JPH0570541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、表面にろうがクラツドされている
AlまたはAl合金部材、例えばブレージングシー
トまたはブレージングシートを成形加工すること
によつて得られた部材と、AlまたはAl合金部材
とをろう付する方法に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、AlおよびAl合金は、軽くて熱伝導性
にすぐれ、かつ或程度の耐食性もそなえているこ
とから、従来例えば、自動車のラジエータや、空
調機器などの熱交換器の材料として広く用いられ
ており、このような熱交換器は、例えば、Al−
Mn径合金を芯材とし、この芯材の片面にAl−Si
系合金のろうをクラツドしたものからなるブレー
ジングシートで構成されたフイン材と、純Alま
たはAl−Mn系合金の管材とを組み合わせ、この
組合体を、真空中または不活性ガス中フラツクス
なしでろう付するか、あるいは低圧大気中でフラ
ツクスを用いてろう付することによつて製造され
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このようなろう付においては、ろう付しようと
する部材、すなわち上記の熱交換器の場合では、
ブレージングシートで構成されたフイン材と管材
とを、ろうが溶融する600℃付近のろう付温度ま
で上昇するが、その昇温中にブレージングシート
のろうが芯材中に侵入し、それによつてブレージ
ングシートで構成されたフイン材の高温強度が著
しく低下してフイン材は所謂“へたり”などの変
形を起すばかりでなく、芯材中に侵入したろうが
部材どうしの接合に寄与しなくなつて、ろう付性
も著しく低下する結果、ろう付不良を生じ、この
ようなろう付不良は、表面にろうがクラツドされ
ているAlまたはAl合金部材に高強度を付与する
ために、これに強加工を施す場合、例えば上記熱
交換器においてコルゲート加工されるフイン材に
高い強度をもたせるため、これに例えば加工率50
％以上の冷間圧延を施す場合、特に顕著に現われ
るという問題があつた。 〔研究に基づく知見事項〕 そこで、本発明者等は、上記問題点を解消すべ
く種々研究を重ねた結果、 (1) 芯材に対するろうの侵入は、ろうが芯材の結
晶粒界を通ることによつて起り、その侵入の程
度はろうの溶融時における芯材の結晶粒形によ
つて左右されること、 (2) ろう溶融時における芯材の結晶粒の圧延方向
の流さが板厚方向の長さに比べて著しく大きい
場合、すなわちこの結晶粒の形状が繊維状の細
長い形となる場合に、芯材中に浸み込むろうの
深さが浅くなり、したがつて芯材に対するろう
の侵入が抑制されること、 (3) 一般に、Alおよび通常のAl合金加工材を昇
温させていく場合、250℃以上の温度から再結
晶核の形成が始まつて、400℃でほぼ完了し、
さらに加工材の温度が400℃を越えると、既に
形成されている再結晶核の成長、すなわち結晶
粒の粗大化が進行する。 そこで、一般にこの昇温速度が大きいと、前
記の250〜400℃にわたる再結晶核形成温度範囲
において多数の再結晶核が形成され、その後
400℃を越す温度において結晶粒の成長が起る
が、そのとき既に形成された多数の結晶核のま
わりで成長していく結晶粒が互にその成長を束
縛し合う結果、ほぼ等方的な微細結晶粒が多数
集合した結果組織が得られ、一方前記昇温速度
が小さいと、250〜400℃において小数の再結晶
核が形成され、その後加工材の温度が400℃を
越すと、温度の上昇につれて周辺の加工エネル
ギーを吸収しつつ圧延方向へ伸長する再結晶核
の成長は互に束縛されない結果、圧延方向の長
さが板厚方向の長さに比べて著しく長い結晶粒
が形成され、したがつて加工材を昇温させてい
くときに、再結晶によつて形成される結晶粒の
形状は、前記再結晶形成温度範囲、すなわち
250〜400℃の温度範囲における加工材（芯材）
の昇温速度に支配され、それ以外の温度では昇
温速度に依存しないこと、 (4) 上記の繊維状の結晶粒は、加工材の再結晶が
起る前記250〜400℃の温度範囲において、その
加工材の昇温速度を10℃／min以下とした場合
に得られるが、この昇温速度が10℃／minを越
すと結晶核が多数形成されて、結晶粒の形が等
方的に変わる傾向があり、従来AlまたはAl合
金部材のろう付時に適用されていた20℃／min
以上の昇温速度では、ほぼ完全に等方的な微細
結晶粒が形成されること、 を見出した。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上記知見に基づいて発明されたも
ので、表面にろうがクラツドされているAlまた
はAl合金部材と、AlまたはAl合金部材とをろう
付温度まで昇温することによつて、これらの部材
を互にろう付する方法において、そのろう付時に
ろうがクラツドされているAlまたはAl合金部材
の“へたり”などの変形およびろう付性の低下を
起さないろう付方法を提供することを目的とし、
前記ろう付時の昇温過程中250〜400℃の範囲の温
度において10℃／min以下の昇温速度で前記部材
を昇温することを特徴とするものである。 この発明においてろう付時の昇温速度を規定す
る温度範囲を250〜400℃とし、かつその範囲内の
昇温速度を10℃／min以下に限定したのは、既に
述べた知見事項から明らかなように、Alまたは
Al合金からなる加工材は昇温過程中250〜400℃
の間で再結晶核を形成し、この再結晶核は、この
温度範囲における加工材の昇温速度が10℃／min
以下であれば少数しか形成されないために、その
後の400℃を越える温度範囲の結晶成長過程中で
圧延方向に長く、板厚方向に短い繊維状の結晶粒
を形成し、このような形状を有する結晶粒の形成
は専ら上記温度範囲における加工材の昇温速度に
依存し、そしてこの圧延方向に伸びた細長い結晶
粒は、加工材に対するろうの侵入を抑制して、こ
のろうの侵入に起因する前述の問題点、すなわち
ろう付時に発生する前記加工材の変形とろう付性
の著しい低下によつて引き起されるろう付不良を
解消することに基づいている。 〔実施例および実施例に基づく効果〕 ついで、比較例と対比しながら、この発明を実
施例によつて説明する。 通常の溶解鋳造法により、Zn：1.51％、Mn：
1.01％、Zr：0.11％、およびAl＋不可避不純物：
残り、からなる成分組成（以上重量％、以下同
様）を有する芯材用Al合金と、Si：9.55％、
Mg：1.53％、Bi：0.05％、およびAl＋不可避不
純物：残り、からなる成分組成を有するろう材
Al合金とを溶製し、鋳造して鋳塊とした後、通
常の条件で均質化処理を施した。なお、これらの
Al合金は、いずれも不可避不純物として、Fe：
0.4％以下、Si：0.2％以下、Cu：0.05％以下、
Mg：0.01％以下、Cr：0.01％以下、Mn：0.01％
以下、Zn：0.02％以下、Zr：0.01％以下、Ti：
0.05％以下を含有するものであつた。 ついで、上記のように製造されたAl合金鋳塊
について、芯材用Al合金に対しては熱間圧延を
施して板厚：８mmの熱延板とし、一方ろう材用
Al合金に対しては、同様に熱間圧延により同：
５mmの熱延板とした後、冷間圧延を施して同：１
mmの冷延板とした。つぎに、上記芯材用Al合金
の熱延板の両面に上記ろう材用Al合金の冷延板
を重ね合わせ、熱間圧延でクラツドすることによ
り板厚：３mmの板材とした後、ａ…昇温速度：
0.5℃／min、加熱温度：380℃、保持時間：２時
間の条件による中間焼鈍、またはｂ…昇温速度：
50℃／sec、加熱温度：400℃、保持時間：５分間
の条件による中間焼鈍を施しながら、最終冷間圧
延率が55％または70％となる冷間圧延を遂行し
て、いずれも板厚：0.16mmのブレージングシート
を多数枚製造した。 ついで、この結果得られた各ブレージングシー
トの高温サグ性を評価するため、真空中で耐垂下
性試験を実施した。 耐垂下性試験では、上記のブレージングシート
から幅：30mm×長さ：130mmの寸法を有する試片
を切出し、この試片の長手方向の一端から100mm
までの部分を水平に保持し、残りの30mmの部分を
突出させて、その突出した部分を自由にした状態
で、10^-4torrの真空中、250〜400℃の温度範囲で
は、別々に１℃／min、８℃／min、15℃／secお
よび30℃／minの昇温速度で、それ以外の温度範
囲ではいずれも30℃／minの昇温速度で、各試片
を室温から620℃まで昇温させてから、620℃にお
いて10分間保持の熱処理を施した後、ろう付時の
ブレージングシートフイン材の“へたり”と相関
する、各試片の前記突出部分における自由端の重
下高さを測定し、この結果を第１表に示した。 また、ろう付時にろうがブレージングシートの
接合に寄与する程度を調べるために、前記種々の
ブレージングシートにコルゲート加工を施してフ
イン材とし、これを板厚：１mmを有する２枚の純
アルミニウム（JIS1050）板で挟んだ状態で、前
記４通りの昇温速度で昇温させる前記熱処理に曝
し、その熱処理中620℃の温度に10分間保持する
ことによつて前記フイン材とAl板とをろう付し、
このろうが両部材間に形成したフイレツトの状態
を観察した。 この場合、Al板と接するフイン材の綾線を挟
んでフイン材とAl板との間に形成されたフイレ
ツトが、フイレツト部に対するろうの供給が十分
であるために、その幅が１mm以上となつて良好な
フイレツトとなつた場合を○、ろうの供給が少な
いために、その幅が0.3mmを越えて１mm未満とな
つて一応フイレツトが形成されていても、良好で
ないものを△、また、ろうの供給が極めて少ない
ために、その幅が0.3mm以下となつてフイレツト
が殆ど形成しなかつた場合を×とし、その結果を
第１表に示した。 さらに、このようにろう付けした後のフイン材
を、その圧延方向および板厚方向に沿つた面が現
われるようにそれぞれ切断して、それらの切断面
を研磨した後、これら各断面の組織写真を撮影
し、その組織写真上でそれぞれ圧延方向および板
厚方向に沿つて引いた一定長さの直線と交わる結
晶粒の平均数をそれぞれかぞえることによつて、
このフイン材中の芯材において形成した再結晶粒
について、その圧延方向および板厚方向の平均長
さをそれぞれ測定するとともに、これらの芯材に
おけるろうの侵入状態を調べて、ろうの侵入が全
く、または殆どみられないものを○、僅かな侵入
が認められるものを△、かなり深く侵入している
ものを×とし、これらの結果を第１表に合わせて
示した。 第１表に示される結果から、ブレージングシー
トの加工中における中間焼鈍条件や最終冷間圧延

〔発明の総合的効果〕

以上述べた説明から明らかなように、この発明
によると、ろうがクラツドされているAlまたは
Al合金部材のろうが、ろう付時にそのAlまたは
Al合金部材中に侵入するのが抑制され、それに
よつてその部材のろう付時における“へたり”な
どの変形の発生が防止され、かつ上記のろうは、
AlまたはAl合金部材表面にとどまつて、部材間
の接合に寄与するろう本来の役割を十分果すこと
ができるので、このような部材のろう付が実施さ
れる分野において、ろう付不良の発生を抑制し、
もつて生産性と歩留りの向上を達成できるという
産業上有用な効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面にろうがクラツドされているAlまたは
   Al合金部材と、AlまたはAl合金部材とをろう付
   温度まで昇温することによつて、これらの部材を
   互にろう付する方法において、前記ろう付時の昇
   温過程中250〜400℃の範囲の温度において10℃／
   min以下の昇温速度で前記部材を昇温することを
   特徴とする、前記ろう付方法。