Ti/Al箔材良好的结合,界面结合强度随着静压力的增大先增大后减小,随着振幅的增大单调递增;在振幅35μm,静压力1.5 kN条件下,获得最佳的超声固结界面,其剥离强度为11.325 N/mm;Ti箔材的剥离界面中Al元素均匀分布,并存在明显的韧窝组织;Ti/Al界面存在元素过渡区,界面处晶粒细化明显;铝箔表面氧化膜破碎,且钛元素以弥散的形式嵌入到铝晶粒内部。

关键词：超声波固结;剥离强度;结合机理;