JPH0216200B2 - - Google Patents
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- JPH0216200B2 JPH0216200B2 JP59041942A JP4194284A JPH0216200B2 JP H0216200 B2 JPH0216200 B2 JP H0216200B2 JP 59041942 A JP59041942 A JP 59041942A JP 4194284 A JP4194284 A JP 4194284A JP H0216200 B2 JPH0216200 B2 JP H0216200B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- flux
- alf
- weight
- znf
- 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 - Lifetime
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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)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Glass Compositions (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ろう付け
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、接合部の耐食性を向上することができ、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、上記の目的を達成するために、従来
のフツ化物系フラツクスの組成物にZnF2を添加
することによつて、無添加フラツクスの作用温度
を下げ、またろう付けの際の反応によつてアルミ
ニウム合金表面において、Al−Zn合金を形成さ
せることによつて耐食性の改善もはかつたもので
ある。 すなわち、本発明は、実質上K3AlF660〜70重
量％、AlF327〜37重量％及びZnF20.1〜５重量％
（ただし５重量％は含まず）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、ZnF2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。 ZnF2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
ZnF20.1〜５重量％（ただし５重量％は含まず）
の添加を行なつた場合、改良が著しい。 ZnF2の添加により、フラツクスの作用温度が
低下するほか、ZnF2より生成されたZnは、アル
ミニウム合金表面において、拡散によつてAl−
Zn合金を形成し、この電位が通常のアルミニウ
ム合金より卑であるため、犠牲陽極効果によつて
ろう付け部品の耐食性をも著しく向上させる。 ZnF2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、ろう付け性が悪くなる。 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ZnF2を添加
して実質的にはK3AlF667.77重量％−AlF332.08
重量％−ZnF20.15重量％、ならびに、
K3AlF664.90重量％−AlF330.72重量％、
ZnF24.38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ZnF2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ZnF2添加により、液相線温度、固相線温
度共に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ろう付け
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、接合部の耐食性を向上することができ、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、上記の目的を達成するために、従来
のフツ化物系フラツクスの組成物にZnF2を添加
することによつて、無添加フラツクスの作用温度
を下げ、またろう付けの際の反応によつてアルミ
ニウム合金表面において、Al−Zn合金を形成さ
せることによつて耐食性の改善もはかつたもので
ある。 すなわち、本発明は、実質上K3AlF660〜70重
量％、AlF327〜37重量％及びZnF20.1〜５重量％
（ただし５重量％は含まず）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、ZnF2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。 ZnF2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
ZnF20.1〜５重量％（ただし５重量％は含まず）
の添加を行なつた場合、改良が著しい。 ZnF2の添加により、フラツクスの作用温度が
低下するほか、ZnF2より生成されたZnは、アル
ミニウム合金表面において、拡散によつてAl−
Zn合金を形成し、この電位が通常のアルミニウ
ム合金より卑であるため、犠牲陽極効果によつて
ろう付け部品の耐食性をも著しく向上させる。 ZnF2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、ろう付け性が悪くなる。 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ZnF2を添加
して実質的にはK3AlF667.77重量％−AlF332.08
重量％−ZnF20.15重量％、ならびに、
K3AlF664.90重量％−AlF330.72重量％、
ZnF24.38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ZnF2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ZnF2添加により、液相線温度、固相線温
度共に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ZnF2（0.15重量％）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、フラツクスレスろ
う付け不可）ろう付け試験を行なうとともに、適
切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。 ろう付け試験を用いた継手を図に示す。 A3003アルミニウム合金１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
ZnF2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る。
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、フラツクスレスろ
う付け不可）ろう付け試験を行なうとともに、適
切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。 ろう付け試験を用いた継手を図に示す。 A3003アルミニウム合金１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
ZnF2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る。
【表】
実施例 ３
実施例１に示したZnF2（0.15重量％）添加フラ
ツクスと無添加フラツクスをそれぞれ用いたろう
付け試料について、乾湿交互試験（PH３の40℃３
％NaCl水中に30分浸漬、次に50℃空気中で30分
乾燥）を１カ月行ない、耐食性の比較を行なつ
た。 表３に示すように、ZnF2添加フラツクスを使
用した場合、耐孔食性の向上が著しい。
ツクスと無添加フラツクスをそれぞれ用いたろう
付け試料について、乾湿交互試験（PH３の40℃３
％NaCl水中に30分浸漬、次に50℃空気中で30分
乾燥）を１カ月行ない、耐食性の比較を行なつ
た。 表３に示すように、ZnF2添加フラツクスを使
用した場合、耐孔食性の向上が著しい。
【表】
実施例 ４
実施例２に示したZnF2（0.15重量％）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４に示すとおりであり、ZnF2添加フラツクス
の場合、無添加フラツクスと同程度であり、塩化
物成分に比較して極めて低くなつている。
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４に示すとおりであり、ZnF2添加フラツクス
の場合、無添加フラツクスと同程度であり、塩化
物成分に比較して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、ZnF2の添加により、アルミニウム
合金表面において、拡散によつてAl−Zn合金を
形成し、その犠牲陽極効果によつて、ろう付け部
品の耐食性を向上させる。さらに、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
上下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、ZnF2の添加により、アルミニウム
合金表面において、拡散によつてAl−Zn合金を
形成し、その犠牲陽極効果によつて、ろう付け部
品の耐食性を向上させる。さらに、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
上下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
面図である。 １……A3003アルミニウム合金、２……ブレー
ジングシート。
面図である。 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ZnF20.1〜５重量％（ただし５重量％
は含まず）より成る混合物溶融凝固物を粉砕して
得た物から成る、アルミニウム材のろう付け用フ
ラツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194284A JPS60187497A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | アルミニウム材のろう付け用フラツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194284A JPS60187497A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | アルミニウム材のろう付け用フラツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187497A JPS60187497A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0216200B2 true JPH0216200B2 (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=12622264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4194284A Granted JPS60187497A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | アルミニウム材のろう付け用フラツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187497A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58159995A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-22 | Hitachi Ltd | アルミニウムろう付用フラックス |
| JPS6037292A (ja) * | 1983-08-11 | 1985-02-26 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付方法 |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP4194284A patent/JPS60187497A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187497A (ja) | 1985-09-24 |
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