JPH052433B2 - - Google Patents

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JPH052433B2
JPH052433B2 JP22678285A JP22678285A JPH052433B2 JP H052433 B2 JPH052433 B2 JP H052433B2 JP 22678285 A JP22678285 A JP 22678285A JP 22678285 A JP22678285 A JP 22678285A JP H052433 B2 JPH052433 B2 JP H052433B2
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JP
Japan
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fluoride
flux
brazing
weight
tin
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JP22678285A
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JPS6289598A (ja
Inventor
Takashi Fukumaki
Katsuhiko Shioda
Kyo Matsuzaka
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH052433B2 publication Critical patent/JPH052433B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection 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
    • B23K35/3601Selection 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
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明はろう付用フラツクスおよびかかるフラ
ツクスを使用したろう付方法に係り、特にアルミ
ニウム、銅、鉄、チタン或はそれらの合金をろう
付するのに好適なフラツクスおよびろう付方法に
関する。 本発明のフラツクスは、ろう材としての機能を
有しており、従つて、ろう材を使用せずにろう付
することができる。 〔発明の背景〕 従来、AlまたはAl合金のろう付には塩化物系
のフラツクスが一般的に用いられている。しかな
がら、この塩化物系のフラツクスは吸湿性が大き
く、湿気を吸湿して母材を腐食させる。そのため
塩化物系のフラツクスにおいては、ろう付後に残
渣フラツクスを完全に除去しなければならないと
いう問題があつた。 腐食の問題点を改良したフラツクスとしては、
米国特許3951328号に示すように弗化物系のフラ
ツクスが提案されている。 この弗化物系フラツクスは、カリウム弗化物
KFとアルミニウム弗化物AlF3を混合、溶解し
て、K3AlF6とKAlF4の混合物を含むようにした
ものである。但し、このフラツクスはろう材とし
ての機能を有していないので、ろう付するときに
は別途ろう材を必要とする。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、ろう材としての機能を有し、
従つてろう材を用いずにろう付できるフラツクス
およびかかるフラツクスを用いたろう付方法を提
供するにある。 〔発明の概要〕 本発明のフラツクスは、錫弗化物と亜鉛弗化物
を、錫弗化物60〜90重量%、亜鉛弗化物40〜10重
量%の比率で含むものである。 かかるフラツクスを母材のろう付面に塗布し、
不活性ガス雰囲気中でろう付温度に加熱すると、
フラツクス作用と同時に弗化物が分解して金属析
出が生じ、析出した金属によりろう付することが
できる。 本発明のフラツクスは、非吸湿性であるので母
材を腐食させない。従つて、残渣フラツクスをろ
う付後に除去しなくても問題ない。 本発明のフラツクスを用いてろう付したときに
析出する金属は主として錫であり、実質的に錫に
よつてろう材がなされる。しかし、錫弗化物のみ
によつてフラツクスを構成したときには、フラツ
クス作用が不十分で錫がろう付部に強固につかず
はがれやすくなる。しかもろう付可能な温度範囲
が狭く、500℃以上に加熱することが必要となる。 錫弗化物と亜鉛弗化物を混合することにより、
フラツクス作用が高まり、且つ錫の析出量を多く
することができる。ろう付可能な温度の下限も約
400℃となり、約100℃拡げることができる。 亜鉛弗化物のみによつてフラツクスを構成した
のでは、この弗化物の融点が約872℃と高いこと
もあつて、亜鉛を金属析出させることができな
い。錫弗化物と亜鉛弗化物を混合したときには、
僅かながら亜鉛も析出し、析出した亜鉛もろう材
として働く。なお、錫弗化物の融点は約250℃で
ある。 本発明のフラツクスにおいて、亜鉛弗化物の役
割はフラツクス作用の促進と錫の析出量の増大に
あるので、その量は錫弗化物にくらべて少量とす
る。具体的には、錫弗化物を60〜90重量%、亜鉛
弗化物を残りの量すなわち40〜10重量%とする。
錫弗化物の量が60重量%よりも少ないと、錫の析
出量が不足しろう材を使用せずにフラツクスだけ
でろう付することが難しい。錫弗化物の量が90重
量%よりも多くなると、フラツクス作用が不十分
となり錫がろう付部からはがれ易くなる。 本発明のフラツクスの一例は、錫弗化物と亜鉛
弗化物のみによつて構成される。これらの成分の
ほかにカドミウム弗化物、カルシウム弗化物、マ
グネシウム弗化物、銅弗化物、アルミニウム弗化
物、リチウム弗化物、ほう弗化カリウムなどを含
有させることもできる。カドミウム弗化物、カル
シウム弗化物およびマグネシウム弗化物はろう付
温度に加熱されたときにやはり金属を析出し、析
出した金属をろう材として働かせることができ
る。但し、この場合の弗化物の量はフラツクス全
重量の10重量%を超えないことが望ましい。 銅弗化物、アルミニウム弗化物、リチウム弗化
物、ほう弗化カリウムは、いずれも強力なフラツ
クス作用を有するので、含有させることが好まし
い。銅弗化物以外のものは金属析出せず、銅弗化
物は金属析出するもののろう材としては働かな
い。従つてろう付部に混入して悪影響を及ぼすこ
とはない。故に多量に含有させることができる。
具体的には錫弗化物と亜鉛弗化物を合計で30〜90
重量%とし、残りの70〜10重量%をカリウム弗化
物とアルミニウム弗化物とリチウム弗化物とほう
弗化カリウム及び銅弗化物の少なくとも1つによ
り構成することが好ましい。フラツクス作用促進
のために添加する前記弗化物の量が10重量%より
も少ないと効果が少なく、70重量%よりも多いと
ろう付箇所へ十分にろうを供給できない。 カリウム弗化物、アルミニウム弗化物などのフ
ラツクス作用促進成分を含有したときに、錫を弗
化物としてではなく錫の形で使用すると、よくつ
かないことを確認した。更に亜鉛弗化物の代りに
塩化亜鉛を用いると、残渣フラツクスを除去する
必要が生じるほかに、亜鉛が母材中に溶け込みす
ぎ母材の変形等をもたらすことも確認した。 本発明のフラツクスを用いるろう付方法の一例
を下記に示す。 (イ) 所定の弗化物粉末を混合し、水を加えてペー
スト状にする。これを100〜120℃程度の温度に
加熱して乾燥する。 (ロ) 粉をよくかき混ぜてから、再び水を加えて溶
液状にする。 (ハ) 前記溶液を母材のろう付面に塗り、その後加
熱して水分を蒸発させ乾燥する。 (ニ) 不活性ガス雰囲気中でろう付温度に加熱して
ろう付する。 前記(イ)の工程は、フラツクス原料を均一に混合
するために行う。弗化物の粉末はできるだけ小さ
いことが好ましく、具体的には50μm以下、特に
30μm以下の粒径が好ましい。フラツクス原料に
水を混ぜたのち加熱し乾燥すると、弗化物が一部
反応して固まる。そこで(ロ)の工程で粉砕し、粉末
にしなおす。その後、水を加えて溶液状にする。 フラツクスの溶液を母材に塗るときは、溶液中
に母材全体を浸漬してもかまわない。母材のろう
付面以外の部分についたフラツクスは、ろう付温
度に加熱されたときに金属析出し、この析出物が
耐食性被膜として働く。 本発明のフラツクスを塗布した母材を大気中で
加熱しろう付したときには、ろうが母材によくつ
かずはがれやすい。不活性ガス中でろう付すると
そのようなことがない。本発明の実施例では窒素
雰囲気中でろう付して良好な結果を得た。 錫弗化物と亜鉛弗化物の特に好ましい重量比率
は、錫弗化物70〜80対亜鉛弗化物30〜20である。 なお、前記(イ)の工程を終えたフラツクスには、
K3AlF6、K2LiAlF6、KZnF3、ZnF2、KF、AlF3
及びSnF2等の化合物が含有される。これらの化
合物は吸湿性が著しく低く、そのためフラツクス
として保存するときでも長期に渡つて安定であ
る。 更にろう付した後の被ろう付物の表面には、X
線回折の調査によりKZnF3、KAlF4、ZnO、
SnO、ZnSn等の化合物が認められた。そしてフ
イレツトにもZn−Snの合金が観察された。 〔発明の実施例〕 実施例 1 重量%でSnF2を25%、KFを26%、AlF3を35
%、ZnF2・4H2Oを11%、LiFを3%含有するフ
ラツクス(本発明No.1)と、SnF2を70%、
ZnF2・4H2Oを30%含有したフラツクス(本発明
No.2)を作成した。 フラツクスの作成に際しては、各弗化物の粉末
粒径が約18μmのものを使用した。まず原料の弗
化物1に対して水を0.6の割合で用意し、この水
の中にKFを添加し、ひき続いて、その他の弗化
物を少量ずつ添加し撹拌しながらペースト状とし
た。次に約120℃の恒温槽の中で水分を蒸発させ
る。固化したフラツクスは粉砕機で粉砕してフラ
ツクスの粉末を作成した。 このようにして作成したフラツクスに再び水を
加えてフラツクス濃度が約20%の溶液とし、この
溶液の中に母材のAl板を2枚浸漬した。Al板の
1つは50mm角の正方形で厚さが1mmの大きさであ
り、他の1つは一辺の長さが50mm、地の一辺の長
さが25mmの長方形を有し厚さが1mmである。 フラツクス溶液より取り出したAl板を第2図
に示すように逆T字型に組合せ、フイレツトの形
成状況を調べた。更に腐食試験を行つた。第2図
において、符号1は正方形のAl板、2は長方形
のAl板、3はフラツクスを示している。 ろう付は、電気炉を用い、窒素を流入しながら
600℃で3秒間加熱することにより行つた。 また比較のために本発明で用いたものと同じ形
状の試験片を用い、フラツクスは重量%で、
KF50%、AlF350%の成分(比較例1)及び
KF34%、AlF346%、ZnF2・4H2O14%及びLiF6
%の成分(比較例2)としたものについて行つ
た。フラツクスの作成は比較例1については溶融
後冷却し固化後粉砕した。比較例2のものは本発
明と同様にペースト状とした後乾燥して粉砕した
ものでいずれも20%のフラツクス濃度にして使用
した。 なお腐食試験はJISH8681に示されるキヤス
(CASS)試験で180時間の連続運転を行つた。ま
た比較例のフラツクスではろう付ができなかつた
ので、50mm角、1mm厚さのAl板にフラツクスを
塗布した試料を600℃、30秒間N2中で加熱したも
のを腐食試験した。 試験結果を第1表に示す。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明のろう付用フラツクスに
よれば、ろうを供給することなくろう付すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフラツクスからの錫、亜鉛の析出量と
加熱温度との関係を示す特性図、第2図は母材表
面にフラツクスを塗布し、母材を組合せた状態を
示す斜視図である。 1,2……母材、3……フラツクス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 錫弗化物と亜鉛弗化物を、重量比で錫弗化物
    60〜90重量%、亜鉛弗化物40〜10重量%の比率で
    含むことを特徴とするろう付用フラツクス。 2 特許請求の範囲第1項において、実質的に前
    記錫弗化物と前記亜鉛弗化物のみからなることを
    特徴とするろう付用フラツクス。 3 重量比で錫弗化物60〜90対亜鉛弗化物40〜10
    よりなり且つ両者を合計で30〜90重量%含み、カ
    リウム弗化物とアルミニウム弗化物とリチウム弗
    化物とほう弗化カリウム及び銅弗化物の少なくと
    も1つを70〜10重量%含むことを特徴とするろう
    付用フラツクス。 4 特許請求の範囲第3項において、実質的に前
    記錫弗化物と前記亜鉛弗化物および、前記カリウ
    ム弗化物と前記アルミニウム弗化物と前記リチウ
    ム弗化物と前記ほう弗化カリウムと前記銅弗化物
    の少なくとも1つよりなることを特徴とするろう
    付用フラツクス。 5 錫弗化物60〜90重量%と亜鉛弗化物40〜10重
    量%からなり且つ両者をフラツクス全重量の80重
    量%以上含むフラツクスを、金属母材とろう付面
    に塗布し、不活性ガス雰囲気中でろう付温度に加
    熱してろう付することを特徴とするろう付方法。 6 特許請求の範囲第5項において、前記不活性
    ガス雰囲気を窒素雰囲気とすることを特徴とする
    ろう付方法。
JP22678285A 1985-10-14 1985-10-14 ろう付用フラツクスおよびろう付方法 Granted JPS6289598A (ja)

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JP4513675B2 (ja) * 2004-10-21 2010-07-28 株式会社デンソー アルミニウム材のろう付け方法およびそれに使用されるフラックス

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