JPH0390276A - 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合金のろう付法に関するものであ
り、例えば自動車の熱交換器の製造においてそのろう付
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又はＡｌ合金のろう付は、接合しようとするＡ
ｌ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、このろう材の融点
よりも高く、接合しようとするＡｌまたはＡｌ合金部材
の融点よりも低い温度に放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ＡｌまたはＡｌ合金から
なる芯材にこのろう材を被覆した合わせ材（以下ブレー
ジングシー１・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
化被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付性としては、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ＫＡｌ　Ｆ４とＫｌ　Ａｌ　Ｆ６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掛止りは低くなる。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。

さらにはフラックス残渣が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
Ａｌ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
に安定したろう付性を得るためには、Ｍｇの含有量はＱ
、　３ｖｔ％（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合金では、フラッ
クス塗布量を多く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、Ａ
ｊ＋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
ｌ又はＡｌ合金の気相ろう付性を開発したもので、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
、Ａｌ又はＡｌ合金部材を塩化物系あるいは弗化物系フ
ラックスの蒸気が存在する酸素分圧が０．０４ＩＩｕａ
Ｈｇ以上、ｌｎ＋ｍｆ１ｇ未満で水蒸気分圧が０．　１
ｍｍＨｇ以上、３ｍｎＪ未満である非酸化雰囲気中でろ
う付けをすることを特徴とするもので、塩化物系あるい
は弗化物系フラックスの蒸気が存在する酸素分圧が０．
０８ｎｍＪ以上、　Ｑ、５ｍｍ）１１未満で水蒸気分圧
が０．２ｎｍ）１ｇ以上、　Ｑ、８ｍｍＨｇ未満である
非酸化雰囲気中でろう付けをすることが望ましい。

〔作　用〕

このように塩化物系あるい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Ａｌ又
はＡｌ合金部材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
化被膜を破壊するので、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。したがって本発明において利用で
きるフラックスはＡｌの酸化膜を破壊し得る塩化物系あ
るい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あるいは単体である。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ＫＡｌ　Ｆ４とＫ　２　Ａ
　Ｉ　Ｆ　ｑ　・Ｈ，Ｏ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蒸
気発生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窒素ガス等をキ
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、過多の酸化性雰囲気の場合には、フラックスに
より一旦ＡＡ’の酸化膜を破壊するが、酸素あるいは水
蒸気等の酸化性雰囲気の作用により再度酸化膜を形成し
、ろう付は性を劣化させる。そこで良好なろう付は性を
確保するため雰囲気中の酸素分圧をｌ　ｍｍＨｇ未満で
水蒸気分圧が３　＋ｕＨｇ未満であることが必要である
。さらに複雑な形状の熱交換器あるいはろう付は後の加
工品表面光沢が要求される高級品に対しては雰囲気中の
酸素分圧をＯ５５ｍｍＨｇ未満で水蒸気分圧が０．８ｍ
１Ｆｌｔ未満とすることが望まれる。またフラックス蒸
気は雰囲気中の水分および酸素の作用を抑える効果が有
るため、過度の非酸化性雰囲気とする必要がない。した
がって、本発明は高真空度が得られる真空炉あるいは気
密性の高い炉や高価な高純度の不活性ガスを必要としな
いとともに、真空ろう付性と異なり両端開放型の炉を使
用できるため連続的にろう付処理を施せるなどの理由か
ら、設備費用、製造コストあるいは生産性の点で大きな
経済的効果が期待される。

しかして雰囲気中の酸素分圧０．０４＋ｕＨｇ未満ある
いは水蒸気分圧がＯ９ＩｎｍＨｇ未満では本発明の経済
的効果が得られない。さらに材料表面の酸化膜あるいは
雰囲気中の酸素に対して未反応なフラックスの残留はろ
う付は後の表面を汚す原因となる。したがって、さらに
表面品質および経済性の向上を図るために特に雰囲気中
の酸素分圧を０゜９８ｍｍＪ以上かつ水蒸気分圧を０．
　Ｌａ＋＊Ｈｇ以上とすることが望まれるのである。こ
こで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。

非酸化性雰囲気の代わりに真空中においても本発明を実
施することが可能であるが経済的メリットは少なくなる
。

さらに本発明によればＭｇを０．３％を超えて含有する
Ａｌ　−Ｍｇ系合金であってもろう付が可能となる。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、さらに
フラックス成分が該材料の表面層へ浸入する量も僅かで
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］ 以下本発明を実施例について説明する。

第１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＾１０５０　（＾１９９．５％以上）製の管
材（１）を蛇行状に曲げ、この蛇行状管材（１）の間に
Ａｌ−１％Ｍｎ−１％Ｚｎ合金を芯材とし、その両面に
Ａｌ　−１０９６Ｓ　ｉ　−１％Ｚｎ合金皮材をクラッ
ドした厚さ０．１６ｍｎのブレージングシートからなる
コルゲートフィン（２）を挟み、さらにＡｌ−４％Ｚｎ
−１％金合金らなるコネクター（３）を取り付けてこの
接合部にＩｔｓ＾４０４７（Ａｌ−１１〜１３％Ｓｉ）
からなる線径１．　ｆｉｍｎの線材を巻き、サーペンタ
インタイプのコンデンサーを組立てた。この組立物を有
機溶剤で脱脂してろう付炉の内容積１立方メーター当た
り３４６ｇのＫＡｌ　Ｆ４を置いたステンレス製のトレ
ー上に載置した。そして各酸素分圧および水蒸気分圧の
窒素ガス雰囲気で置換され、６１０℃に保持された電気
炉内にこのトレーを挿入し、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ＫＡｌＦ４は
炉に挿入されてからろう付温度まで昇温される間に溶融
して蒸発し、ろう何時には雰囲気として組立物を覆って
いるのでフラックスとして有効に作用することになる。

上記ろう付換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。

塗装性として調べた。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ＪＩＳ）１８６ｇ＋に基づ＜　
ＣＡＳＳ試験を５００時間実施して貫通孔食の有無を調
べた。また現在知られているろう付性との比較において
製造時の経済性を評価した。これ等について従来法でろ
う付けしたものと比較して第１表に併記した。

従来法は第１図に示すコンデンサーの組立物を有機溶剤
により脱脂したのち１０％濃度のＫＡｌＦａ懸濁液を塗
布し、２００℃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、６１［１℃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
を行った。

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
ついては特に第１図の管材（＋１の曲げ部（４）で貫通
孔食が発生した。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、従来のろう付性に比べて例
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
好で耐食性に優れる等の品質が向上し、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図はエアコン用熱交換器であるコンデンサーの一例
を示す斜視図、第２図はフィンの接合状況を拡大して示
す側面図である。 １、管材 ２、フィン ３、コネクター ４、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、Ａｌ又はＡｌ合金部材を塩化物系あるいは
   弗化物系フラックスの蒸気が存在する酸素分圧が０．０
   ４ｍｍＨｇ以上、１ｍｍＨｇ未満で水蒸気分圧が０．１
   ｍｍＨｇ以上、３ｍｍＨｇ未満である非酸化雰囲気中で
   ろう付をすることを特徴とするＡｌ又はＡｌ合金の気相
   ろう付方法。
2. （２）塩化物系あるいは弗化物系フラックスの蒸気が存
   在する酸素分圧が０．０８ｍｍＨｇ以上、０．５ｍｍＨ
   ｇ未満で水蒸気分圧が０．２ｍｍＨｇ以上、０．８ｍｍ
   Ｈｇ未満である非酸化雰囲気中でろう付けをする請求項
   （１）記載のＡｌ又はＡｌ合金の気相ろう付方法。