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摘要:非晶态焊接材料有着良好的物理、化学与力学性能,组织细化,杂质少,纯度高。被广泛应用在工业生产领域,将成为下一阶段一种非常具有前景的材料。本文主要针对非晶态焊接材料的特点、类型、应用等进行分析。
关键词:非晶态焊接材料;特点;应用
非晶态焊接材料是一种新型材料,兼具金属与玻璃的特性,力学性能与化学性能突出,表现出良好的应用前景。在多种领域都有着广泛的应用,尤其是在焊接材料上,体现出了一种奇妙的效能,受到了业界的认可。
1非晶态焊接材料的特点
1.1化学特点
非晶态焊接材料成分和组织均匀,在液态时,也可以保证材料的均匀性,且材料其中没有粗大化合物,组织细化,杂质少,纯度高。在制取材料的过程中,不需要进行其他特殊处理,不会受到外界因素的影响,目前,已经有大量的非晶态焊接材料研制出来。其成分均匀,柔韧性高,在生产过程中,可以根据要求制成所需形状,尽可能的减少了材料的浪费。
1.2物理特点
非静态焊接材料也有着理想的湿润性,在加热处理时,可以实现均匀的熔化,不会出现分层问题,但是由于其结构特点不稳定,在临近熔化状态时,也会有晶体释放出来,释放出热能。在凝结之后,会形成一种合金晶体结构,与传统的粉质材料相比,非晶态焊接材料在生产的过程中污染很小,符合节能环保的要求。此外,非晶态焊料是随着熔体快淬技术发展起来的,具有非晶结构,即使是形成了微晶结构,晶粒和相尺寸也远远小于常规工艺制造的晶态产品。由于成分组织非常均匀,它们可以在一个相当窄的熔化区间熔化。这是因为不同元素的原子熔融成液相所需的扩散距离要小很多,缩短焊接时间,减少母材由于退火而引起的性能损失。更重要的一点是,由于非晶态带材的韧性,焊料可方便的制成各种形状预置于焊缝中。由于制造工艺简单,非晶钎料具有非常少的杂质含量。
2非晶态焊接材料的应用
2.1铜基非晶态焊接材料的应用
铜基非晶态焊接材料可以根据需要制成所需形状,流动性高,能够替代传统的合金材料,目前应用最多的就是在低压电器触头材料领域中,此外,温控器、保安器、换向器中也可以使用铜基非静态焊接材料,可以满足使用性能。在铜基非晶态焊接材料中,加入了大量Ni、Sn、P等元素,进一步提升了成品材料的强度与流动性。
2.2镍基非晶态焊接材料的应用
镍基非晶态焊接材料主要以粘带状与粉末状存在,生产成本偏高,具有良好的发展前景,可以应用在机械、原子能、航天航空领域,目前,镍基非晶态焊接材料已经在机油冷却器、精密仪器等设备制造中得到了应用。
2.3低温非晶态焊接材料的应用
低温非晶态焊接材料主要应用在印刷电路、电子工业中,常见的有锡铅低温非晶态焊接材料与铝基非晶态焊接材料。该种材料多以粉末或者扎制品的形式存在,可以抑制裂纹的发生,有效提升了材料的耐热疲劳能力。
2.4铝基非晶态焊接材料的应用
铝基非晶态焊接材料是现阶段应用范围最广的材料,适宜应用在电子器件的制造中,但是,铝基非晶态焊接材料的熔点偏高,为了降低材料熔点,可以在其中增加铬、铜等元素。此外,还可以采用快速凝固法进行处理,提升材料的强度。
2.5其他非晶态焊接材料的应用
除了上述常见的材料以外,还有陶瓷、石墨与钛合金非晶态焊接材料,这些材料也有着理想的性能,尤其是耐热性与耐氧化性,更为突出,但是,造价偏高,这也显著了此类材料的应用。
3非晶态焊接材料的生产方法
目前,生产非晶态焊接材料的最常用方法就是高压压实法,高压压实法可以有效抑制合金的晶化,让材料出现均匀粘性流动,从而填满条带与粉末空洞、间隙,实现材料的全致密符合。随着技术水平的发展,摩擦焊这种新型焊接方法诞生,实践显示,在过冷液相区,部分金属玻璃会出现应变率超塑性,在非晶态材料摩擦的过程中,热量会大幅上升,在焊接区域达到了过冷液相区后,则表现出异性的超塑性,如果出现超塑转变问题,那么过冷液就会外流,破坏了材料表面的氧化膜,此时,就完成了焊接功能。
4结语
非晶态焊接材料在工业上有着良好的应用趋势,目前关于该种材料的研究,已经深入到期浸润机制、焊接扩散行为、非晶形成能力、晶化对焊接过程的影响等方面,随着工业水平的发展,对于非静态焊接材料的需求越来越多,非晶态焊接材料将成为下一阶段一种非常具有前景的材料,加强对该种材料的研究与推广将会进一步促进焊接基础的进步,在新的历史阶段下,非晶态焊接材料也会迎来新的发展机遇。
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