本發(fā)明屬于釬焊材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅鋁釬料。
背景技術(shù)：
進入二十一世紀以來，隨著低碳經(jīng)濟的發(fā)展，大眾交通工具輕量化、以鋁代鋼的趨勢十分明顯。汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體、底盤結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動機零部件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂等都有用鋁材制造。平均每輛汽車需要鋁加工品100公斤以上，且全鋁汽車快速發(fā)展，高速軌道車輛(高速列車)的高強度鋁合金結(jié)構(gòu)件用量占整車材料總量的70％，民航機上用的鋁合金結(jié)構(gòu)件占整機材料的80％。其他交通設備如航空、航天器，各種小型民用車輛的制造業(yè)也大量需要各種鋁合金結(jié)構(gòu)件。工業(yè)用鋁合金的總量于2009年已超過200萬噸，僅汽車行業(yè)的用量就達到130萬噸。在上述設備所用鋁合金結(jié)構(gòu)件中，大約有15～20％的鋁合金結(jié)構(gòu)件經(jīng)過釬焊加工構(gòu)成，按照1％的釬焊平均耗材率計算，鋅鋁釬料的需求量約為3000～4000噸。
釬焊方法是流水線釬焊工藝，且其成本低、生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量優(yōu)于熔焊，是極具應用潛力的方法，但目前接頭質(zhì)量和可靠性仍有待提高。以制冷行業(yè)為例，為將銅制蒸發(fā)器和鋁制冷凝管連接起來。目前一般采用外購電阻焊鋁/銅管接頭，再通過釬焊法將鋁/銅管的銅端與銅制蒸發(fā)器、鋁端鋁制冷凝管連接起來。相對而言，鋁銅管直接釬焊是更方便快捷、成本更低的方法，然而鋁銅釬焊接頭強度低、抗腐蝕性不佳的特點制約了其應用。已報道的鋁/銅釬焊釬料包括Al-Si基、Sn-Zn基和Zn-Al基。Al-Si基釬料釬焊鋁/銅時，易生成大量的CuAl2和Cu3Al2脆性化合物，接頭強度低(剪切強度約20～30MPa)，且其釬焊溫度高，焊接時鋁母材易熔化；Sn-Zn基釬料用于鋁/銅軟釬焊可獲得剪切強度40MPa以上的釬焊接頭，但在水中或鹽水中浸泡1～4周便會發(fā)生脫落；Zn-Al基釬料與Sn-Zn基釬料相比，抗腐蝕性好得多，而熔點較Al-Si基釬料又低得多，適用于制冷行業(yè)最常用的火焰釬焊方法。目前市場上各種Zn-Al基釬料的問題仍在于釬焊強度低，接頭剪切強度僅30～40MPa左右，抗腐蝕性差，接頭可靠性不能得到保證。制冷設備使用時，若鋁銅管接頭發(fā)生泄漏，有毒的制冷劑可能造成人身傷害，因此制冷部件的可靠性極為重要。在其它如電力、汽車行業(yè)設備上，接頭失效會導致“打火”現(xiàn)象，可能引發(fā)事故，這些都限制了鋁銅釬焊技術(shù)的應用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種鋅鋁釬料，該鋅鋁釬料具有焊接強度高與抗腐蝕性好的優(yōu)點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種鋅鋁釬料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 18～24％、Si 4～8％、Cu 5～10％、P 0.4～2％、MgF20.02～0.16％與Ti 0.05～0.4％，余量為鋅。
進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 20～24％、Si 5～8％、Cu 6～9％、P 0.8～1.8％、MgF20.04～0.15％與Ti 0.1～0.3％，余量為鋅。
進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 22％、Si 7％、Cu 8％、P 1.4％、MgF20.11％與Ti 0.2％，余量為鋅。
進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 18％、Si 8％、Cu 9％、P 2％、MgF20.16％與Ti 0.4％，余量為鋅。
進一步，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 24％、Si 4％、Cu 5％、P 0.4％、MgF20.02％與Ti 0.05％，余量為鋅。
本發(fā)明的一種鋅鋁釬料制備方法，包括以下步驟：
(1)將成分為Al、Si、Cu、P、MgF2與Ti的釬料箔以及鋅粉按照上述比例加入到真空非自耗電弧爐中，將爐內(nèi)抽成真空，真空度為2×10-3Pa，然后向爐內(nèi)沖入壓強為0.12MPa的氬氣作為保護氣體；
(2)打開電弧爐電源向原料中打入電弧，對原料進行熔煉，調(diào)節(jié)電流使原料以每秒20℃的速率升溫，熔煉過程中通過電弧產(chǎn)生的推力攪拌熔融合金，熔煉溫度上升至1100～1200℃后，切斷電弧爐電源自然冷卻；
(3)將熔煉后的原料取出并翻轉(zhuǎn)后重新送入電弧爐，按照上述方法再進行1至2次熔煉；熔煉結(jié)束后，得到的合金自然冷卻；
(4)將冷卻后的合金塊取出，置于乙醇與丙酮的混合溶劑中超聲波清洗，去除合金塊表面的殘雜和氧化膜；
(5)將清洗過的合金塊晾干后放入單輥熔體快淬設備的石英管內(nèi)，加熱使合金塊熔化，然后將熔化后的合金通過設備的噴嘴噴至輥輪上，經(jīng)甩帶制成鋅鋁釬料。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明鋅鋁釬料，其中加入P與MgF2可提高釬料的電極電位，提高抗腐蝕性。由于鋁/銅接頭的電化學腐蝕發(fā)生在焊縫與Cu母材的界面上，對于搭接接頭，該界面被釬料形成的接頭圓角覆蓋，因而釬料抗腐蝕性的改善將使接頭抗腐蝕性能提高。
2、本發(fā)明提供的Zn-Al釬料熔化溫度低(470℃左右，低于Al-Si共晶釬料熔點近100℃)，無需使用釬劑即可用于低熔點鋁合金的釬焊，接頭焊后熱處理，可獲得很高的釬焊強度和良好的抗腐蝕性。
3、Ti作為鋅鋁合金常用的晶粒細化劑，可細化焊縫和界面組織的晶粒。采用先制備Zn-Al普通釬料，然后再轉(zhuǎn)化制備Zn-Al急冷釬料的方法，不僅使整個制備工藝過程簡單化，而且還可先篩選工藝性能、力學性能良好的Zn-Al普通釬料。
具體實施方式
實施例1
一種鋅鋁釬料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 22％、Si 7％、Cu 8％、P 1.4％、MgF20.11％與Ti 0.2％，余量為鋅。
鋁/銅釬焊采用高頻感應釬焊方式進行，搭接長度5mm，釬焊時間為35s左右，釬縫間隙0.2mm，焊后空冷。接頭腐蝕試驗通過人造海水(成分為2.7％NaCl+0.1％KCl+0.1％CaCl2+0.6％MgCl2+H2O，溫度(20±3)℃)中浸泡30天實現(xiàn)。接頭腐蝕后的剪切強度為67.8MPa，腐蝕前的剪切強度為70.3MPa。
實施例2
一種鋅鋁釬料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 18％、Si 8％、Cu 9％、P 2％、MgF20.16％與Ti 0.4％，余量為鋅
鋁/銅釬焊采用高頻感應釬焊方式進行，搭接長度5mm，釬焊時間為35s左右，釬縫間隙0.2mm，焊后空冷。接頭腐蝕試驗通過人造海水(成分為2.7％NaCl+0.1％KCl+0.1％CaCl2+0.6％MgCl2+H2O，溫度(20±3)℃)中浸泡30天實現(xiàn)。接頭腐蝕后的剪切強度為66.6MPa，腐蝕前的剪切強度為68.3MPa。
實施例3
一種鋅鋁釬料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 24％、Si 4％、Cu 5％、P 0.4％、MgF20.02％與Ti 0.05％，余量為鋅。
鋁/銅釬焊采用高頻感應釬焊方式進行，搭接長度5mm，釬焊時間為35s左右，釬縫間隙0.2mm，焊后空冷。接頭腐蝕試驗通過人造海水(成分為2.7％NaCl+0.1％KCl+0.1％CaCl2+0.6％MgCl2+H2O，溫度(20±3)℃)中浸泡30天實現(xiàn)。接頭腐蝕后的剪切強度為67.5MPa，腐蝕前的剪切強度為71.5MPa。
實施例4
一種鋅鋁釬料，按照重量百分數(shù)計算，包括以下原料制成：
Al 20％、Si 8％、Cu 10％、P 1.2％、MgF20.04％與Ti 0.026％，余量為鋅。
鋁/銅釬焊采用高頻感應釬焊方式進行，搭接長度5mm，釬焊時間為35s左右，釬縫間隙0.2mm，焊后空冷。接頭腐蝕試驗通過人造海水(成分為2.7％NaCl+0.1％KCl+0.1％CaCl2+0.6％MgCl2+H2O，溫度(20±3)℃)中浸泡30天實現(xiàn)。接頭腐蝕后的剪切強度為66.8MPa，腐蝕前的剪切強度為70.6MPa。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。