JPH02258164A - Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう付法 - 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Ａｌまたはへ〇合金のろう付方法に関し、例え
ば自動車の熱交換器の製造においてろう付された部材の
性能を向上させるとともに製造コストを安価にするもの
である。

〔従来の技術〕

通常ＡｌまたはＡｌ合金のろう付は、接合しようとする
ＡｌまたはＡｌ合金部材をこれらＡｌ等よりも融点の低
いろう材を介して固定して組立物とし、これをろう材の
融点よりも高く、接合しようとするＡｌまたはへ〇合金
部材の融点よりも低い温度に加熱することにより行って
いる。そしてろう材としては一般にへ〇−３ｉ系合金が
使用され、その形状としては板状、線状または粉末状と
したろう材、あるいは八〇またはへ〇合金からなる芯材
にろう材を被覆した合わせ材（以下プレージングシート
と記す）として用いられている。

そして従来のろう付方法としては、ろう付をする部材表
面の酸化皮膜を除去するためのフラックスを用いるフラ
ックスろう骨法とこれを用いない真空ろう骨法が通常使
用されている。

上記フラックスろう骨法としては、溶融した塩化物系フ
ラックス中に接合しようとする組立物を浸漬してろう付
加熱する炉中ろう付性等かある。ところがこの塩化物系
フラックスは八〇に対しては腐食性であるのでろう付後
洗浄して完全に除去しなければならず、製造工程が非常
に煩雑である。

これに対して真空中に接合しようとする組立物を置いて
ろう付加熱する真空ろう付性によれば、後工程として洗
浄も不要であり、またろう付後の部材表面も良好である
等の利点を有するが、高真空が必要であることおよび材
料的に制約がある等の問題がある３゜ さらに最近上記不具合を解消するろう付性として弗化物
系フラックスを用いて炉中でろう付する方法が広く用い
られるようになってきた。

この方法は特公昭５８−２７０３７号公報に記載されて
いるようにフラックスとして非吸湿性でＡｌに対して非
腐食性のＫ　ＡｌＦ　、とＫ　、　Ａ　ＯＦ　ｒの混合
物を用い、これを水に懸濁させ、接合しようとする組立
物表面に塗布してろう付するものであり、その特徴とし
ては非腐食性フラックスを用いるためにフラックス除去
の後処理が不要なことが上げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記特公昭５８−２７０３７号公報に記載
の方法においては、必然的にフラックスを組立物表面に
付着させるための塗布、乾燥工程が必要であり、さらに
塗布されたフラックスはその組立物を次工程に運ぶ途中
で組立物から脱落するものが多く、このため有効に使用
されるフラックスの歩留りは低くなる。またろう付後の
接合部材の表面には不均一にフラックス残渣が残るので
従来の真空ろう付性に比較して表面が汚れ商品価値が劣
ると共に、耐食性を向上させるために次工程で行うクロ
メート処理や黒色塗装処理等が不均一となってしまいそ
の効果が十分に発揮されなくなる等の欠点があった。

さらにこのフラックス残渣は非導電性であるため、例え
ば熱交換器において犠牲フィンにより管体を保護する防
食法を採用する場合には防全電流の流れか阻害されてし
まい防食効果が十分得られない場合がある。

またＭｇ含有Ａｌ合金部材を前記弗化物系フラックスを
用いて炉中ろう付する場合は従来に比べてろう付性は劣
っているため、工業的に安定したろう付性を得るために
はろう件部材であるＡｌ合金中のＭｇの含有量は０．６
ｗｔ％（以下ｗ）％を単に％と略記する）未満でなけれ
ばならない、。

そしてこれ以上のＭｇを含有するＡｌ合金部材ではフラ
ックス塗布量を多（してもろう付は難しくなってしまう
。この原因はＡｌ合金中のＭｇとフラックスとがろう付
加熱中に反応するためであり、その結果フラックスの組
成が変化してフラックスとしての効果が失われること、
Ａｌ合金中のＭｇが表面層に拡散して表面層のＭｇ濃度
が高くなること、およびフラックスがＡｌ合金の表面層
に入り込む等の現象が発生してろうの流れを阻害するこ
と等が起こるからである。

このようにＭｇ含有量の多いＡｌ合金部材が熱交換器用
材料として使用できないことは、熱交換器の耐久性や軽
量化の面で大きな障害となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、組立物に直接フラ
ックスを塗布する工程を不要にしたＡｌ又はＡｌ合金の
気相ろう付性を開発したものである。

即ち本発明はＡｌ又はＡｌ合金をろう材を介してろう付
する方法において、ろう付をする部材を、ＫとＦを含み
、さらにＡｌ以外の金属を含む金属錯体と、金属Ａｌと
の反応により生成したフルオロアルミン酸カリウム錯体
の蒸気が存在する非酸化性雰囲気中でろう付することを
特徴とするものであり、生成するフルオロアルミン酸カ
リウム錯体の蒸気としてはＫ　ＡｌＦ　、を主成分とす
るものは有効である。

〔作用〕

このように特にＫＡｌＦ、を主成分とするフルオロアル
ミン酸カリウム錯体の蒸気が存在する非酸化性雰囲気中
に接合しようとする部材としての組立物をおくことによ
り、この蒸気は極微量かつ均一に組立物に付着してその
表面のＡｌの酸化皮膜を破壊するのでろうの濡れを促進
し、ろうが−様に流れ、組立物の接合箇所に均一なフィ
レットが形成される特徴を有する。さらにこの蒸気は雰
囲気中の水分や酸素と結合して雰囲気をより非酸化性な
ものとし、材料表面の酸化を防ぐ効果を持つ。

そしてこのフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気は、
前記のようにＫとＦを含み、さらにＡｌ以外の金属を含
む金属錯体と、金属Ａｌとを共存させておいてろう付加
熱、即ぢ約６ｏｏ℃に加熱するとにより生成することか
できる。

なおＫとＦを含み２　さらにＡｌ以外の金属を含む金属
錯体としては、例えばＫＢＦ、、ＫＺｎＦ。

Ｋ２ＺｒＦ１．、に２ＳｉＦ１：等があり、その他Ａｌ
と反応してフルオロアルミン酸カリウム錯体を生成する
ものであればどのようなものでもよく、特にＫ　ＡｌＦ
　、を生成するものかよい。

またＫとＦを含み、さらにＡｌ以外の金属を含む金属錯
体と反応するＡｌの形態としては、例えばＡｌ粉末を用
いてこの錯体と混合してろう付に供してもよく、あるい
はこの錯体をＡｌ根板上おいて同時にろう付に供しても
よい。しかしより好ましくは反応しやすいように１００
４以下の粒度の微粉末を用いて上記錯体と混合して用い
る方法が最良である。

そしてこのような蒸気を発生させるには、ＫとＦを含み
、さらにＡｌ以外の金属を含む金属錯体と上記形態のＡ
ｌとをろう付を実施する炉中に予め入れておき、炉を昇
温したときにその熱で反応させると共に同時に蒸発させ
ても良いし、また上記錯体とＡｌとを炉外の反応槽中で
加熱して蒸気を発生させ、この蒸気を窒素カス等をキャ
リアーとして炉内に供給する等の方法も可能である。

さらに非酸化性雰囲気中にこの蒸気を存在させることに
より組立物は完全に蒸気で覆うことができるので、蒸気
密度は少なくてすみフラックス消費量を低減することが
できる。なお非酸化性雰囲気としては例えば窒素、アル
ゴン、酸化炭素その他いずれの雰囲気でも利用可能であ
る。

また本発明を実施するには密閉度の高い炉の使用が好ま
しいか、密閉度の劣る炉であっても接合しようとする組
立物をステンレス等からなる容器内に蒸気発生物と共に
入れてろう付加熱すれば容易にろう例することができる
。

さらに本発明によればＭｇを０６％を超えて含有するＡ
ｌ−Ｍｇ系合金であってもろう付が可能となる。これは
Ｋ　ＡｌＦ　、を主体としたフルオロアルミン酸カリウ
ム錯体の蒸気が極微量でありしかも均一に組立物に付着
するからである。

そしてこのためにフラックスとしての作用を行うＫＡｌ
Ｆ　４を主体としたフルオロアルミン酸カリウム錯体の
蒸気と材料中のＭｇとの反応が非常に少なくなり、従っ
て該蒸気のフラックスとしての効果は阻害されず、また
Ｍｇ含有材料内でＭｇが表面層に拡散して材料内でＭｇ
の濃度差が生ずることもなく、さらにフラックス成分が
該材料の表面層へ侵入する量も僅かであるためにろうの
流れが阻害されることはないからである。

このようにＫとＦを含み、さらにＡｌ以外の金属を含む
金属錯体とＡｌとの反応により生成されるフルオロアル
ミン酸カリウム錯体の蒸気を利用すれば、組立物に直接
フラックスを塗布することな（ろう付が可能であるが、
組立物の構造上これらの蒸気が存在しかたい接合部分を
有する組立物、例えば第１図に示すトロンカップタイプ
のエバポレーターや第２図に示すパラレルフロータイブ
のコンデンサー等の組立物内部にも接合部を有する熱交
換器にあってはその内部のろう付は一般に困難である。

そこでこのような場合は組立物内部の接合部には予めフ
ルオロアルミン酸カリウム錯体を塗布して乾燥させ、組
立物性部の接合部にはフルオロアルミン酸カリウム錯体
やその他のフラックスを塗布せずに前記の蒸気が存在す
る非酸化性雰囲気中でろう付する方法が有効である。ま
たこのようにフルオロアルミン酸カリウム錯体の一部塗
布は組立物の内部に限らす外部であっても、例えば接合
部形状が複雑でフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気
のみによってはろうイ：ｊか難しい場合には部分的にフ
ルオロアルミン酸カリウ１、錯体を直接塗布して用いて
もよい。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

〈実施例１〉 第３図に示すようにＪＩＳ　Ａ３００３（Ａｌ−Ｃｕ　
Ｏ，０５〜０、２０％−Ｍｎ　１．０〜１．５％）へ〇
合金芯材の片面に８１６．８〜８２％を含むＪＩＳ　Ａ
４３４３ΔＱ合金ろう材をクラッドしたＪＩＳ　ＢＡ１
２ＰＣのプレージングシートからなる厚さ１ｍｍの圧延
板（１）の一端縁を、第１表に示すそれぞれ厚さ１ｍｍ
の１０合金板り２）面に、両板材（１）（２）か互いに
直角となるように当接させる逆Ｔ継手試験片を組立てて
以下に示す条件でろう付を実施し、ろう付状況を調査し
た。

即ち第３図の逆Ｔ継手試験片を有機溶剤て脱脂し、ろう
付炉の内容積１ｍ３当たり２５０ｇのＫＢＦ、及び同じ
（２５０ｇの平均粒度７０ＩｍのＡｌ粉との混合物をこ
のろう付電気炉中に置いた後、この炉内を露点−４０°
Ｃ２酸素濃度１１００ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換し、
さらに炉内を６１０°Ｃに保持した。そしてこの炉中に
第３図の組立物を挿入し、この組立物を６１０°Ｃで５
分間加熱してろうイ」を実施した。

その後上記ろう（〜１後の逆−１゛継手接合物を炉外に
取り出してろう付状況を調べ、その結果を第１表に併記
した。なお表中○印はろう付状況が良好であるもの、×
印はろう付状況が不良であるものを表す。

また従来法として上記圧延板（１）と第１表の従来法Ｎ
ｏ、　５とＮｏ、　６に示ず１０合金板（２）とを第３
図のように逆Ｔ継手試験片に組み立てて脱脂後、この組
立物に１０％濃度のＫＡｌＦ、を塗布して乾燥し、その
後上記の本発明法と同様に露点４０°Ｃ１酸素濃度１１
００ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換され、さらに炉内を６
１０°Ｃに保持された電気炉内にこの組立物を挿入し、
これを６１０°Ｃて５分間加熱してろう付を実施し、同
様にろう付状況を調査してその結果を第１表に併記した
。

第１表 第１表から判るように本発明法Ｎｏ、　］〜Ｎｏ、　４
はいずれもろう付性は良好であり、特にＭｇ含有材でも
良好なろうイ：１が可能であった。これに対し従来法Ｎ
ｏ、　６のＡｌ−１，０％Ｍｇ材ではろう付が出来なか
った。

〈実施例２〉 第４図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
したＪＩＳ　Ａ１０５０製の管材（３）を蛇行状に曲げ
、この蛇行状管材（３）の間にＡｌ−］％Ｍｎ１％Ｚｎ
合金を芯材とし、その両面にＡｌ−１０％Ｓ１１％Ｚｎ
合金皮材をクラッドした厚さＯ，１６ｍｍのプレージン
グシートからなるコルケートフィン（４）を挟み、さら
にＡ　Ｑ−４，３％Ｚｎ−１，３％Ｍｇ合金からなるコ
ネクター（５）を取り付けてサーペンタインタイプのコ
ンデンサーを組立てた。なお予めこのコルゲートフィン
（４）とコネクター（５）との接合部はＪＩＳ　Ａ１０
７０（Ａｌ９９．７０％以上）の溶接棒を用いてＴＩＧ
溶接して接合しておいた。

次にこの組立物を有機溶剤で脱脂した後、ろう付炉の内
容積１ｍ”当たり２５０ｇのＫ　Ｚ　ｎ　Ｆ　３と同じ
（２５０ｇの平均粒度７０．のＡｌ粉との混合物をろう
付電気炉中に置き、露点−４０°Ｃ９酸素濃度１１００
ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換され、６１０°Ｃに保持さ
れた上記炉内にこの組立物を挿入し、該組立物を６１０
°Ｃで５分間加熱してろう付を実施した。

上記ろう骨接のコンデンサーを炉外に取り出して表面の
外観観察を行い、またろう付状況を調へてこれらの結果
を第２表に示した。その後常法によりクロメート処理、
黒色塗装を行い、これら被膜の付着性をクロメート性お
よび塗装性として第２表に併記した。またこの塗装後の
コンデンサーの耐食性を評価するためＪＩＳ　１１８６
８１に基づ＜ＣＡＳＳ試験を５００時間実施して貫通孔
食の有無を調べその結果を第２表に０１記した。

さらに比較のため上記第４図に示すサーペンタインタイ
プのコンデンサーの組立物を以下に示す従来法でろう付
したものについて、その特性を調査した。

即ちこの組立物を有機溶剤により脱脂したのち１０％濃
度のＫＡｌｒｒ、ｒぴ濁液を塗布し、２００°Ｃで１０
分間の乾燥を行った。その後露点−４０°Ｃ酸素濃度］
００ｐｐｍの窒素カス雰囲気で置換され、６１０°Ｃに
保持された電気炉内にこの組立物を挿入して６１０℃で
５分間加熱してろう（＝１を行った。

その後の工程は上記〈実施例２〉と同様に行ない、かつ
このろう付されたコンデンサーについて上記と同様な評
価試験を行ってそれらの結果について第２表に示した。

第２表から明らかなように本発明法によるろう骨接のコ
ンデンサーの表面はきれいであり、ろう付状況も良好で
あった。さらにクロメート性、塗装性も良好で、耐食性
も良好であった。

これに対して従来法によるコンデンサーは表面全体にフ
ラックス残渣が濃く不均一に付着しており、外観上好ま
しくない。またろう付状況は良好であったが、ろう骨接
のクロメート処理および塗装は不均一であり、耐食性に
ついては第４図の管材（３）の曲げ部（６）で貫通孔食
か発生した。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、従来のろう骨法に比べて例
えば自動車等の熱交換器の製造工程が短縮できるので製
造コストが安価になり、またろう骨接の部材表面かきれ
いであるためクロメート処理等の後処理での表面処理性
か良好であり、さらに耐食性に優れる等の品質か向上し
、またＭｇを多く含有する合金のろう付も可能である等
工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトロンカップタイプのエバポレーターの一例を
示す側面図、第２図はパラレルフロタイプのコンデンサ
ーの一例を示す側面図、第３図は逆Ｔ継手試験片を示す
斜視図、第４図はエアコン用熱交換器である勺−ペンタ
インタイプコンデンザーの一例を示す斜視図、第５図は
第４図のフィン部を拡大して示す側面図である。 １　圧延板 ２　Ａｌ合金板 ３　管材 ４　コルゲートフィン ５　コネクタ ６　曲げ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ａｌ又はＡｌ合金をろう材を介してろう付する
   方法において、ろう付をする部材を、ＫとＦを含み，さ
   らにＡｌ以外の金属を含む金属錯体と、金属Ａｌとの反
   応により生成したフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸
   気が存在する非酸化性雰囲気中でろう付することを特徴
   とするＡｌまたはＡｌ合金の気相ろう付法。
2. （２）　生成するフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸
   気がＫＡｌＦ＿４を主成分とするものである請求項（１
   ）記載のＡｌまたはＡｌ合金の気相ろう付法。