JPH0148117B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0148117B2
JPH0148117B2 JP13001384A JP13001384A JPH0148117B2 JP H0148117 B2 JPH0148117 B2 JP H0148117B2 JP 13001384 A JP13001384 A JP 13001384A JP 13001384 A JP13001384 A JP 13001384A JP H0148117 B2 JPH0148117 B2 JP H0148117B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
flux
alf
weight
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP13001384A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS619995A (en
Inventor
Katsuhisa Ito
Masayasu Toyoshima
Keizo Nanba
Yasunaga Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Light Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority to JP13001384A priority Critical patent/JPS619995A/en
Publication of JPS619995A publication Critical patent/JPS619995A/en
Publication of JPH0148117B2 publication Critical patent/JPH0148117B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

技術分野 本発明は、アルミニウム(アルミニウム合金を
含む)材のろう付けに用いられるフラツクスの組
成に関するものである。 従来技術 接合すべきアルミニウム材の要素間に当該要素
材の融点よりも低い融点をもつアルミニウムのろ
う合金層を介在させて、接合を行なうフラツクス
ろう付けには、一般的に塩化物を主成分とするフ
ラツクスが大気中で用いられている。これらのフ
ラツクスは、本質的に水溶性であり、一般的に吸
湿性であり、水の存在下でアルミニウムろう合金
を含めてアルミニウムを腐食する。したがつてそ
のようなフラツクスのろう付け残留物は、ろう付
け工程後に洗浄して除去しなければならない。 フラツクスを用いないでろう付けを行なうフラ
ツクスレスろう付け法として、真空ろう付け法あ
るいは不活性雰囲気ろう付け法等が既に知られて
いるが、これらは高真空あるいは高純度の不活性
ガスと共に、被接合材もしくはろう合金に特殊な
アルミニウム材料を必要とする。更にはフラツク
スろう付け法と比べると、ろう付け部のクリアラ
ンスに、よりきびしい精度が要求される点で劣
る。 また、ろう付け後、実質上水に不溶解であり、
非吸湿性でかつアルミニウムに対して非腐食性の
残渣をろう付け面に残すフツ化物フラツクスも知
られている。 すなわち、英国特許第1055914号明細書により、
AlF3とKFとを混合したフラツクスが提案されて
いる。更に、特公昭58−27037号公報により、ろ
う付け前において非吸湿性であり、ろう付け後に
おいて実質的に不水溶性であるフラツクスとし
て、KAlF4とK3AlF6とから成るフラツクスが提
案されている。このフラツクスは、KFとAlF3
原料としてこの混合物を溶融後の凝固物を粉砕し
て得られるものであり、凝固物にはKAlF4
K3AlF6が生成している。原料成分のKFとAlF3
の比率は、可及的に両成分の共晶組成に近付ける
ことを推奨している。 このように、ろう付け前の状態でKF−AlF3
は、K3AlF6−KAlF4あるいはK3AlF6−AlF3
しくはKAlF4、ろう付け後の状態でK3AlF6
KAlF4又はKAlF4の実質的な化学式あるいはそ
の組合せで示されるこれらのフツ化物フラツクス
は、従来の塩化物系フラツクスが有する利点はも
ちろんのこと、更に残渣が非吸湿性でアルミニウ
ムに対して非腐食性であるため、ろう付け後の洗
浄が不要であるという大きな利点を有する。ま
た、これらフラツクスはいかなる形でもろう付け
に適用可能であり、特にトーチろう付けや炉中ろ
う付けに適している。 しかし、これらのフラツクスは、作用温度が塩
化物系フラツクスよりやや高くなつて良好な接合
部が得難いという欠点があつた。 ろう付けにおけるフラツクスの作用機構は十分
には解明されていないが、フラツクスとしては、
一般には、ろう合金の溶融の始まる前にフラツク
スが溶融してろう付け面を覆い、表面酸化膜の破
壊除去を行なうとともに、母材のぬれ性を高め、
ろう合金のろう付け面への流動を助け、また、空
気との接触を遮断して再酸化を防止する性能を有
するものが必要である。したがつて、フラツクス
の作用温度を適度に低下させることは、ろう付け
において有意義である。 目 的 本発明の目的は、アルミニウム材のろう付け用
フラツクスとして、従来のフツ化物系フラツクス
よりもフラツクスの作用温度が低く、これによつ
てフラツクスレス不活性ガス雰囲気ろう付け法、
塩化物系フラツクスによる炉中ろう付け法と同様
に良好な接合部を形成することができるととも
に、実質上、不水溶性かつ非吸湿性を保有する、
フツ化物系フラツクスを提供することにある。 構 成 本発明は、実質上、K3AlF660〜70重量%、
AlF327〜37重量%及びPbF20.1〜10重量%より成
る混合物、又は該混合物の溶融凝固物を粉砕して
得た物から成る、アルミニウム及びアルミニウム
合金材のろう付け用フラツクスである。 ここで「実質上」と称したのは、原料として用
いられるフツ化物が必ずしも純度の高いものであ
る必要がなく、一般の市販のフツ化物より混入す
る程度の不純物は許容され、ただ純物質としての
K3AlF6、AlF3、PbF2に換算した場合の3物質の
重量比率のみが、本発明フラツクスとしての作用
上重要であるからである。 PbF2無添加フラツクスにおける実質的な
K3AlF6とAlF3の重量比率の好ましい値は既知の
文献(たとえばB.PhillipsらJ.Amer.Ceram.Soc.
Vol.49(1966)632ページ)のKF−AlF3系2元状
態図より容易に理解することができ、これに示す
ように共晶組成すなわちKF45.8重量%−
AlF354.2重量%(KF55モル%−AlF345モル%)
ないしはその前後に相当する比率である。 本発明は、実質上この重量比率となる混合物あ
るいは溶融混合物99.9〜90重量%に対し、更に
PbF20.1〜10重量%の添加を行なつた場合、改良
が著しい。 PbF2の添加量が規定する下限値より少ないと、
所期の効果はなく、上限値を越えて多く添加する
と、フラツクスの作用温度が上昇して、ろう付け
に対して好ましくない。 なお、作用温度以上で解離したPbは、ろうの
表面張力を低下させる効果を有し、ろう付け性を
高める。 既知のフツ化物フラツクスは混合したままで、
あるいは混合後溶融し、凝固物を粉砕して調製す
ることができるが、本発明のフラツクスも同様に
各種の調製法を採用できる。 次に実施例及びそれによる効果について述べ
る。 実施例 1 工業用K3AlF6と工業用AlF3を用いてそれぞれ
の純度を考慮に入れて、実質的にはK3AlF667.87
重量%−AlF332.13重量%の比率となるように混
合し、これを溶融(溶融温度は共晶温度562℃の
100℃程度上を目標とした)して調製したフラツ
クスと、同じく両成分にPbF2を添加して実質的
にはK3AlF667.75重量%−AlF332.07重量%−
PbF20.18重量%、の比率となるように混合して、
これを溶融して調製したPbF2添加フラツクスと
について、それぞれの作用温度を次の方法によつ
て測定した。 すなわち、調製した両フラツクスを一定量白金
ルツボにとり、アルゴン雰囲気中で加熱溶融後、
冷却速度1℃/分で冷却法により熱分析を行な
い、液相線温度と固相線温度を測定し、これより
作用温度を求めた。測定結果を表1に示す。この
ようにPbF2添加により、固相線温度が低下する
良好な結果が得られ、作用温度の低下が確認され
た。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the composition of flux used for brazing aluminum (including aluminum alloys) materials. Prior Art Flux brazing, in which a layer of aluminum brazing alloy having a melting point lower than that of the aluminum materials to be joined is interposed between the aluminum materials to be joined, is generally performed using flux brazing which mainly contains chloride. fluxes are used in the atmosphere. These fluxes are water-soluble in nature, generally hygroscopic, and corrode aluminum, including aluminum braze alloys, in the presence of water. Therefore, such flux brazing residues must be removed by cleaning after the brazing process. Vacuum brazing and inert atmosphere brazing are already known as fluxless brazing methods that perform brazing without using flux. Requires a special aluminum material for the filler or brazing alloy. Furthermore, it is inferior to the flux brazing method in that it requires greater precision in the clearance of the brazed portion. In addition, after brazing, it is virtually insoluble in water,
Fluoride fluxes are also known that leave a residue on the braze surface that is non-hygroscopic and non-corrosive to aluminum. That is, according to British Patent No. 1055914,
A flux containing a mixture of AlF 3 and KF has been proposed. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 58-27037 proposed a flux consisting of KAlF 4 and K 3 AlF 6 as a flux that is non-hygroscopic before brazing and substantially water-insoluble after brazing. ing. This flux is obtained by melting a mixture of KF and AlF 3 as raw materials and pulverizing the solidified product, and the solidified product contains KAlF 4 and
K 3 AlF 6 is generated. Raw material components KF and AlF 3
It is recommended that the ratio be as close to the eutectic composition of both components as possible. In this way, KF-AlF 3 or K 3 AlF 6 - KAlF 4 or K 3 AlF 6 - AlF 3 or KAlF 4 before brazing, and K 3 AlF 6 - after brazing.
These fluoride fluxes, which have the substantial chemical formula KAlF 4 or KAlF 4 , or combinations thereof, have the advantages of conventional chloride-based fluxes, as well as the fact that the residue is non-hygroscopic and non-corrosive to aluminum. It has the great advantage of not requiring cleaning after brazing. Furthermore, these fluxes can be applied to brazing in any form, and are particularly suitable for torch brazing and furnace brazing. However, these fluxes have the disadvantage that the operating temperature is slightly higher than that of chloride-based fluxes, making it difficult to obtain good joints. The action mechanism of flux in brazing has not been fully elucidated, but as a flux,
Generally, before the brazing alloy starts melting, the flux melts and covers the brazing surface, destroys and removes the surface oxide film, and improves the wettability of the base material.
What is needed is something that helps the flow of the braze alloy to the brazing surface, and also has the ability to block contact with air and prevent re-oxidation. Therefore, it is significant in brazing to moderately lower the working temperature of flux. Purpose An object of the present invention is to use a flux for brazing aluminum materials, which has a lower operating temperature than conventional fluoride fluxes, and thereby enables a fluxless inert gas atmosphere brazing method.
It can form good joints similar to the furnace brazing method using chloride flux, and is substantially water-insoluble and non-hygroscopic.
The purpose of the present invention is to provide a fluoride flux. Composition The present invention substantially comprises 60 to 70% by weight of K 3 AlF 6 ,
A flux for brazing aluminum and aluminum alloy materials, which is made of a mixture of 27 to 37% by weight of AlF 3 and 0.1 to 10% by weight of PbF 2 , or a product obtained by crushing a molten solidified product of the mixture. The term ``substantially'' used here means that the fluoride used as a raw material does not necessarily have to be of high purity; it is acceptable to have impurities that are more mixed in than ordinary commercially available fluoride, but only as a pure substance. of
This is because only the weight ratio of the three substances in terms of K 3 AlF 6 , AlF 3 , and PbF 2 is important for the function of the flux of the present invention. Substantial in PbF2- free flux
Preferred values for the weight ratio of K 3 AlF 6 and AlF 3 are known from known literature (e.g. B. Phillips et al. J. Amer. Ceram. Soc.
It can be easily understood from the KF-AlF 3 system binary phase diagram of Vol. 49 (1966, page 632), and as shown in this, the eutectic composition is
AlF 3 54.2% by weight (KF55 mol% - AlF 3 45 mol%)
Or, it is a ratio corresponding to before or after that. The present invention further provides for a mixture or molten mixture having substantially this weight ratio of 99.9 to 90% by weight.
When 0.1 to 10% by weight of PbF 2 is added, the improvement is significant. If the amount of PbF 2 added is less than the specified lower limit,
It does not have the desired effect, and if added in excess of the upper limit, the working temperature of the flux will rise, which is unfavorable for brazing. Incidentally, Pb dissociated above the working temperature has the effect of lowering the surface tension of the solder and improving the brazing properties. Known fluoride fluxes remain mixed;
Alternatively, it can be prepared by mixing, melting, and pulverizing the solidified product, but the flux of the present invention can similarly be prepared by various methods. Next, examples and effects thereof will be described. Example 1 Using technical grade K 3 AlF 6 and technical grade AlF 3 and taking into account the purity of each, substantially K 3 AlF 6 67.87
% by weight - AlF 3 32.13% by weight and melted (melting temperature is 562℃ of eutectic temperature)
The flux was prepared by adding PbF 2 to both components (with a target temperature of about 100°C or above), and the flux was substantially K 3 AlF 6 67.75% by weight - AlF 3 32.07% by weight.
PbF 2 was mixed at a ratio of 0.18% by weight,
Regarding the PbF 2 -added flux prepared by melting this, the respective operating temperatures were measured by the following method. That is, a certain amount of both of the prepared fluxes was placed in a platinum crucible, heated and melted in an argon atmosphere, and then
Thermal analysis was performed by a cooling method at a cooling rate of 1° C./min, the liquidus temperature and solidus temperature were measured, and the working temperature was determined from these. The measurement results are shown in Table 1. As described above, by adding PbF 2 , good results were obtained in which the solidus temperature was lowered, and a lowering of the operating temperature was confirmed.

【表】 実施例 2 実施例1に示したPbF2添加フラツクスと無添
加フラツクスをそれぞれ用いて、不活性雰囲気
(この雰囲気では、フラツクスレスではろう付け
不可)ろう付け試験を行なうとともに、標準的な
不活性雰囲気でのフラツクスレス不活性雰囲気ろ
う付けを行なつた。これらについて接合状態を比
較した。 ろう付け試験に用いた継手を図に示す。 A3003アルミニウム合金上に、BA4045アルミ
ニウム合金のろう材を両面にクラツドしたA3003
アルミニウム合金からなるブレージングシート2
を継手角度θで固定し、600℃×3min加熱後、フ
イレツト長さLを測定して充填率(L/Lo×
100)を求めた。 この結果を表2に示す。充填率を比較すると
PbF2添加フラツクスの場合、無添加フラツクス
ろう付けおよびフラツクスろう付けに比べて高い
値を示しており、本発明フラツクスを用いること
により優れたろう付け部が得られることが分か
る。 この結果は、本発明フラツクスの作用温度の低
下および作用温度以上で解離したPbによるろう
の表面張力の低下による。
[Table] Example 2 A brazing test was conducted in an inert atmosphere (fluxless brazing is not possible in this atmosphere) using the PbF 2- added flux and the non-additive flux shown in Example 1. Fluxless inert atmosphere brazing in an active atmosphere was performed. The bonding states of these were compared. The figure shows the joint used in the brazing test. A3003 with BA4045 aluminum alloy filler metal clad on both sides on A3003 aluminum alloy
Brazing sheet 2 made of aluminum alloy
is fixed at the joint angle θ, and after heating at 600°C for 3 minutes, the fillet length L is measured and the filling rate (L/Lo x
100). The results are shown in Table 2. Comparing the filling rate
In the case of PbF 2 -added flux, the value is higher than that of additive-free flux brazing and flux brazing, indicating that excellent brazed parts can be obtained by using the flux of the present invention. This result is due to the lowering of the working temperature of the flux of the present invention and the lowering of the surface tension of the solder due to Pb dissociated above the working temperature.

【表】 実施例 3 実施例1に示したPbF2添加フラツクスと無添
加フラツクスの水への溶解度を測定し、これらと
塩化物フラツクスの主要成分の水への溶解度(文
献値)との比較を行なつた。結果は表3に示すと
おりであり、PbF2添加フラツクスk場合、無添
加フラツクスと同程度であり、塩化物成分に対し
ては、極めて低くなつている。
[Table] Example 3 The solubility in water of the PbF 2- added flux and non-additive flux shown in Example 1 was measured, and these were compared with the water solubility of the main components of the chloride flux (literature values). I did it. The results are shown in Table 3, and in the case of the PbF 2 -added flux k, it is comparable to that of the non-additive flux, and the chloride component is extremely low.

【表】【table】

【表】 効 果 本発明のアルミニウム材ろう付け用フラツクス
は、従来のフツ化物系フラツクスよりも、作用温
度を低くしたことおよび作用温度以上で解離した
Pbによりろうの表面張力が低下することによつ
て、接合部の状態をフラツクスレス不活性ガス雰
囲気ろう付け法や塩化物フラツクス炉中ろう付け
法と同等に良好ならしめるとともに、フツ化物系
フラツクスの特性であるところの、非吸湿性、実
質上不水溶性を保有するものである。
[Table] Effects The flux for brazing aluminum materials of the present invention has a lower operating temperature than conventional fluoride-based fluxes, and has the ability to dissociate above the operating temperature.
By lowering the surface tension of the solder with Pb, the condition of the joint becomes as good as that of fluxless inert gas atmosphere brazing method or chloride flux furnace brazing method, and it also improves the properties of fluoride flux. However, it is non-hygroscopic and substantially water-insoluble.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図はろう付け試験に用いた継手の構成を示す説
明図である。 1……A3003アルミニウム合金、2……ブレー
ジングシート。
The figure is an explanatory diagram showing the configuration of the joint used in the brazing test. 1...A3003 aluminum alloy, 2...brazing sheet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 実質上、K3AlF660〜70重量%、AlF327〜37
重量%及びPbF20.1〜10重量%より成る混合物、
又は該混合物の溶融凝固物を粉砕して得た物から
成る、アルミニウム及びアルミニウム合金材のろ
う付け用フラツクス。
1 Substantially K 3 AlF 6 60-70% by weight, AlF 3 27-37
% by weight and a mixture consisting of 0.1-10% by weight of PbF2 ,
Or a flux for brazing aluminum and aluminum alloy materials, which is obtained by crushing a molten solidified product of the mixture.
JP13001384A 1984-06-26 1984-06-26 Flux for brazing alminum and alminum alloy material Granted JPS619995A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13001384A JPS619995A (en) 1984-06-26 1984-06-26 Flux for brazing alminum and alminum alloy material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13001384A JPS619995A (en) 1984-06-26 1984-06-26 Flux for brazing alminum and alminum alloy material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS619995A JPS619995A (en) 1986-01-17
JPH0148117B2 true JPH0148117B2 (en) 1989-10-18

Family

ID=15023992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13001384A Granted JPS619995A (en) 1984-06-26 1984-06-26 Flux for brazing alminum and alminum alloy material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS619995A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS619995A (en) 1986-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4670067A (en) Brazing flux
US4689092A (en) Brazing flux
US4241148A (en) Composite aluminum-containing workpieces
EP0539670A2 (en) Aluminum welding process and mixture of reactants for use in such process
JPS6249158B2 (en)
US4224086A (en) Dip brazing flux
JPH0148118B2 (en)
JPH0355235B2 (en)
JPH0148116B2 (en)
JPH0148117B2 (en)
JPH0148119B2 (en)
JPH0355236B2 (en)
JPH0216200B2 (en)
JPH05305480A (en) Joining method for aluminum member by torch brazing
JPH0355237B2 (en)
JPS6350119B2 (en)
JPH11285816A (en) Flux for brazing aluminum material and brazing method
JPS6362319B2 (en)
JPH0355238B2 (en)
US2723928A (en) Soldering composition for aluminum
JPH054194B2 (en)
JPH055600B2 (en)
JPS63207494A (en) Flux for zn brazing filler metal
US597112A (en) Flux for soldering aluminium
CA1046208A (en) Brazing of aluminium