本发明涉及金属材料类及冶金领域，具体涉及一种含in、li、zr和la的低银钎料及其制备方法和用途。
背景技术：
随着国内外严格限制含有有害元素镉的钎料在工业中的使用，特别是家电行业，工业中开始广泛采用含银较高的银钎料作为替代。随着生活水平的日益提高，以空调、冰箱等为代表的制冷电器需求量越来越大，用于压缩机和制冷管路的银钎焊材料需求量也越来越大。目前，制冷等行业中铜与铜合金、铜与邦迪管等异种材料钎焊一般都采用含银量比较高的钎料，比如：含银20％的bcu75pag和含银25％的bag25cuznsn钎料。
再如，公开号为cn106216878a的发明专利公开了一种无镉银钎料，其化学成分按质量百分比分别配比为：银(ag)占无镉银钎料总质量的33％—35％，铜(cu)占无镉银钎料总质量的34％—36％，锌(zn)占无镉银钎料总质量的23％-27％，锡(sn)占无镉银钎料总质量的0.25％-0.5％，镍(ni)占无镉银钎料总质量的0.2％-1％，锰(mn)占无镉银钎料总质量的0.5％-1.5％。
虽然上述的技术方案其本身没有采用有害元素镉(cd)，使银钎料符合了欧盟rohs指令的要求，同时又具备了接头韧性强，融化范围适中，润湿性和填充性好等优点。但是银的用量占到了三分之一，银为贵金属，是国家重要的战略金属，大量高银钎料的使用，不仅提高了工业产品的生产成本，而且导致白银消耗量的急剧增大，国家资源难免浪费，无法得到合理利用，因此研究开发一种含有量较低，但熔点低，润湿性好，可广泛替代高银钎料的磷铜钎料，具有重要的实际工业应用意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含银量低，熔点低，润湿性好，强度高，钎焊性能好，可替代含银20％的bcu75pag和含银25％的bag25cuznsn的低银钎料。为了达到上述目的，本发明一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：
3％-5％的ag，
6％-8％的p，
0.05％-2.5％的in，
0.05％-2.5％的li，
0.005％-0.1％的zr，
0.005％-0.1％的la，
余量为cu。
一方面，本发明添加合金元素in、li，可显著降低钎料的起始熔化温度，并提高钎料的润湿性能和铺展性能。另一方面，合金元素zr，能够改变和细化钎料合金的组织，并起到孕育剂的作用，增加钎料的强度、韧性，提高了钎料的钎焊工艺性能，但zr的含量不能过高，zr的含量超过1.5％，会使钎料合金的熔化温度升高、硬度增加，导致不利于钎料的进一步加工成型。再一方面，本发明添加稀土元素la，能够降低钎料的熔化温度，提高钎料的活性，从而提高钎料的润湿性能和铺展性能，同时，稀土元素la的添加能够抑制cu3p脆性化合物相的过多生成，能够提升铜磷合金钎料的塑性和加工性能。
进一步的，含in、li、zr和la的低银钎料的原料组成及其重量百分比含量为：
3.5％-4.5％的ag，
6.5％-7.5％的p，
0.1％-0.25％的in，
0.1％-0.25％的li，
0.005％-0.1％的zr，
0.005％-0.1％的la，
余量为cu。
进一步的，含in、li、zr和la的低银钎料的原料组成及其重量百分比含量为：
4％的ag，
7.5％的p，
0.25％的in，
0.25％的li，
0.01％的zr，
0.01％的la，
余量为cu。
本发明还相应的公开了上述的含in、li、zr和la的低银钎料的一种制备方法，包括如下步骤：将银锭、电解铜、金属in、金属zr以及稀土la按配比作为原料，采用冶炼、浇筑或水平连铸方式得到铸棒，然后通过挤压、拉拔，即得到丝材，再将丝材加工成所需形状的焊料。
本发明还相应的公开了上述的含in、li、zr和la的低银钎料的另一种制备方法，包括如下步骤：将金属in，金属li，金属zr，分别预炼成合金，然后加入磷铜合金中冶炼、浇筑，再通过挤压、拉拔即得到丝材，再将丝材加工成所需形状的焊料。
进一步的，在上述两种制备方法中，所述焊料为焊条、焊丝、焊环、薄带或焊片中的至少一种。
在上述制备方法的基础上，优选的，所述的低银钎料通过加入钎剂，制备为药芯钎料。
本发明还相应的公开了上述的含in、li、zr和la的低银钎料用于铜与铜合金、铜与邦迪管钎焊的用途。具体的，所述的邦迪管为镀镍邦迪管或镀锌邦迪管；钎焊的方式为火焰钎焊、炉中钎焊或高频感应钎焊。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、贵金属白银含量大幅减少，比含银20％的bcu75pag和含银25％的bag25cuznsn钎料等银钎料减少白银含量15％以上，大大降低了生产成本，节约了贵金属白银的用量；
2、本发明的熔化温度为625℃-705℃，明显低于部分银钎料和常用的铜磷钎料，钎焊时可降低钎焊温度，防止母材的过热或过烧；
3、本发明的钎料塑性好，加工制备方便，容易大批量生产，可加工成各种规格、尺寸的焊条、焊丝、焊环、薄带、焊片等，也可通过加入钎剂，获得药芯钎料；
4、钎料的抗拉强度可达535-585mpa；钎焊铜接头其抗拉强度为250-300mpa，抗剪强度为170-210mpa，可广泛应用于制冷、机械、机电、电器、压缩机等行业的电阻钎焊、火焰钎焊以及高频感应钎焊。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3％ag，6％p，0.05％in，0.05％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为705℃，钎料抗拉强度为：540mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：255mpa，抗剪强度为：180mpa。
实施例2
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3％ag，6.5％p，0.1％in，0.1％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为695℃，钎料抗拉强度为：545mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：250mpa，抗剪强度为：185mpa。
实施例3
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3％ag，6.5％p，0.05％in，0.05％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为690℃，钎料抗拉强度为：548mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：266mpa，抗剪强度为：188mpa。
实施例4
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3.5％ag，7％p，0.05％in，0.05％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为688℃，钎料抗拉强度为：550mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：270mpa，抗剪强度为：195mpa。
实施例5
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3.5％ag，7％p，0.25％in，0.25％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为646℃，钎料抗拉强度为：535mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：250mpa，抗剪强度为：170mpa。
实施例6
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：3.5％ag，7.5％p，0.05％in，0.1％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为677℃，钎料抗拉强度为：555mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：275mpa，抗剪强度为：198mpa。
实施例7
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4％ag，7.5％p，0.1％in，0.1％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为671℃，钎料抗拉强度为：560mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：281mpa，抗剪强度为：201mpa。
实施例8
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4％ag，7.5％p，0.25％in，0.25％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为625℃，钎料抗拉强度为：545mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：264mpa，抗剪强度为：183mpa。
实施例9
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4％ag，8％p，0.1％in，0.1％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为667℃，钎料抗拉强度为：566mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：288mpa，抗剪强度为：204mpa。
实施例10
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4％ag，8％p，0.15％in，0.15％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为664℃，钎料抗拉强度为：568mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：298mpa，抗剪强度为：208mpa。
实施例11
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4％ag，8％p，0.2％in，0.2％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为650℃，钎料抗拉强度为：570mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：300mpa，抗剪强度为：210mpa。
实施例12
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4.5％ag，8％p，0.15％in，0.15％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为655℃，钎料抗拉强度为：575mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：296mpa，抗剪强度为：206mpa。
实施例13
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：4.5％ag，8％p，0.15％in，0.15％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为645℃，钎料抗拉强度为：570mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：294mpa，抗剪强度为：204mpa。
实施例14
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：5％ag，8％p，0.15％in，0.15％li，0.01％的zr，0.01％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为650℃，钎料抗拉强度为：578mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：294mpa，抗剪强度为：204mpa。
实施例15
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：5％ag，8％p，0.15％in，0.15％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为648℃，钎料抗拉强度为：574mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：288mpa，抗剪强度为：197mpa。
实施例16
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：5％ag，8％p，0.25％in，0.25％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为625℃，钎料抗拉强度为：563mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：268mpa，抗剪强度为：178mpa。
实施例17
一种含in、li、zr和la的低银钎料，其原料组成及其重量百分比含量为：5％ag，8％p，0.25％in，0.25％li，0.005％的zr，0.005％的la，余量为cu。
上述成分配比得到的“一种含in、li、zr和la的低银钎料”，熔化温度为625℃，钎料抗拉强度为：563mpa，钎焊铜接头的抗拉强度为：268mpa，抗剪强度为：178mpa。
本发明的配方设计合理，生产成本低，性价比，钎料熔化温度合适，润湿性、流动性好，钎焊接头表面光洁，机械强度高，钎焊工艺性能优良，质量稳定，一致性好，各项钎焊性能指标与含银20％的bcu75pag和含银25％的bag25cuznsn钎料相当。
需要说明的是，该专利文件中出现的各种金属元素均以元素符号代之，本领域技术人员应当将其理解为相对应的金属元素，不应做其他解释。为将解释方向固定，将各个元素符号对应的金属名字列举如下：ag(银)，p(磷)，in(铟)，li(锂)，zr(铟)，la(镧)，cu(铜)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。