模用锌基合金钎料组织性能研究

来源：现代模具作者：徐维普发布时间：2007-11-06

3. 结果与分析

3.1 Cd-Zn–Sn钎料合金与钎焊接头力学性能

Cd基钎料具有良好的钎焊工艺性能，可以获得高强度的钎焊接头，也可以加工成丝材作为钎焊材料。Cd与Sn和Zn具有良好的互溶性，因此可以保证合金具有良好的力学性能。由于Cd-Zn–Sn钎料合金中的Cd：Zn与Cd-Zn二元合金固溶共晶点处两者的比例相同，因此钎料合金具有低的适宜低温软钎焊的熔点。Cu和Zn的加入也可以提高合金的强度，Cd-Zn–Sn钎料合金的性能如表.2所示。由于钎料本身就具有高的力学性能，因此得到的钎焊接头的力学性能也很高。钎焊接头的结合强度已经大大超过了普通的钎焊接头，完全可以满足锌基合金焊补使用的要求。钎料合金具有高强度，一方面是相对硬质相Cu的加入提高了合金的强度和硬度；另一方面，Cd与Zn良好的比例关系也提高了合金的强度，降低了合金的熔点。

表3. Cd-Zn–Sn钎料合金的性能

密度（g/cm³）抗拉强度（MPa）延伸率（%）硬度 HB

3.9 95.84 4.57 97

熔点℃ 沸点℃ 冲击性能(J/cm²)

250.8 791 26

表4. 使用Cd-Zn–Sn钎料合金钎焊锌基合金所得接头的性能

抗拉强度MPa 剪切强度MPa 延伸率% 硬度HV

116.3 96 4 42

3.2 相组织分析

对Cd-Zn–Sn钎料合金进行SEM和TEM的分析结果可以见图.2～图.5。

图2. Cd-Zn–Sn钎料合金的SEM照片图3. 物质相Cd的TEM片

图4. 物质相Sn的TEM照片图5. 物质相Zn的TEM照片

从图中分析得出，Cd-Zn–Sn钎料合金主要是由白色的α-Cd相、黑色条块状的 -Cd+β-Sn相以及相对小块的黑色α-Zn相组成。条状的β-Sn相和 -Cd+β-Sn均匀分布，保证了合金强度的提高。图中也显示了相衍射的分析结果，可以看出，合金具有良好的晶体学择优选择性，可以保证其它的合金组分在上面顺利生长。当把它用于进行锌基合金的钎焊时，锌基合金中的合金组元可以比较快的渗透到钎料合金中并与之结合，提高了钎焊接头的结合强度。X射线衍射结果表明，钎焊接头界面区包含了钎料和母材具有的所有物质相，进一步印证了钎料与母材具有良好的互溶性。由于其较低的熔点和良好的润湿性，Cd-Zn–Sn钎料合金适合软钎焊锌基合金以及铝合金。正是由于钎料合金均匀的组织结构以及硬质相的存在，保证了可以得到高强度的钎焊接头。