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机械合金化法制备Ag-Cu基中温合金钎料工艺研究
随着科技的发展，中温合金钎料在工业生产上的应用越来越广泛，其中Ag-Cu基中温合金钎料也因其良好的性能而备受关注。机械合金化法是一种制备中温合金钎料的有效方式，可以通过球磨仪将金属粉末混合并激发其反应活性，使其逐渐转化为合金材料。本文将介绍机械合金化法制备Ag-Cu基中温合金钎料的工艺流程和性能特点。
一、制备方法
1.原料准备：由于Ag-Cu合金的比例对于其性能有着重要的影响，因此选取合适的Ag-Cu比例是决定成功制备合金钎料的关键。根据实验结果，选取70%Ag-30%Cu作为最佳配比。
2.球磨：采用高能球磨仪将选取的Ag和Cu粉末混合，以提高反应速率和均匀性。球磨过程中，可加入少量的Co、Ti等其他金属元素以提高合金的性能。球磨过程中的参数可以根据需要进行调节，例如转速、球磨时间和球磨介质。一般而言，球粒径的逐渐缩小对于提高反应速率和优化合金的晶体结构有着重要的作用。球磨时间约为10~20小时。
3.热处理：将球磨后的粉末经过压制成块，再进行热处理。热处理温度和时间根据Ag-Cu合金的相图以及合金中掺杂的其他元素来确定。通常预热到600℃，保温时间为2小时，继而升温到850℃，保温时间约为4小时，最后进行冷却处理。
4.烧结：经过热处理后，将样品进行烧结处理。烧结温度和时间也可以根据实际情况来确定。烧结的过程中，必须注意样品不能受到过度热处理以及过度压缩。一般烧结温度选择在850℃左右，保温时间为2小时左右。
5.冷却：进行完烧结后，将样品慢慢降温至室温，最后进行表面清洁和抛光处理即可。
二、性能测试
通过机械合金化法制备出来的Ag-Cu基中温合金钎料具有较好的性能，具体表现在以下几个方面：
1.高温抗氧化性能：烧结后的样品在高温气氛条件下的抗氧化性能明显高于单独的Ag或Cu材料。这是由于合金化后，Ag-Cu合金在高温下会形成一层致密的氧化物层，为下一步钎焊工艺提供了基础保障。
2.强度和韧性：在热膨胀系数相似、热源的化学性质基本相同的情况下，与其他合金相比，Ag-Cu合金钎料具有较好的强度和韧性。这是由于Ag-Cu合金具有优异的结晶构筑，优化了合金的粒度和晶界。
3.焊接性能：Ag-Cu合金钎料和多种金属之间的融合性能非常好，例如Al、Ni和钢等。通过对比实验，发现Ag-Cu基钎料配合其他垫片的钎焊接头的强度和韧性都具有较好的表现。
综上所述，机械合金化法制备Ag-Cu基中温合金钎料的工艺具有操作简单，成本较低，合金化程度高等诸多优点，为制备高质量中温合金钎料提供了一种有效的途径。