分子扩散焊接产品性能的研究

分子扩散焊铜铝复合板作为新型复合材料的一种，不仅具有铜的导电导热率、接触电阻低和外表美观等优点，也具有铝的质轻、耐腐、经济等优点，还具有结合面过渡电阻和热阻抗低、耐蚀、耐用、延展性和成型性好等综合性能，可广泛用于电子、电器、电力、冶金设备、机械、汽车、能源和生活用具等各个领域。目前，铜铝复合板生产技术美国、法国、德国等较少工业发达国家掌握，仍属于专利性的，很少有实际报道。

实验所用母材为2mm厚的紫铜T2和工业纯铝LF21，使用WZ-20真空淬火炉，采用搭接的形式对铜铝进行分子扩散焊。由于防锈铝的熔点(657℃)较低，最终分子扩散焊温度TL范围选择在500～540℃。保温时间选择在50～70min范围内。施加载荷选择在2.5～6.5MPa范围内。

真空扩散焊T2和LF21的主次因素依次为：保温时间、加热温度、施加载荷，最优水平为：保温时间60min、加热温度540℃、施加载荷4MPa，此时的焊接接头强度最大。铜比铝的扩散速度相对较快，扩散区基本分布在铝侧结合面，扩散区的硬度比母材的硬度高很多。Cu/Al接头的扩散区与铜基体界面产生了金属间化合物CuAl2，扩散区与铝基体界面产生了α(A1)+CuA12共晶体，铜与铝在扩散区实现了冶金结合。保温时间过长、加热温度过高，扩散区界面形成过多脆性化合物CuA12和过多α(A1)+CuA12共晶体，使扩散区过厚，使扩散区强度降低，需要控制扩散区中金属化合物CuAl2的形成量和共晶体α(A1)+CuA12的长大。