JPH05228687A - 金属接合用Ｚｎ基合金 - Google Patents
金属接合用Ｚｎ基合金Info
- Publication number
- JPH05228687A JPH05228687A JP7249592A JP7249592A JPH05228687A JP H05228687 A JPH05228687 A JP H05228687A JP 7249592 A JP7249592 A JP 7249592A JP 7249592 A JP7249592 A JP 7249592A JP H05228687 A JPH05228687 A JP H05228687A
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- Japan
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- Pending
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- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ａｌ：０．５〜５．０wt％、Ｓｎ：１．５〜
１０．０wt％、Ｃｕ：０〜５wt％、Ｔｉ：０〜０．５wt
％を含有し、残部が実質的にＺｎからなる金属接合用Ｚ
ｎ基合金。 【効果】 従来のＰｂ−Ｓｎ系合金による半田接合部の
高温強度の劣化を改善する金属接合用の新規な合金であ
り、接合部の信頼性を向上させることができる。
１０．０wt％、Ｃｕ：０〜５wt％、Ｔｉ：０〜０．５wt
％を含有し、残部が実質的にＺｎからなる金属接合用Ｚ
ｎ基合金。 【効果】 従来のＰｂ−Ｓｎ系合金による半田接合部の
高温強度の劣化を改善する金属接合用の新規な合金であ
り、接合部の信頼性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は種々の金属を接合するた
めのＺｎ基合金に関し、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，
Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ等およびそれらの合金等の接合に使用
できるものである。
めのＺｎ基合金に関し、特にＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，
Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ等およびそれらの合金等の接合に使用
できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から金属同士の接合には、Ｐｂ−Ｓ
ｎ系半田やＡｇあるいはＡｌろう等が一般に使用されて
いる。そして高温半田として特に強度が要求される様な
場合は、Ｐｂを主成分として少量のＳｎやＡｇを添加し
た半田が用いられている。
ｎ系半田やＡｇあるいはＡｌろう等が一般に使用されて
いる。そして高温半田として特に強度が要求される様な
場合は、Ｐｂを主成分として少量のＳｎやＡｇを添加し
た半田が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのように広
く使用されているＰｂ−Ｓｎ系半田は密度が高くて高価
であり、加えて鉛は毒性を有するため環境汚染の問題も
ある。さらに従来このタイプの半田は半田自体の強度が
低いので、常温では十分な接合強度が得られるが高温で
は接合強度が低下してしまうといった問題があった。ま
たＡｌろうやＡｇろうではろう付け温度が高いといった
問題があった。
く使用されているＰｂ−Ｓｎ系半田は密度が高くて高価
であり、加えて鉛は毒性を有するため環境汚染の問題も
ある。さらに従来このタイプの半田は半田自体の強度が
低いので、常温では十分な接合強度が得られるが高温で
は接合強度が低下してしまうといった問題があった。ま
たＡｌろうやＡｇろうではろう付け温度が高いといった
問題があった。
【０００４】
【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、特に従来のＰｂ−Ｓｎ系半田による接合部
の高温での接合強度の低下の問題を解決できるＺｎ基合
金を開発したものである。
検討の結果、特に従来のＰｂ−Ｓｎ系半田による接合部
の高温での接合強度の低下の問題を解決できるＺｎ基合
金を開発したものである。
【０００５】即ち本発明は、Ａｌ：０．５〜５．０wt
％、Ｓｎ：１．５〜１０．０wt％、Ｃｕ：０〜５wt％、
Ｔｉ：０〜０．５wt％を含有し、残部が実質的にＺｎか
らなることを特徴とするものである。
％、Ｓｎ：１．５〜１０．０wt％、Ｃｕ：０〜５wt％、
Ｔｉ：０〜０．５wt％を含有し、残部が実質的にＺｎか
らなることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明において添加元素を上記のように限定し
た理由を以下に説明する。
た理由を以下に説明する。
【０００７】先ずＡｌの添加は、本発明合金における溶
融Ｚｎの酸化を防止し、且つ該合金の融点を下げて後述
するように本発明合金を接合部品に被覆する際の溶融め
っき作業および接合作業を容易にすると共に、結晶粒の
微細化による強度改善や接合強度の向上に効果がある。
しかしてその添加量を０．５〜５．０wt％としたのは、
０．５wt％未満ではこれらの効果はなく、他方５wt％を
越えると溶融Ｚｎの酸化防止上および強度上は良好にな
るも、融点が上昇して溶融めっき作業時の本発明合金の
広がり性を劣化させてしまい接合作業性を悪くするため
である。
融Ｚｎの酸化を防止し、且つ該合金の融点を下げて後述
するように本発明合金を接合部品に被覆する際の溶融め
っき作業および接合作業を容易にすると共に、結晶粒の
微細化による強度改善や接合強度の向上に効果がある。
しかしてその添加量を０．５〜５．０wt％としたのは、
０．５wt％未満ではこれらの効果はなく、他方５wt％を
越えると溶融Ｚｎの酸化防止上および強度上は良好にな
るも、融点が上昇して溶融めっき作業時の本発明合金の
広がり性を劣化させてしまい接合作業性を悪くするため
である。
【０００８】Ｓｎの添加は、合金の融点を下げて本発明
合金の広がり性、溶融めっき性および接合性を改善する
ものであり、その添加量が１．５wt％未満ではこれらの
効果がなく、他方１０．０wt％以上ではこれらの特性に
は優れるも強度が低下してしまう。
合金の広がり性、溶融めっき性および接合性を改善する
ものであり、その添加量が１．５wt％未満ではこれらの
効果がなく、他方１０．０wt％以上ではこれらの特性に
は優れるも強度が低下してしまう。
【０００９】以上の必須添加元素の他に、本発明合金と
しては５wt％以下のＣｕおよび０．５wt％以下のＴｉを
任意に添加することができる。
しては５wt％以下のＣｕおよび０．５wt％以下のＴｉを
任意に添加することができる。
【００１０】ここでＣｕは、Ｚｎ基合金の強度を改善
し、さらに被接合材が特に銅である場合に本発明合金と
該銅との反応を抑制するために添加するものであるが、
添加量が５wt％を越えると融点が上がり過ぎて接合作業
性を悪くしてしまう。このようにＣｕを添加した本発明
合金は、特に銅系材料の接合時に有用である。
し、さらに被接合材が特に銅である場合に本発明合金と
該銅との反応を抑制するために添加するものであるが、
添加量が５wt％を越えると融点が上がり過ぎて接合作業
性を悪くしてしまう。このようにＣｕを添加した本発明
合金は、特に銅系材料の接合時に有用である。
【００１１】またＴｉは、Ｚｎ基合金の酸化防止やＡｌ
との濡れ性を改善し、および色合いの変化を防止するた
めに添加するが、その添加量を０．５wt％以下に限定し
たのは、０．５wt％を越えると合金の融点が上がり過ぎ
てしまうためである。このようにＴｉを添加した本発明
合金は、特にＡｌ系材料の接合時に有用である。
との濡れ性を改善し、および色合いの変化を防止するた
めに添加するが、その添加量を０．５wt％以下に限定し
たのは、０．５wt％を越えると合金の融点が上がり過ぎ
てしまうためである。このようにＴｉを添加した本発明
合金は、特にＡｌ系材料の接合時に有用である。
【００１２】本発明のＺｎ基合金を用いて金属を互いに
接合するには、接合部の大きさに適応した量の本発明合
金および適切なフラックスを用いて接合する方法、また
は接合に先立って被接合部品の少なくとも一部に本発明
合金を被覆し、その後適切なフラックスを用いて接合す
る方法等を用いることができる。
接合するには、接合部の大きさに適応した量の本発明合
金および適切なフラックスを用いて接合する方法、また
は接合に先立って被接合部品の少なくとも一部に本発明
合金を被覆し、その後適切なフラックスを用いて接合す
る方法等を用いることができる。
【００１３】このうち後者の接合方法の場合、被接合部
品の一部への本発明合金の被覆法としてはフラックスを
使用する溶融めっき、またはこれに超音波を併用する溶
融めっき等が経済的にも有用な方法である。この際銅系
材料の接合に当たっては、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｃｏ等を０．０
５〜１．０μｍ程度の厚さで該材料に下地として電気め
っき、または溶融めっきにより被覆した後、その上に上
記の方法で本発明合金をフラックスと併用して被覆して
もよい。
品の一部への本発明合金の被覆法としてはフラックスを
使用する溶融めっき、またはこれに超音波を併用する溶
融めっき等が経済的にも有用な方法である。この際銅系
材料の接合に当たっては、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｃｏ等を０．０
５〜１．０μｍ程度の厚さで該材料に下地として電気め
っき、または溶融めっきにより被覆した後、その上に上
記の方法で本発明合金をフラックスと併用して被覆して
もよい。
【００１４】また本発明合金を使用して金属を接合する
際の温度は４４０℃以上５１０℃以下であることが望ま
しい。
際の温度は４４０℃以上５１０℃以下であることが望ま
しい。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。板厚
０．０６ｍｍ、幅１０ｍｍのＣｕ−０．０３wt％Ｚｒ合
金条を、図１に示すように中央部に狭い間隙を設けたＵ
字部(1) を形成し、その上部を互いに反対側に張り出し
て鍔部(2)(2)に形成した板材を作製した。そして表１に
示す組成の接合合金No.1〜６を表１に示す各接合温度に
加熱して溶融させ、それぞれの溶融浴に上記板材のＵ字
部(1) を浸漬して該Ｕ字部(1) の内側に上記接合合金を
充填し、Ｕ字部の互いに対向する面をこれら接合合金で
接合することよりピール強度測定用サンプルを得た。
０．０６ｍｍ、幅１０ｍｍのＣｕ−０．０３wt％Ｚｒ合
金条を、図１に示すように中央部に狭い間隙を設けたＵ
字部(1) を形成し、その上部を互いに反対側に張り出し
て鍔部(2)(2)に形成した板材を作製した。そして表１に
示す組成の接合合金No.1〜６を表１に示す各接合温度に
加熱して溶融させ、それぞれの溶融浴に上記板材のＵ字
部(1) を浸漬して該Ｕ字部(1) の内側に上記接合合金を
充填し、Ｕ字部の互いに対向する面をこれら接合合金で
接合することよりピール強度測定用サンプルを得た。
【００１６】これらサンプルを図２に示す各試験温度に
それぞれ１５分間保持した後、各サンプルについてそれ
ぞれの鍔部(2)(2)を互いに反対方向に引っ張って、それ
ぞれのＵ字部(1) で板材が接合合金から剥離する際の荷
重を求め、これをピール強度として図２に示した。
それぞれ１５分間保持した後、各サンプルについてそれ
ぞれの鍔部(2)(2)を互いに反対方向に引っ張って、それ
ぞれのＵ字部(1) で板材が接合合金から剥離する際の荷
重を求め、これをピール強度として図２に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】図２から明らかなように、本発明合金No.1
〜No.4はいずれも各試験温度でピール強度に有意差はな
く高温強度に優れていることが判る。これに対して比較
合金No.5として用いた従来のＰｂ−１０wt％Ｓｎ半田
は、試験温度が上がるにつれて急激に接合強度の劣化が
おこる。また本発明合金の組成範囲外の比較合金No.6で
も試験温度上昇につれて接合強度の低下が著しい。
〜No.4はいずれも各試験温度でピール強度に有意差はな
く高温強度に優れていることが判る。これに対して比較
合金No.5として用いた従来のＰｂ−１０wt％Ｓｎ半田
は、試験温度が上がるにつれて急激に接合強度の劣化が
おこる。また本発明合金の組成範囲外の比較合金No.6で
も試験温度上昇につれて接合強度の低下が著しい。
【００１９】以上は本発明合金を銅合金に対して適用し
た例を説明したが、本発明合金はこれら銅合金のみに限
定されるものではなく、本発明のＺｎ基合金を用いて接
合可能な金属一般に適用できるものである。このように
本発明合金を適用できる分野としては、電気・電子部
品，工業計器部品，超伝導部品，コンピューター関係部
品，開閉器，音響機器，家電製品，車両制御装置部品，
ローターバー等がある。
た例を説明したが、本発明合金はこれら銅合金のみに限
定されるものではなく、本発明のＺｎ基合金を用いて接
合可能な金属一般に適用できるものである。このように
本発明合金を適用できる分野としては、電気・電子部
品，工業計器部品，超伝導部品，コンピューター関係部
品，開閉器，音響機器，家電製品，車両制御装置部品，
ローターバー等がある。
【００２０】
【発明の効果】このように本発明によれば、金属同士の
接合に際して、従来の半田接合部の高温強度の低下を改
善して接合部の信頼性を確保できる等工業上顕著な効果
を奏するものである。
接合に際して、従来の半田接合部の高温強度の低下を改
善して接合部の信頼性を確保できる等工業上顕著な効果
を奏するものである。
【図１】ピール強度測定用サンプルを示す斜視図であ
る。
る。
【図２】各種合金を用いて接合した接合部の保持温度に
よる接合強度の変化を示したグラフである。
よる接合強度の変化を示したグラフである。
１ Ｕ字形部 ２ 鍔部
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ：０．５〜５．０wt％、Ｓｎ：１．
５〜１０．０wt％、Ｃｕ：０〜５wt％、Ｔｉ：０〜０．
５wt％を含有し、残部が実質的にＺｎからなることを特
徴とする金属接合用Ｚｎ基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7249592A JPH05228687A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 金属接合用Ｚｎ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7249592A JPH05228687A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 金属接合用Ｚｎ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228687A true JPH05228687A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13490970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7249592A Pending JPH05228687A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 金属接合用Ｚｎ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05228687A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103317255A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 北京科技大学 | 一种铝/铜钎焊用锌基钎料及其制备方法 |
| CN103639615A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-19 | 青岛蓝图文化传播有限公司市南分公司 | 一种空调用钎焊焊料及钎剂 |
| CN106736015A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 安徽华众焊业有限公司 | 无银黄铜钎料合金 |
| CN108193085A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-22 | 南京工程学院 | 一种高导电率锌基合金及其制备方法 |
| CN111633355A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-08 | 常州鑫力航金属新材料有限公司 | 铝合金与铜合金钎焊用的环保无腐蚀自钎焊料及其制备方法 |
| CN117210719A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-12-12 | 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂 | 一种Zn-Al-Sn-Li共晶合金牺牲阳极及其制备方法和应用 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP7249592A patent/JPH05228687A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103317255A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-25 | 北京科技大学 | 一种铝/铜钎焊用锌基钎料及其制备方法 |
| CN103317255B (zh) * | 2013-06-03 | 2015-07-22 | 北京科技大学 | 一种铝/铜钎焊用锌基钎料及其制备方法 |
| CN103639615A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-19 | 青岛蓝图文化传播有限公司市南分公司 | 一种空调用钎焊焊料及钎剂 |
| CN106736015A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 安徽华众焊业有限公司 | 无银黄铜钎料合金 |
| CN108193085A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-22 | 南京工程学院 | 一种高导电率锌基合金及其制备方法 |
| CN111633355A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-08 | 常州鑫力航金属新材料有限公司 | 铝合金与铜合金钎焊用的环保无腐蚀自钎焊料及其制备方法 |
| CN111633355B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-04-15 | 常州鑫力航金属新材料有限公司 | 铝合金与铜合金钎焊用的环保无腐蚀自钎焊料及其制备方法 |
| CN117210719A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-12-12 | 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂 | 一种Zn-Al-Sn-Li共晶合金牺牲阳极及其制备方法和应用 |
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