(1) Характеристики пайки алюминиевых матричных композитов в основном включают армирование частицами (включая нитевидные кристаллы) и армирование волокнами. В качестве армирующих материалов в основном используются B, CB, SiC и др.
При пайке и нагреве алюминиевых композитов матрица Al легко вступает в реакцию с упрочняющей фазой, например, происходит быстрая диффузия Si из припоя в основной металл и образование хрупкого демпфирующего слоя. Из-за большой разницы в коэффициентах линейного расширения между Al и упрочняющей фазой неправильный нагрев припоя вызывает термические напряжения на границе раздела, что легко приводит к растрескиванию соединения. Кроме того, смачиваемость между припоем и упрочняющей фазой низкая, поэтому поверхность припоя композита должна быть обработана или должен использоваться активированный припой, а вакуумная пайка должна применяться по возможности.
(2) Припой B или композиты на основе алюминиевой матрицы, армированные частицами SiC, могут быть припаяны, а обработка поверхности перед сваркой может быть выполнена шлифовкой наждачной бумагой, очисткой проволочной щеткой, щелочной промывкой или химическим никелированием (толщина покрытия 0,05 мм). В качестве припоя используются s-cd95ag, s-zn95al и s-cd83zn, которые нагреваются мягким кислородно-ацетиленовым пламенем. Кроме того, высокая прочность соединения может быть достигнута путем соскабливания припоя s-zn95al.
Для соединения композитов на основе алюминиевой матрицы 6061, армированных короткими волокнами, может использоваться вакуумная пайка. Перед пайкой поверхность следует отшлифовать наждачной бумагой зернистостью 800, а затем пайку проводить в печи после ультразвуковой очистки в ацетоне. В качестве припоя в основном используется AlSi. Для предотвращения диффузии кремния в основной металл на поверхность композитного материала можно нанести слой барьерного слоя из чистой алюминиевой фольги или выбрать припой b-al64simgbi (11.65i-15mg-0.5bi) с более низкой прочностью пайки. Диапазон температур плавления припоя составляет 554–572 ℃, температура пайки может быть 580–590 ℃, время пайки — 5 мин, а прочность соединения на сдвиг превышает 80 МПа.
Для композитов на основе алюминиевой матрицы, армированных частицами графита, в настоящее время наиболее успешным методом является пайка в печи с защитной атмосферой. Для улучшения смачиваемости необходимо использовать припой AlSi, содержащий магний.
Как и в случае вакуумной пайки алюминия, смачиваемость композитов на основе алюминиевой матрицы может быть значительно улучшена путем введения паров магния или вакуумного отсоса титана и добавления определенного количества магния.
Дата публикации: 13 июня 2022 г.