07
2022
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【材料课堂】金相人必知的铜管焊缝金相制备宝典！
作者：
纯铜是一种重要的有色金属功能材料，具有优异的导电、导热、耐蚀和加工性能，但熔化温度过高极大地限制了其在焊接领域的应用。在铜中加入磷可以显著降低其熔化温度，提高其钎焊工艺性能，铜磷钎料被广泛用于钎焊铜及铜合金、银及银合金、钼及钼合金等。
由于需要观察铜管的焊缝，故使用TableCUT-200 手自一体精密切割机沿其纵轴对半剖开；
TableCUT-200 手自一体精密切割机
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设备 |
TableCUT-200 手自一体精密切割机 |
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耗材 |
SiC砂轮切割片 |
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参数 |
3000rpm，0.15mm/s |
按比例配制TJ2210压克力树脂粉末和固化剂，浇注后将试样置于ThetaMount 压力冷镶嵌机中加压固化；
ThetaMount 压力冷镶嵌机
压克力树脂
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设备 |
ThetaMount 压力冷镶嵌机 |
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耗材 |
TJ2210 |
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参数 |
0.2MPa，15min |
使用Alpha -600自动磨抛机研磨试样，砂纸P800→P2500；
Alpha-600自动磨抛机
金相砂纸
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设备 |
Alpha-600自动磨抛机 |
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耗材 |
砂纸：P800；P1200；P2000；P2500 |
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参数 |
压力15N，转速130rpm，时间2min |
使用Alpha-600自动磨抛机抛光试样，使用YS抛光布配合3μm多晶金刚石抛光液粗抛；
YS-JP 白色纤维抛光布
金刚石抛光液
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设备 |
Alpha-600自动磨抛机 |
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耗材 |
YS-JP 白色纤维抛光布，3μm多晶金刚石抛光液 |
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参数 |
压力20N，转速同向150rpm，时间3min |
使用Alpha-600自动磨抛机抛光试样，使用ZN抛光布配合0.05μm二氧化硅抛光液精抛；
ZN-ZP 黑色阻尼抛光布
二氧化硅抛光液
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设备 |
Alpha-600自动磨抛机 |
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耗材 |
ZN-ZP 黑色阻尼抛光布，0.05μm二氧化硅抛光液 （添加25%氨水和3%过氧化氢） |
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参数 |
压力15N，转速同向120rpm，时间1~2min |
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设备 |
MN 60 系列显微镜 |
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耗材 |
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参数 |
50×→500×倍观察 |
铜磷焊缝 50×
铜磷焊缝 100×
铜磷焊缝 200×
铜管壁薄且强度较低，故不适用于热镶。
铜较软研磨时使用较低压力。
单纯的机械抛光很难将铜的划痕去除，故在精抛时应进行化学机械抛光，在二氧化硅抛光液中添加氨水和双氧水。
焊缝母材为纯铜，可见其含有孪晶的晶粒；铜磷焊料和母材的相互扩散层明显；焊缝组织为初生的Cu固溶体和Cu固溶体与Cu₃P的共晶组织。
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