JPH02117796A - アルミニウム材用ろう材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アルミニウム（ＡＩ）材ろう付は用ろう４４
（こ関するものである。更に詳しくは、ビスマス（ＤＩ
）　、珪素（！９１）を添加したＡＩ素材（八！、Ａ１
合金）を液体急冷法により作成し得られたへオ材である
。

ろう付けとは、例えばＡｊ材接合部品間に加圧若しくは
、接合部品の自重により、ろう材を保持した状態にて、
接合部分を加熱し、溶融拡散接合することである。

【従来の技術およびその問題点］ 従来ＡＩ材をろう付は法により接合する際、へオ材その
ものの表面酸化層の成長が速いこと、へオろう付は用ろ
う材の溶融温度がへ！材の溶融温度に近いこと等により
、Ａｊ材間の接合が困難であった。

近年、このろう付けは、ろう材の改良およびフラックス
材（表面酸化防止材）の開発、または真空ろう付は法や
Ａ「ガス等の不活性ガス中でのろう付は法などの技術が
開発され容易になった。

又、ＡＩ材として例えば３００３母材（ＪＩＳＩ＋４０
４０．加工用Ａ１合金）の接合面にＡｊ　−Ｓｌ系ろう
材をクラッドしたブレージング・シート（ＡＩ材および
ろう材が一体となっている）を用いて、Ａｒ不活性ガス
中で接合部分を加熱し、ろう付けすることが行なわれ、
熱交換器やハニカム構造物等の複雑な構造へのろう付け
が可能となり、又、ろう付は工程の短縮が可能となった
。

しかしながら、近年の傾向として精密加工性、生産性な
らびに機能特性として軽量化、高強度化さらに高耐食性
等が強く要求される中で、これら、すべての要求を満足
し得るへオろう付は用ろう材は未だ見出されていないの
が現状である。

前述のブレージング・シートを用いたろう付は法におい
ても例外ではなく、各種の＾ｆ合金材に対しＡｊ−３１
系ろう材をクラッドしたブレージング・シートがすべて
の条件下で必ずしも最適とは言えず、生産性、精密加工
性、強度特性に支障をきたしている状況である。

［問題を解決するための手段］ 本発明者等は上記の諸問題を解消するため、各種のＡｌ
材に適合できるろう材の化学成分、製造法について検討
した結果、液体急冷法により製造したＡＩ　、Ｂｌおよ
びＳｌの合金からなるろう材が、Ａｌ材ろう付は用ろう
材として好適であり、さらに接合後の寸法精度を向上さ
せるいわゆる精密接合も可能にし、その上接合部分の接
合強度を向上させることができるろう材であることを見
出し、本発明を完成した。

以下その詳細について説明する。

本発明のＡｌ材用ろう材は、所定組成の溶融物から急冷
により得ることのできる方法、すなわち液体急冷法によ
り得たものである。

ここで用いる液体急冷法は、例えば、非晶質合金の製造
で用いる液体急冷法と同様な方法で、空気、水等の冷媒
で急冷用のロールを冷却する方法等が用いられる。

更に詳しくは、所定組成のＡｌ材を溶融し、例えば回転
する急冷用ロール上で、少なくとも１０５℃／秒の速さ
で急冷する事により、厚さ約２０〜１００μ曙の連続し
た箔状（リボンも含む）が短時間で１りられる。このよ
うな急冷法で得られた１１４４用ろう材の結晶粒はきわ
めて微細であった。しかも、このものは本発明で用いる
合金が非晶質合金でないにもかかわらず、１８０度曲げ
試験でも破壊する小なく、優れた延性を保持したもので
ある。

１、Ａｊ用ろう付けを液体急冷法以外、例えばロール掛
けにより作製しようとすると、圧延割れか生じ易く、き
わめて限定される成分範囲でのみ、しかも注意深く熱処
理を行なって初めて得られる。

従って、本発明のろう材は優れた経済性と広範囲な成分
組成にわたる安定な生産性を具備する非常に優れた方法
で得たものであるといえる。

また、液体急冷法により得られた所定組成の本発明るう
材は、平衡状態図の液相線に比較して、融点がさらに４
０℃程度低下する。このことは液体急冷法によって得ら
れた合金箔が微細結晶の均一固溶体であるため優れた溶
融特性を持つことを示し、又、このろう祠は溶融拡散接
合に関して優れた接合性を発揮するという特徴を有して
いる。

方、フ゛トマイズ法等で作成した同一の組成の合金粉末
は、逆に融点上昇が著しく、作成方法ならびに粉末の保
管状態が融点上昇に悪影響を及ぼす。

また、鋳造法で得たものは機械特性および症労限界が低
下する。

次に、本発明におけるＡｌ材用ろう材の化学成分の限定
理由について述べる。

Ａｌ材（＾オ合金）は一般に融点が低く、Ａｌ材用ろう
材の溶融拡散接合融点は少なくともへ１母祠の融点より
３０℃好ましくは５０℃以上低いり１である。

本発明に於いては、ろう利用合金にＡＩにＢ１を０゜２
〜０，６正量％添加することにより各元素の拡散性が良
好になり、さらに微結晶化が可能となり、それに伴って
引張り強度が増加し、流動性も良好となり、優れた接合
性を発揮する。

又、ＡＩの融点は約６６０℃であるが、ろう利用合金に
５〜１５重量％の８１を添加すると、５８０〜６３０℃
の融点を持つ延性のあるろう材が得られる。このような
組成では継手引張り強度は母材以上であり、さらに伸び
も増大し、耐食性も良好になる。

この範囲より小では添加の効果がなく、この範囲より大
では機械特性が劣り融点が上昇し、へβ材用ろう材とし
て適用できない。

本発明に用いる合金の１１１．　Ｓｌ以外の残部は実質
的にＡＩからなるが、マグネシウム（Ｍｇ）銅（Ｃｕ）
亜鉛（Ｚｎ）を含Ｈしても得られたろう材の諸特性は食
出せず、逆に融点は下がる。Ｍｇは５％以下であれば機
械特性は向上し、Ｃｕが３％以下であれば時硬効果が出
る。Ｚｎが添加されれば流動性が良好になるが、これら
の成分の合計が１０％以上となると機誠特性が低下する
ので好ましくない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、（１）
本発明るう材を得る液体急冷法は経済的で、広範囲の成
分組成にわたり安定な製品が得られる。

（２）本発明のＡＩ材用ろう材は低温度で均一拡散接合
ができ、！８０度曲げでも破壊せず、優れた延性を有し
、耐食性も高い。

（３）本発明ＡＩ材用ろう材により接合されるＡｊ材は
仕上げ精度および引張り強度が向上する。

［実施例］ 以下、実施例によりさらに本発明を説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 第１表に本発明へオ用ろう材、および比較Ａｊ用ろう材
の化学組成を示す。これらのろう材を高周波加熱により
溶融し、次に高速で回転する銅製冷却用ロール（表面速
度約２０００〜Ｂ０００ｍ／＋ｌ口）上にアルゴンガス
の圧力によって溶融物を突出させることによりリボン状
ろう材を作製した。

得られたリボン状ろう材は、いづれも連続して延性のあ
る均質なＡＪ！　−Ｂｌ−９ｔの均一固溶体であり、リ
ボン形状は幅約Ｉθ〜３５ｓｎで厚さ約２０〜１（ＩＱ
μ−である。

このＡＩ用ろう材を用いて接合可能な下限温度を測定し
た。その測定方法について以下に説明する。　厚さｌ鳳
１、幅２４ａ■、長さ１５０ｍ−の高純度アルミニウム
（ＪＩ３１１００）板間の重ね部分を２４ａｓＸ２４１
１とし、接合面に本発明ＡＪ川ろう材および比較ろう打
箔を幅５ｍｍ　Ｘ長さ２４ａｒａ介在したものを重ね、
真空炉中継手接合で行った。

接合時の接合面に押付ける荷重は１５Ｋｇを負荷し、各
ろう材について接合加熱温度を種々変えて接合可能下限
温度をハ１定した。

第２表は各種＾オ用ろう材の接合可能な下限温度の７１
−１定結果を示したものである。

その結果、本発明るう材は比較ろう材より接合可能な下
限温度が約１００℃低く、低温で容易に接合できること
が判る。

次にこれらのＡＩ用ろう材を用いて接合後の引張り強度
を測定した。その引張り強度ＡＰＩ定方法について以下
に説明する。

接合されるへ！材として第３表に示すＡ１合金鋳造物を
ＪＩＳ４号に従い引張り試験片に仕上げ、この長手方向
に対して円筒状に切断し、切断面を平滑に仕上げた。円
形状に加工したろう材（第１表に化学組成を示す）を接
合用ＡＮ材（第３表）間に介在させ長手方向を垂直にし
て真空付は合せ拡散接合を行った。なお、接合荷重は被
接合体のｒｌｆｆｉのみである。第４表にその引張り強
度を示す。

測定の結果、接合試験片の引張り強度は、第４表に示す
ように、各種母材の強度（例えばＡ４の引張り強度：　
１２．７にｇ／　ａｍ”　）以上の値を示し、破断面は
接合面近傍の母材側であった。また、接合後の試験片の
状ブ３はろう材のタレもなく、外周面はきわめて平滑な
仕上りを呈していた。

以上の様に、本発明るう材は広範囲なＡＪ！材（＾オ合
金）の接合に適応でき、特に拡散接合用インサート・メ
タルとして接合強度、仕上り形状の面で優れた接合特性
を発揮する事ができる。

尚、各表中試料Ｎｏ、　１〜４は本発明のろう材、試料
Ｎｏ、５〜８は比較の為のろう材を示す。

第２表 第３表 第４表−２ ＴＳ４表−１゜ ２の 「 ＡＩ材」 は第３表に示す組成 を白°する引張り試験用鋳造合金、 同 「ろう材」 は 第１表に示す組成を有する本発明材料および比較材料で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ、ＢｉおよびＳｉの合金からなり、液体急冷
   法により作成したアルミニウム材用ろう材
2. （２）Ｂｉの含有量が０．２〜０．６重量％である特許
   請求の範囲第１項記載のろう材
3. （３）Ｓｉの含有量が５〜１５重量％である特許請求の
   範囲第１又は２項記載のろう材