本发明涉及铝合金蜂窝板钎焊用的钎焊钎料领域，具体的说是一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料及制备方法。
背景技术：
铝合金蜂窝板具有结构稳定性好、抗冲击和缓冲性能好的优点，现已在航空航天、飞机、列车、船舶、建筑等领域中得到广泛使用。
目前，铝合金蜂窝板的制备方式一般均是将拉伸得到的铝蜂窝芯与两侧的铝板进行焊接，常用的钎料主要是al-si共晶钎料和zn-al钎料。现有的al-si共晶钎料的熔点为577℃，钎焊高强度铝合金时（特别是500系、6000系、7000系及2000系铝合金来时，由于含mg,固相线温度低），钎料的熔点较接近母材的熔点，易造成母材过烧、溶蚀或晶粒长大，严重影响接头的力学性能。zn-al钎料比al-si共晶钎料的熔点低（382～430℃），是用于铝合金钎焊的低熔钎料。然而，现有的zn-al低熔钎料不耐腐蚀、强度低，且在高强铝合金上润湿性能较差。
因此，急需开发用于蜂窝板钎焊的耐腐蚀、高强度、低熔点的铝钎料。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的不足，本发明提供。
本发明旨在提供一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料及制备方法，作为钎料用于铝合金蜂窝板钎焊时，润湿性强、母材缺欠少，钎缝强度高。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料，由以下重量百分比的原料制成：zn90sn10：85～90%，al：2%～5%，si：0.8%～1.5%，ga：0.1%～0.5%以及qj201钎剂：4.4%～12.1%，其中的zn90sn10由带孔的zn70sn30铸锭和填充在zn70sn30铸锭孔中的zn粉组成。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的进一步优化：钎料为厚度0.15～0.8mm的箔状夹芯钎料。
一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法：在zn70sn30铸锭上钻孔，将zn、si、al、ga以及qj201钎剂混合后填充入zn70sn30铸锭的钻孔中，经挤压、辊轧后得到夹芯箔状钎料。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：包括以下步骤：
1）取柱状的zn70sn30铸锭，从zn70sn30铸锭的一端芯部朝向另一端钻孔，得到带孔zn70sn30铸锭；
2）取zn粉，并使所取zn粉的量可与步骤1）中的带孔zn70sn30铸锭组成zn90sn10，再根据zn90sn10的量取si、al、ga以及qj201钎剂；
3）将步骤2）中取到的zn粉、si、al、ga以及qj201钎剂混合均匀后填充入步骤1）中的带孔zn70sn30铸锭的孔中并压实，得到充粉铸锭；
4）将步骤3）中的充粉铸锭挤压，得到夹心带状钎料；
5）将步骤4）中的夹心带状钎料经辊轧制作成铝合金蜂窝板焊接用高强、耐蚀、低熔箔状夹芯钎料。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：步骤1）中，zn70sn30铸锭为圆柱状，在zn70sn30铸锭上所钻的孔为圆孔，圆孔的孔径为zn70sn30铸锭直径的5/6，深度为zn70sn30铸锭高度的10/11。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：zn70sn30铸锭的直径为24cm，高度为22cm，圆孔的孔径和深度均为20cm。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：步骤3）中，由圆孔的敞口端向圆孔的封闭端方向压实混合粉体，并控制混合粉体的压实密度在6.8～7.2之间。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：步骤4）中将充粉铸锭置于卧式挤压机进行等温挤压。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：挤压温度低于120℃。
作为上述高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法的进一步优化：挤压温度为室温。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明的钎料与同类钎料相比，具有高强的特点，现有的sn-zn共晶钎料可钎焊铝合金，但zn元素含量低，强度低，由zn-sn二元相图确定，当sn元素质量百分比为10%时，此时zn元素含量高，且合金熔点约在400℃左右，可满足铝合金钎焊的高强、低熔要求。但zn90sn10合金中zn含量较高，导致其硬脆性大、加工性差。而本发明由塑形较好的zn70sn30钎料合金和填充于zn70sn30铸锭钻孔中的zn粉组成zn90sn10，从而可满足加工要求。且zn与铝合金母材互溶度较大，钎焊时会增加扩散速度和深度，能有效提高接头强度；
2.本发明的钎料与同类钎料相比，具有耐蚀和低熔的特点，并且作为钎料用于铝合金蜂窝板钎焊时，具有润湿性强、母材缺欠少，钎缝强度高等特点，钎料中加入有sn、al、si、ga和qj201，sn的抗腐蚀性能是zn的3-4倍，能够明显增强zn合金的抗腐蚀性能，al一定程度上抑制钎料与母材间的互溶，增强钎料对母材的润湿性能，si能与al形成金属间化合物，使钎料具有良好的流动性及铺展性能，ga的熔点较低，约为29.76℃，可显著降低钎料的熔点；另外，ga在空气中易氧化，形成氧化薄膜阻止钎料合金继续氧化，qj201能够去除铝合金表面的氧化膜，促进钎料润湿、铺展、填缝；
3.本发明的钎料钎料钎剂一体的夹心箔状，用于炉中钎焊铝合金蜂窝板时，具有操作方便、适用性强、生产效率高的特点；
4.本发明钎料的制备采用铸锭挤压法，解决了因钎料中zn含量过高造成的钎料脆性大、加工性差的问题。
附图说明
图1为zn-al共晶钎料焊点的浸泡腐蚀形貌图；
图2为本发明实施例1的钎料焊点的浸泡腐蚀形貌图。
具体实施方式
一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料，成品为厚度0.15～0.8mm的箔状夹芯钎料，由以下重量百分比的原料制成：zn90sn10：85～90%，al：2%～5%，si：0.8%～1.5%，ga：0.1%～0.5%以及qj201钎剂：4.4%～12.1%。其中的zn90sn10由带孔的zn70sn30铸锭和填充在zn70sn30铸锭孔中的zn粉组成。
一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法：在zn70sn30铸锭上钻孔，将zn、si、al、ga以及qj201钎剂混合后填充入zn70sn30铸锭的钻孔中，经挤压、辊轧后得到夹芯箔状钎料。
具体的，本发明的制备方法包括以下步骤：
1）取直径24cm，高22cm的圆柱状的zn70sn30铸锭，从zn70sn30铸锭的一端芯部朝向另一端钻圆孔，圆孔的孔径为20cm，深度为20cm，得到带孔zn70sn30铸锭；
2）首先，由zn、sn密度算出zn70sn30的密度为7.18g/cm2，根据密度和带孔zn70sn30铸锭的体积计算出带孔zn70sn30铸锭的质量为19.849kg；由于zn90sn10是由zn70sn30和zn粉按照特定质量比例所组成，故可算出zn粉为39.699kg并称取。然后计算出zn90sn10的质量为19.849kg 39.699kg=59.548kg。最后根据zn90sn10的质量按照质量比例分别称取si、al、ga以及qj201钎剂；
3）将步骤2）中称取得到的zn粉、si、al、ga以及qj201钎剂混合均匀后填充入步骤1）中得到的zn70sn30铸锭的孔中，由孔的敞口端向封闭端的方向对混合粉体压实，压实密度在6.8～7.2之间，得到充粉铸锭；
4）将步骤3）中得到的充粉铸锭置于卧式挤压机，等温挤压挤压，得到厚度为12mm的夹心带状钎料；
5）将步骤4）中的夹心带状钎料经辊轧制作成厚度0.15～0.8mm的箔状夹芯钎料，即得到夹芯箔状的高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料。
以下以5个实施例对本发明的各元素含量进行进一步说明。
实施例1：
高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板钎焊用钎料的各成分重量百分比如下：zn90sn10：85%，al：2%，si：0.8%，ga：0.1%，qj201：12.1%。
实施例2：
高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板钎焊用钎料的各成分重量百分比如下：zn90sn10：86%，al：3%，si：0.9%，ga：0.2%，qj201：9.9%。
实施例3：
高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板钎焊用钎料的各成分重量百分比如下：zn90sn10：88%，al：4%，si：1.0%，ga：0.3%，qj201：6.7%。
实施例4：
高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板钎焊用钎料的各成分重量百分比如下：zn90sn10：89%，al：5%，si：1.2%，ga：0.4%，qj201：4.4%。
实施例5：
高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板钎焊用钎料的各成分重量百分比如下：zn90sn10：90，al：2%，si：1.5%，ga：0.5%，qj201：6%。
对以上5个实施例所得钎料与al-si共晶、zn-al共晶钎料进行以下实验比。
1、对各个实施例的钎料进行熔化温度测试，并和al-si共晶、zn-al共晶进行对比，对比结果如表1所示，本发明各个实施例的熔化温度明显低于现有技术中的al-si共晶、zn-al共晶钎料，可避免钎焊高强度铝合金时（特别是500系、6000系、7000系及2000系铝合金）易造成的母材过烧、溶蚀或晶粒长大，影响接头的力学性能的现象。
2、采用炉中钎焊的方式对各实施例制作的钎料进行钎焊，母材为6061铝合金，钎焊接接头为对接接头，钎焊后对各自接头进行抗拉强度测试，测试结果如表2所示。本发明各个实施例的抗拉强度与al-si共晶相当，并远远高于zn-al共晶。
3、采用不同钎料在6061铝合金板上钎焊一个同样重量的焊点（约5克），在3%的盐水中浸泡100h，看其腐蚀前后的失重，失重情况如表3所示，本发明中各个实施例的失重情况相比于al-si共晶、zn-al共晶明显减轻。
4、取实施例1焊点和znal共晶焊点的浸泡腐蚀形貌进行对比，如图1及图2，可见本发明的耐蚀程度相比于现有技术中的znal共晶钎料大大提高。
1.一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：zn90sn10：85～90%，al：2%～5%，si：0.8%～1.5%，ga：0.1%～0.5%以及qj201钎剂：4.4%～12.1%，其中的zn90sn10由带孔的zn70sn30铸锭和填充在zn70sn30铸锭孔中的zn粉组成。
2.根据权利要求1所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料，其特征在于：钎料为厚度0.15～0.8mm的箔状夹芯钎料。
3.权利要求1或2所述的任意一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：在zn70sn30铸锭上钻孔，将zn、si、al、ga以及qj201钎剂混合后填充入zn70sn30铸锭的钻孔中，经挤压、辊轧后得到夹芯箔状钎料。
4.根据权利要求3所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）取柱状的zn70sn30铸锭，从zn70sn30铸锭的一端芯部朝向另一端钻孔，得到带孔zn70sn30铸锭；
2）取zn粉，并使所取zn粉的量可与步骤1）中的带孔zn70sn30铸锭组成zn90sn10，再根据zn90sn10的量取si、al、ga以及qj201钎剂；
3）将步骤2）中取到的zn粉、si、al、ga以及qj201钎剂混合均匀后填充入步骤1）中的带孔zn70sn30铸锭的孔中并压实，得到充粉铸锭；
4）将步骤3）中的充粉铸锭挤压，得到夹心带状钎料；
5）将步骤4）中的夹心带状钎料经辊轧制作成铝合金蜂窝板焊接用高强、耐蚀、低熔箔状夹芯钎料。
5.根据权利要求4所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，zn70sn30铸锭为圆柱状，在zn70sn30铸锭上所钻的孔为圆孔，圆孔的孔径为zn70sn30铸锭直径的5/6，深度为zn70sn30铸锭高度的10/11。
6.根据权利要求5所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：zn70sn30铸锭的直径为24cm，高度为22cm，圆孔的孔径和深度均为20cm。
7.根据权利要求5所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：步骤3）中，由圆孔的敞口端向圆孔的封闭端方向压实混合粉体，并控制混合粉体的压实密度在6.8～7.2之间。
8.根据权利要求4所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：步骤4）中将充粉铸锭置于卧式挤压机进行等温挤压。
9.根据权利要求8所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：挤压温度低于120℃。
10.根据权利要求9所述的一种高强、耐蚀、低熔的铝合金蜂窝板用钎料的制备方法，其特征在于：挤压温度为室温。
技术总结