JPH0148117B2 - - Google Patents
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- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection 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
- B23K35/3601—Selection 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
- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
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を
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と
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又
は、K3AlF6−KAlF4あるいはK3AlF6−AlF3若
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。
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を
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と
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又
は、K3AlF6−KAlF4あるいはK3AlF6−AlF3若
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。
【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。
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。
【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。
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。
【表】
【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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13001384A JPS619995A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13001384A JPS619995A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619995A JPS619995A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0148117B2 true JPH0148117B2 (ja) | 1989-10-18 |
Family
ID=15023992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13001384A Granted JPS619995A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619995A (ja) |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP13001384A patent/JPS619995A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619995A (ja) | 1986-01-17 |
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