JPH0576967A - アルミニウム製ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ろう付け時のろう材の浸食を防止し、ハニカ
ムコアの座屈を防止できるハニカム構造体を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 上下面板の縁部間に、孔付きの側板を、ハニ
カムコアを囲むように配置し、この側板の孔の面積を全
面積の１／２０００乃至１／１００にする。また、ろう
材として、７乃至１３重量％のＳｉ及び０．５乃至２．
０重量％のＭｇを含有するものを使用し、更に真空ろう
付け温度を５６０乃至５７５℃にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両及び航空機等の
床材及び壁材等に使用されるアルミニウム製ハニカム構
造体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のアルミニウム製ハニカム
製造体としては、一般に約０．２乃至０．３ｍｍのアル
ミニウムブレージングシートからなるハニカムコアが使
用され、ろう付け温度５９０乃至６００℃で真空ろう付
けされて製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法においては、ろう付け時にハニカムコアのろう
材が芯材中に浸食して強度低下を招来し、極端な場合に
は座屈が発生するという問題点がある。

【０００４】特に、ハニカムコアのブレージングシート
として、ＡＡ６９５１材等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系材料を
使用した場合、この材料が熱処理系合金であることか
ら、ろう付け後の強度向上を図ることができるものの、
ろう材の浸食を受けやすく、座屈の危険性が大きい。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ろう付け時のハニカムコアの座屈を防止
し、良好な接合が得られると共に、６９５１材等のＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系の芯材を使用したブレージングシートで
も座屈の発生を防止できるアルミニウム製ハニカム構造
体の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム製ハニカム構造体の製造方法は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金製のハニカムコアを上下面板間に挟み、
孔を設けた側板を前記上下面板の縁部間に配置して前記
ハニカムコアを前記側板により囲むように構成されたア
ルミニウム製ハニカム構造体の製造方法において、前記
側板は前記孔の面積と孔を含む全面積との比が１／２０
００乃至１／１００であり、前記ハニカムコア及び上下
面板を、７乃至１３重量％のＳｉ及び０．５乃至２．０
重量％のＭｇを含有するアルミニウム合金ろう材を使用
して５６０乃至５７５℃の温度で真空ろう付けすること
により組立てることを特徴とする。

【０００７】なお、前記側板の孔の面積と全面積との比
は、孔の総面積と、側板の全表面積との比であり、側板
の全表面積は、上下面板間のハニカムコアを囲む領域の
総面積であるから、この比は、側板の孔の全面積と、上
下面板間に挟まれた領域の全面積との比になる。

【０００８】

【作用】ろう材の芯材への浸食は、ろう付けする温度が
高くなる程、急増する。従って、ろう付け温度を低温化
することにより、ろう材の芯材への浸食を抑制すること
ができる。

【０００９】本発明はハニカム構造体のろう付け時の座
屈を防止するために、低温でろう付けすることにより、
ろう材の芯材への浸食を防止するものである。具体的に
は、低温で溶融可能なろう材を使用すると共に、ハニカ
ムコアを側板により半密閉構造とすることにより、低温
でのろう付けを可能とする。

【００１０】次に、本発明方法について更に詳細に説明
する。

【００１１】アルミニウムの真空ろう付けは、通常Ｍｇ
を含有するＡｌ−Ｓｉ系ろう材を使用し、１０⁴〜１０⁶
Ｔｏｒｒの真空条件下で、通常５９０〜６００℃に加熱
して行うが、ろう材中のＭｇは炉内雰囲気に直接曝され
る部位では、ほぼ全量が蒸発排出される。しかし、本発
明は半密閉構造であるため、Ｍｇはその内部から外部へ
排出されにくく、外部とは逆に大半が残存する。

【００１２】Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金は５５５℃に共晶
点を有するが、Ａｌ−Ｓｉ２元系合金での共晶点は５７
７℃である。即ち、Ａｌ−Ｓｉベースのろう材は、Ｍｇ
の含有の有無により溶融温度が変化し、Ｍｇ含有のろう
材は、Ｍｇを含有しないものより低温で溶融する。

【００１３】本発明ではこのＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系での溶
融温度の低温化に着目し、従来のろう付け法に比して低
温でろう付けを可能として、座屈を防止したものであ
る。

【００１４】そこで、本発明においては、７乃至１３重
量％のＳｉ及び０．５乃至２．０重量％のＭｇを含有す
るろう材を使用する。

【００１５】また、上下面板間の外周部を孔が設けられ
た側板で囲む。この側板の孔は、孔の面積と孔を含む側
板の全面積との比率が１／２０００乃至１／１００とな
るように、その大きさ及び数が設定されている。

【００１６】そして、これらのハニカムコア及び上下面
板を真空中で５６０乃至５７５℃の温度に加熱してろう
付けすることにより組み立てる。

【００１７】以下に上記各条件の限定理由について説明
する。ろう材の組成 ろう材のＳｉは、低融点で融解及び流動するろう材とし
て必須成分であり、Ｓｉが７重量％未満の場合は液相線
温度が高く流動性が劣り、一方Ｓｉが１３重量％を超え
ると過共晶となり、やはり流動性が劣る。このため、Ｓ
ｉ含有量は７乃至１３重量％とする。

【００１８】Ｍｇは真空ろう付けでのゲッター材として
必須成分であり、このゲーター材としての十分な作用を
得るためには、０．５重量％を下限とする必要がある。
一方、Ｍｇ含有量が２．０重量％を超えると、側板によ
り半密閉構造となる内部でのろう付け性が劣化する。即
ち、Ｍｇは真空ろう付け加熱時に蒸発が生じ易く、ゲッ
ター作用を発揮するが、Ｍｇが残存した場合その被酸化
性が強いため表面酸化が進行し、ろう付け性を阻害す
る。上記のＭｇ上限値２．０重量％はこの残存による表
面酸化の影響が強くなる量に相当する。このため、Ｍｇ
含有量は０．５乃至２．０重量％とする。側板 本発明においては、上下面板間に配置されたハニカムコ
アを孔を設けた側板で囲む。これは、この側板で囲まれ
た空間からの真空排気を調整し、Ｍｇ蒸発によるゲッタ
ー作用及び残留量を適切なものに調整するためである。

【００１９】側板の孔の面積と、この孔を含む側板の全
面積との比率が１／２０００より小さくなると、孔の面
積が少ないため、側板に囲まれた内部からの真空排気が
小さくなり過ぎる。このため、Ｍｇ蒸発による十分なゲ
ッター作用が得られず、内部のろう付け性が劣化する。
一方、前記比が１／２００を超えると、孔の総面積が大
きくなり過ぎて、真空排気が大きくなり過ぎる。このた
め、ろう材のＭｇ蒸発及び外部への排出も増大して、Ｍ
ｇ残留量が減少するため、Ｍｇ含有による融点低下の効
果が十分得られなくなる。従って、側板の孔面積と全面
積との比率は１／２０００乃至１／２００とする。ろう付け温度 ろう付け温度が５６０℃未満では、Ｍｇの十分な残存を
確保しても十分なＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇの共晶融解量が確保
できないため、フィレット形成が十分得られない。一
方、ろう付け温度が５７５℃を超えると、ろう材の芯材
への浸食が増大し、座屈の危険が増大する。

【００２０】なお、外周部を遮蔽する側板としては種々
のものを使用できる。しかし、５６０乃至５７５℃のろ
う付け時に溶損しないものであること、真空雰囲気を阻
害するようなガスが発生しないことが必要であり、更
に、ハニカムコア本体とろう付けされないものであるこ
とが望ましい。例えば、ステンレス又は鋼製の板等を使
用することができる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００２２】６９５１材を芯材とし、下記表１に示すろ
う材を片面及び両面に夫々１０％のクラッド率でクラッ
ドし、夫々厚さが１．０ｍｍ（上下面板）及び０．２ｍ
ｍ（ハニカムコア）のブレージングシートを作製した。

【００２３】製作方法はろう材及び芯材とも、５０ｍｍ
（厚さ）×１４５ｍｍ（幅）×２４０ｍｍ（長さ）の金
型で鋳造し、均熱処理及び熱間圧延により所定のクラッ
ド率のクラッド材を製作した。

【００２４】熱間圧延後、冷間圧延し、中間焼鈍し、更
に冷間圧延することにより、厚さが１．０ｍｍ（片面１
０％クラッド率）、厚さが０．２ｍｍ（両面１０％クラ
ッド率）の各Ｈ１４調質材を製作した。

【００２５】ろう付けにより、図１乃至図３に示すよう
に、上述の如くして製作した上下面板１，２及びハニカ
ムコア５と、別途用意した１０５０材の側板３とからな
るハニカム構造体を組み立てた。図１はこのハニカム構
造体の平面図、図２は側面図、図３はハニカムコアを示
す模式図である。側板３は孔４を有し、上下面板１，２
の縁部に、ハニカムコア５を四方から囲むように配置さ
れている。各部材の寸法（単位；ｍｍ）は図中に記載し
たとおりである。但し、上下面板１，２の板厚は前述の
如く１．０ｍｍであり、ハニカムコア５の板厚は０．２
ｍｍである。

【００２６】ろう付けは真空度８×１０^-5Ｔｏｒｒの条
件下で下記表１に示す温度に加熱して行った。孔４と側
板全面積との比は１０５０材側板３に穿孔加工して形成
する孔４の数を変化させることにより調整した。

【００２７】そして、ろう付け後の外観の目視調査によ
りろう付け状況を調査し、また寸法測定により、座屈発
生状況を調査判定した。

【００２８】但し、ろう付け状況は○がろう付けフィレ
ットが均一及び良好である場合、△がろう付けフィレッ
トが不均一である場合、×がろう付けフィレッド形成が
ほとんどない場合のものである。また、座屈は○が上下
面板間の高さの減少が１．０ｍｍ未満の場合、×が上下
面板の高さの減少が１．０ｍｍ以上の場合である。

【００２９】この表から明らかなように、本発明の実施
例１乃至８においては、ろう付け状況が極めて優れてお
り、座屈も発生しなかったのに対し、比較例１乃至６の
場合はろう付け状況又は座屈の有無のいずれかが劣るも
のであった。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ハニカムコアを孔付き
の側板で囲み、ろう材の組成及びろう付け温度並びに孔
の面積比率を適切に設定したので、ろう材の浸食を防止
し、ろう付け時のハニカムコアの座屈を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハニカムコア構造体の平面図である。

【図２】同じくその側面図である。

【図３】ハニカムコアを示す模式図である。

【符号の説明】

１，２；上下面板 ３；側板 ４；孔 ５；ハニカムコア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金製の
   ハニカムコアを上下面板間に挟み、孔を設けた側板を前
   記上下面板の縁部間に配置して前記ハニカムコアを前記
   側板により囲むように構成されたアルミニウム製ハニカ
   ム構造体の製造方法において、前記側板は前記孔の面積
   と孔を含む全面積との比が１／２０００乃至１／１００
   であり、前記ハニカムコア及び上下面板を、７乃至１３
   重量％のＳｉ及び０．５乃至２．０重量％のＭｇを含有
   するアルミニウム合金ろう材を使用して５６０乃至５７
   ５℃の温度で真空ろう付けすることにより組立てること
   を特徴とするアルミニウム製ハニカム構造体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記ハニカムコア及び上下面板はブレー
   ジングシートにより構成されており、その芯材は０．２
   乃至０．８重量％のＭｇ、０．２乃至０．８重量％のＳ
   ｉ及び０．５重量％以下のＣｕを含有するアルミニウム
   合金からなることを特徴とする請求項１に記載のアルミ
   ニウム製ハニカム構造体の製造方法。