JPH03114668A - 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又はＡｌ合金の気相ろうイ」法に関する
もので、例えば自動車の熱交換器の製造において、その
ろうイτｊ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ＡＡ金合金ろう（旧よ、接合しようとす
るＡｌまたはＡ６合金部祠をこれらＡＡ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、このろう材の
融点よりも高く、接合しようとするＡｌ又はＡＡ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なって
いる。そしてろう材としては一般にＡｌ−３ｉ系合金が
使用され、その形状としては板状、線状、粉末状とした
ろう材、あるいは、ｌ又はＡｌ合金からなる芯材にこの
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。

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
ろう付性と、これを用いない真空ろう付性が通常使用さ
れている。上記フラックスろう（＝１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がある。ところ
がこの塩化物系フラックスはＡｌに対しては腐食性であ
るので、ろう何役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
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。

更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例する方法が広（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ＫＡｌＦ４とに３ＡｌＦｔ。

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伺するものであり、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置物表面に
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へ運ぶ途中
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小止りは低くなる。またろう付後の
接合部組の表面には、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。

さらには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、防食電流の流れが阻害されてし
まい防食効果が十分得られない場合がある。またＭｇ含
有Ａ７合金を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が劣っているため、工
業的に安定したろうイ」性を得るためには、Ｍｇの含有
量は０３ｗｔ％（以下ｗ１％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ＡＡ金合金は、フラッ
クス塗布量を多くしてもろうイマ１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、接合しようとする
組立物に直接フラックスを塗布する工程を必要としない
Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう骨法を開発したものである
。

即ち本発明ろう骨法の一つは、ＡＡ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
を真空状態下に置いた後、塩化物系又は弗化物系フラッ
クスの蒸気が存在する雰囲気としてろう付温度まで加熱
してろう付をすることを特徴とするものである。

本発明ろう骨法の他の−っは、ろう付をする部材を塩化
物系又は弗化物系フラックス蒸気を発生させる物質とと
もに真空状態下に置いた後、ろう付温度まで加熱してろ
う付をすることを特徴とするものである。

本発明ろう骨法の他の一つは、ろう付をする部材を塩化
物系又は弗化物系フラックス蒸気を発生させる物質とと
もに真空状態下に置いた後、フラックスの融点の５０℃
下の温度以上に予備加熱してフラックス蒸気を発生させ
、直ちに非酸化性ガスを導入し、ろう付温度まで加熱し
てろう付をすることを特徴とするものである。

更に本発明るう（＝１法の他の−っは、ろう付をする部
材を真空状態下に置いた後、塩化物系又は弗化物系フラ
ックス蒸気あるいは該フラックス蒸気が存在する非酸化
性ガスを導入し、ろう付温度まで加熱してろう付をする
ことを特徴とするものである。

〔作　用〕

このように塩化物系又は弗化物系フラックスの蒸気が存
在する非酸化性雰囲気中に、接合しようとする部材とし
ての組立物を置くことにより、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および酸素と
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。

上記作用に鑑み、本発明において利用できるフラックス
は、ＡＡの酸化膜を破壊し得る塩化物系又は弗化物系化
合物、さらに蒸発後上記化合物が形成され得る金属錯体
を含む化合物、又は単体である。具体的には塩化亜鉛、
塩化錫などや、フルオロアルミン酸金属錯体の蒸気が含
まれ、さらにＫＡＡ　Ｆ、ｌ　＋に２　Ａｎ　Ｆ５・Ｈ
２Ｏのような混合物から発生の蒸気も含まれる。

そしてこのような蒸気を発生させるには上記混合物等を
ろう付を実施する炉中に予め入れておき、炉を昇温した
ときにその熱で同時に蒸発させても良いし、またこの蒸
気を炉外で発生させて非酸化性ガ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
性雰囲気中にこのようなフラックス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。

しかし、熱交換器の形状が複雑となり、フラックス蒸気
が回り込み難い内面側などではフラックス蒸気の濃度が
低下し、フラックス本来の働きが不十分となる可能性か
ある。そこで本発明を効率良く作用させる方法を検討し
た結果、あらかじめろうイ」する部材を真空状態下に置
いた後、直ちにフラックス蒸気が存在する雰囲気に置換
することにより、通常フラックス蒸気の回り難い熱交換
器内側にも十分なフラックスを供給可能となり、良好な
るろう付が可能となることを見い出した。

フラックス蒸気の存在する雰囲気は大気圧下で行うため
に非酸化性ガスを同時に用いることが可能である。非酸
化性ガス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。さらに本発明
によれば、Ｍｇを０．３％を超えて含有するＡｌ　−Ｍ
ｇ系合金であってもろうイ」が可能となる。これはフラ
ックス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。そしてこのためフラックスとしての
作用を行う蒸気と材料中の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０ 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。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

第１図及び第２図に示すようなパラレルフロータイブの
コンデンサーを次に示すような部材を用いて組立て本発
明法によりろう付接合した。

即ち月ＳＡ３［１０３（Ａ　Ｉ　−Ｃｕ　Ｏ，０５〜［
１，２０％Ｍｎ１．Ｏ〜１．５％）アルミニウム合金を
芯材とし、この片面にＳｉ６．８〜８．２％を含むアル
ミニウム合金ろう材をクラッドしたｌｌ５ＢＡｌＩＰｃ
からなる厚さ０．４ｍｍの圧延板を、扁平状に成形した
外面ろう材クラッドの電縫管（１）に月５Ａ３００３ア
ルミニウム合金を芯材としこの両面にＳｉ６．８〜８．
２％を含むアルミニウム合余ろう材をクラッドしたｌｌ
５ＢＡｌ２ＰＣのプレージングシートからなる厚さＯ，
１６ｍｍのインナーフィン（２）を挿入し、さらにこの
ような複数本の電縫管（１）とＡｌ−０，１５％Ｃｕ−
１，２％Ｍ　ｎ　−１％Ｚｎ合金１ からなりコルゲート状に加工した複数のアウターフィン
（３）とを交互に積層し、最外層のアウターフィン（３
）の外側にｌｌ５ＯＡｌＩＰＣからなる厚さ　１．２ｍ
ｍのサイドプレート（４）を配置し、また電縫管（１）
の両端にはそれぞれ外面にろう材をクラッドしたｌｌ５
ＢＡｌＩＰＣからなる厚さ　１．２ｍｍで外径１６ｍｍ
のパイプ（５）に接続し、さらに該パイプ（５）の両端
にはＡｎ−４％Ｚｎ−１％Ｍｇ合金からなるコネクター
（６）を月５１０７０（、ｌ純度９９．７％以上）の溶
接棒を用いＴＩＧ溶接してパラレルフロータイブのコン
デンサーを組み立てた。

これを有機溶剤で脱脂した組立物単体あるいは２５０ｇ
のＫＡｉｉＦ４のフラックスとともに、内容積１立方メ
ーターのステンレス製の密閉容器に挿入し、真空に引い
た。その後電気炉にて加熱するに際し、そのままろう付
を行うものと、容器内に窒素ガス単体あるいはフラック
ス蒸気を含む高温の窒素ガスにて置換した。この時比較
例として真空状態とすることなくフラックス２ 蒸気を含む窒素ガスにて置換したものを併せて実験した
。そして上記組立物を６１０℃で５分間加熱してろう付
を実施した。このとき密閉容器内に挿入したＫＡｌＦＡ
はろう付温度まで昇温される間に溶融して蒸発するとと
もにその濃度が上昇し、ろうイ」時には雰囲気として組
立物を覆うことになる。

上記ろう何役のコンデンサーを炉外へ取り出して表面の
外観観察を行い、またろう付状況を調べてこれらの結果
を第１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の付着性をクロメート性、塗装性
として第１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にＩｔｓ）１８６８１に基づ
く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１表に併記した。

比較のため上記第１図及び第２図に示すコンデンサーの
組立物を従来法でろう付したものについて、その特性を
調査した。即ち第１図に示す組立物を有機溶剤により脱
脂したのち、１０％３ 濃度のＫＡｌＦ４懸濁液を塗布し、２００°Ｃで１０分
間の乾燥を行った。その後窒素ガス雰囲気で置換され、
６１０℃に保持された電気炉内にこの組立物を挿入して
６１０℃で５分間加熱してろう付を行った。その後の工
程は上記と同様に行い、かつこのろう付されたパラレル
フロータイブの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１表に示した。

−４ 第１表より明らかなように本発明によるろう付後のコン
デンサーの表面はきれいであり、ろう付状況もフィンと
管材との接合部であるフィン部、コネクターと管材との
接合部であるコネクタ一部はもとよりフラックスの回り
難いと考えられる部材内面側共に優れていた。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。

これに対し真空状態としなかったインナーフィンを電縫
管内に挿入した比較法によるコンデンサーでは、外側の
接合ろう（＝Ｊ状態は良好であったが、内部のインナー
フィン接合部は一部ろう付不良箇所を生じた。

また従来法によるコンデンサーは表面にフラックス残渣
が全面に濃く不均一に付着しており、外観上好ましくな
い。またろう付状況はフィン部は良好であったが、コネ
クタ一部はろう付できなかった。さらにろう付後のクロ
メート処理および塗装は不均一であり、耐食性について
は特に管材の曲げ部で貫通孔食が発生した。

６ 〔発明の効果〕 このように本発明によれば、従来のろう（＝１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、またろう付後の表面がきれ
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
が良好で耐食性が優れる等品質が向上し、さらにＭｇを
多く含有する合金のろう付も可でも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図はパラレルフロータイブのコンデンサーを示す側
面図、第２図は第１図の八人′線の断面図である。 １・・・電縫管 ２・・・インナーフィン ３・・・アウターフィン ４・・・サイドプレート ５・・・バイブ ロ・・・コネクター ７

Claims (4)

【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真空状態下に置いた後
   、塩化物系又は弗化物系フラックスの蒸気が存在する雰
   囲気としてろう付温度まで加熱してろう付をすること特
   徴とするＡｌ又はＡｌ合金の気相ろう付方法。
2. （２）ろう付をする部材を塩化物系又は弗化物系フラッ
   クス蒸気を発生させる物質とともに真空状態下に置いた
   後、ろう付温度まで加熱してろう付をする請求項第１項
   記載のＡｌ又はＡｌ合金の気相ろう付方法。
3. （３）ろう付をする部材を塩化物系又は弗化物系フラッ
   クス蒸気を発生させる物質とともに真空状態下に置いた
   後、フラックスの融点の５０℃下の温度以上に予備加熱
   してフラックス蒸気を発生させ、直ちに非酸化性ガスを
   導入し、ろう付温度まで加熱してろう付をする請求項第
   １項記載のＡｌ又はＡｌ合金の気相ろう付方法。
4. （４）ろう付をする部材を真空状態下に置いた後、塩化
   物系又は弗化物系フラックス蒸気あるいは該フラックス
   蒸気が存在する非酸化性ガスを導入し、ろう付温度まで
   加熱してろう付をする請求項第１項記載のＡｌ又はＡｌ
   合金の気相ろう付方法。