关于铍的钎焊

关于铍的钎焊
铍是一种比较轻稀有金属。用金属钙和钾分别氧化铍可以获得金属铍。铍的密度低,仅为铝的70%,钛的40%;熔点较高(1283℃);比弹性模量大,是不锈钢的6倍。铍的比强度大,比钢大4倍,铍同其他金属相比,在430~460℃范围内,瞬间比强度最高。铍具有高机械减振能量,高效率共振性能和良好的导热性,热导率仅次于金、银铜和铝。另外,铍具有较高的吸热能力,高温尺寸与性能变化程度小;而且铍的溶解热很大,是铝的3倍,镁的6倍,铁的4.5倍。铍的中子吸收截面小;穿透X射线的能力比铝高16倍;铍属于非磁性,加工时不冒火星,是其他任何金属或合金所无法比拟的。因此铍在军事工业、原子能工业等重要邻域得到广泛的应用,并且也是光学仪器,X射线窗口、电子显微镜、仪器仪表、汽车工业及家用电器等民用工业的重要材料。
铍的不足之处就是在温室下的塑性差,脆性大,特别是铸态铍的脆性更为突出。但是,经过退火后,可迅速提高铍的塑性。为此必须提高铍的纯度,因为除了Al、Si外,将其他元素加入铍均会使铍的脆性增加,铍的纯度越高,其力学性能越好。在铍合金中,主要是Be-Al合金,因为Al不会是Be脆化。Be-Al合金中含有57%~75%(质量分数)的铍,具有较高的弹性
模量,比铝低得多的密度,容易压力加工和切削加工。含38%(质量分数)铝的洛克合金,可用于火箭的加强结构和飞机的复翼材料。
钎焊铍时,必须注意以下几点:
1.铍的化学活性介于镁和铝之间。温室下铍表面在空气中就能生成一层致密的氧化膜,此氧化铍在温室和较高温度下都很稳定和致密。高温下,铍和空气中的氮反映生成BeN2。因此自爱钎焊前必须去除铍表面上的氧化膜,并且在钎焊过程中要防止氧化铍和氮化铍的形成
2.铍的活性极强。铍只与少数金属,如Al、Si、Ga等不形成化合物,与银在低于851℃可能不形成化合物相,而与其他所有金属元素都能形成多种金属间化合物相。就在为铍钎焊时的钎料选择制造了种种障碍。
Al和Be的相互溶解度极低,只有在ω(Be)=0.87% 时形成简单共晶体,熔点645℃。Be-Si相图的情况相似,Be和Si互不溶解,只由在Si质量分数为61% 时形成熔点为1090℃的简单共晶体。因此用铝和铝硅钎焊铍时,在钎料和铍的界面上不会因反应而形成脆性的金属
间化合物相。根据Ag-Be相图,在该合金中有一个β相,其化学式为AgBe2,晶体结构为面心立方晶格常数为0.6299nm,它位于851~1011℃区间内;低于851℃,β相可能不复存在。因此在较低温度下,Ag同Be可能不形成脆性相。
铍的表面准备:
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1.铍的化学腐蚀:将常规除油的铍零部件用下列方法进行化学腐蚀,可去除表面较厚的氧化膜:①在煮沸的质量分数为75%磷酸+5%硫酸+20%水溶液中浸数秒,再在质量分数为7%的铬酸中浸数秒。②在质量分数为40%硝酸+2%和58%水溶液中于温室下浸制1mm。③用质量分数为50%+50%水漂洗越10,min。④在质量分数为15%硫酸+15%甘油+15%乙醇+55%正磷酸的冷溶液内进行电化学抛光,电流密度约为2A/cm2
2.2013浙江理综铍的电镀:酸洗后的铍片在大气中仍然会生成一层薄的氧化膜如在800℃以下进行钎焊,钎料很难润湿,因此有时需对钎焊部位进行电镀镍。在镀镍前需先镀一层铜(套铜),然后再镀镍。其主要工艺:
镀铜配方:氰化亚铜(CnCN)45~55g/L、[NaCN(游离)]10~15g/L、碳酸钠(NACO萧子升3)20g/L、水(H2O)1L。
镀覆铍片时,将溶液加温到40~45℃,电流和时间根据铍片大小实际情况而定。铍片从溶液中取出后,立即用质量分数为5%H2SO4溶液浸洗,再用自来水冲洗干净,准备镀镍。
化学腐蚀后的铍片也可进行浸锌处理后再电镀。浸锌处理是在铍表面生成一层薄层均匀的锌膜。浸锌处理的配方和溶液:①在500gNaOH+100g ZnO溶液中于21℃温度下浸30min。②在760g ZnSO中国论文资源库4·7H2O+12g氟化钾溶液中与21℃温度下浸7~15S,此时溶液的pH值为3.0。③在43g ZnSO4·7H2O+200g无水焦磷酸钠溶液中于80℃温度下浸5min,此时溶液的pH值为7.5~8。④在30g氧化锌,15g氟化钾+25g硫酸溶液中与27℃温度下浸10S。
浸泡后的零件用自来水冲洗干净。浸锌处理后的锌膜如果不均匀,需退除原有锌层,重新浸锌处理。浸锌处理后的镀片准备电镀。
建设档案管理镀镍溶液配方:硫酸镍(NiSO·7H2O)150~170g/L、硫酸钠(Na2SO4·10H2O)80~100g、硼酸(H3BO3)25~30g/L、氯化钠(NaCl)5~8g、氟化钠(NaF)5~8g/L。
先在清洗干净的容器内加入1L自来水,加温至50~100℃,称取硼酸放入1L的热水中,溶
完为止;而后称取硫酸镍、硫酸钠、氯化钠,分别加入已溶解的硼酸溶液中,到溶完为止。溶液经过过滤及电解处理后,用中性试纸测定pH在5~5.4范围内。溶液温度为25~35℃,电流密度和电镀时间根据实际情况而定(电流不要太大,时间不要超过5min)。铍片为负极,正极(镍片)放在下面进行镀镍。在镀镍过程中,若导电不良,可加入少量氯化钠以增加导电性;若溶液产生沉淀,可每小时加入0.0017L双氧水(H2O2)来改善电镀液。镀镍后可用银基、钯基、铝基等钎料进行钎焊。mtx
钎焊铍用材料:
使用铝基钎料,如纯铝和BAl88Si钎焊铍时,因铝和硅不会同铍在界面处形成脆性化合物相,所以可产生较高的接头强度。
Al-0.5Li钎料和BAl68SiMg钎料中的Li和Mg可提高钎焊的润湿性。Li和Mg在钎焊过程中挥发,因此不会影响钎焊接头的性能。铝基钎料的毛细流动能力差,建议将钎料预置在接头内,用铝基钎料钎焊的零部件的使用温度不得超过149℃;用Ag72Al钎料钎焊的铍接头也能取得较好的强度,但零部件的使用温度与铝基钎料钎焊的相同。
对于较高温度下工作的零部件,必须用银基钎料。银在熔化温度下与铍产生反应形成脆性的β相,为此必须降低银的熔点,故用于钎焊铍的的银基钎料均为含铜的银合金,因为铜可降低银的熔点。铜与铍会形成多种金属间化合物,因此用含铜的银钎钎焊铍时,在钎料与铍接触的界面上,可产生金属间化合物相,降低钎焊接头的强度。为了尽量减少形成金属间化合物的可能性,应采取以下措施:

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