JPH0623536A - アルミニウムまたはその合金材のろう付方法 - Google Patents

アルミニウムまたはその合金材のろう付方法

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JPH0623536A
JPH0623536A JP17068092A JP17068092A JPH0623536A JP H0623536 A JPH0623536 A JP H0623536A JP 17068092 A JP17068092 A JP 17068092A JP 17068092 A JP17068092 A JP 17068092A JP H0623536 A JPH0623536 A JP H0623536A
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JP
Japan
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flux
brazing
fluoride
powder
aluminum
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JP17068092A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Osame
康弘 納
Shoichi Sato
昭一 佐藤
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Altemira Co Ltd
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アルミニウムまたはその合金材等のフッ化物系
フラックスろう付において、フラックス塗布量のバラツ
キや塗布量が多い場合のフラックスの垂れ、ろう付品表
面の残留フラックスによる色ムラ等を防止しうるろう付
方法を提供する。 【構成】Alろう材用金属粉末にフッ化物系フラックス
粒子が埋込み状態に分散されたろう材を用いる。ろう材
を、接合すべきアルミニウムまたはその合金材の被接合
部に供給し、加熱する。ろう材中に存在するフッ化物系
フラックスがその作用を発揮し、フラックス懸濁液を塗
布する必要はなくなる。またAlろう材用粉末に分散さ
せるフラックス量を調整することで、フラックス付着量
を容易に調整でき、多量付着を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用ラジエー
タ、カークーラー用エバポレータ及びコンデンサ、その
他電機、機械用熱交換器、エア・インテイクマニホルド
などのアルミニウム製品の製造、またはアルミニウムと
異種金属との接合に用いられるアルミニウムまたはその
合金材のろう付方法に関する。
【0002】
【従来の技術および課題】従来、アルミニウムまたはそ
の合金材のろう付やアルミニウムと異種金属とのろう付
をフッ化物系フラックスを用いたろう付により行う場
合、接合部にろう材を供給するとともにフラックスを懸
濁液の塗布等により付着せしめ、この状態で加熱するこ
とにより行われていた。
【0003】しかしながら、かかる従来のフラックスろ
う付けでは、ろう材とフラックスとを接合部に別々に供
給しなければならないため、作業が面倒であった。しか
も、塗布したフラックス量にバラツキを生じるうえ、塗
布量が多い場合にはろう付中にフラックスの垂れを生じ
てろう付炉を汚染するとか、ろう付品表面にフラックス
が多量に残留して色調ムラを呈する等の問題があった。
【0004】この発明は係る技術的背景に鑑みてなされ
たものであって、アルミニウムまたはその合金材のフッ
化物系フラックスろう付において、フラックス塗布量の
バラツキや塗布量が多い場合のフラックスの垂れ、ろう
付品表面の残留フラックスによる色ムラ等を防止しうる
ろう付方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、Alろう材用金属粉末にフッ化物系フ
ラックス粒子が埋込み状態に分散されたろう材を用い、
該ろう材を、接合すべきアルミニウムまたはその合金材
の被接合部に供給し、加熱してろう付を行うことを特徴
とするアルミニウムまたはその合金材のろう付方法を要
旨とするものである。
【0006】上記において、Alろう材用の金属粉末と
しては、Si:3〜15wt%程度含有するAl−Si系
合金粉末や、あるいは必要に応じてさらに強度及び耐食
性等の向上の目的のために、Mg:0.1〜5.0wt%
程度、Zn:0.1〜3.0wt%程度等の1種または2
種以上を含有したAl−Si−Mg系、Al−Si−Z
n系、Al−Si−Mg−Zn系等の各合金粉末を用い
ても良い。また、ろう材を製作するための出発物の段階
では必ずしも合金粉末の形で用いなければならないもの
ではなく、Al、Si、Mg、Zn等の金属単体の粉末
を用いても良い。
【0007】前記フッ化物系フラックスの種類は特に限
定されるものではないが、有効なフラックス作用を発揮
させるために、605℃程度以下で溶融するフッ化物系
混合あるいは単体フラックスを用いれば良い。例えばフ
ッ化カリウム(KF)とフッ化アルミニウム(Al
3 )とを45.8〜54.2の共晶組成ないしはそれ
に近い組成範囲に含んで実質的に錯体化されたフルオロ
アルミン酸カリウム錯体、KαAlFα+3(ただしαは
1以上の正数)で表される錯体化物、KF+AlF3
合物等を用いれば良い。また、CsαAlFα+3、KS
nF3 、KZnF3を主成分とするものでも良い。ま
た、フッ化カリウム(KF)とフッ化アルミニウム(A
lF3 )の錯体物でCsFを含有するものを主成分とす
るフラックスでも良い。この場合、CsFはフラックス
の融点を低下させるのに有効なものであるが、10wt%
を越えると融点を高め、かえってろう付性を阻害するた
めCsFを含有せしめる場合には10wt%以下とするの
が良い。また、上記例示した各種フッ化物系フラックス
にSnF2 、ZnF2 の1種または2種を0.1〜10
wt%添加することも推奨される。この理由はフラックス
の融点を低下させ、ろう材の濡れ性促進に有効だからで
あり、0.1wt%未満ではろう濡れ促進の効果がなく、
10wt%を越えるとフラックス融点を高め、却ってろう
付性を阻害する。
【0008】次に、この発明に用いるろう材の製造方法
の一例を示すと次のとおりである。即ち、まず、Alろ
う材用金属粉末とフッ化物系フラックス粉末とを高エネ
ルギー混合法により混合する。混合比率は体積比におい
てろう材用金属粉末:フッ化物系フラックス粉末=9
9.9:0.1〜50:50の割合に設定するのが良
い。フラックス量が体積比で99.9:0.1よりも少
ない場合即ち0.1%未満の場合には、その後のろう付
において十分なフラックス作用を発揮できずろう付が困
難となる恐れがあるからである。一方、50:50より
もフラックス量が多すぎる場合即ちフラックス量が50
%を越える場合には、フラックスが多すぎてフラックス
の垂れを生じろう付炉を汚染するとか、ろう付品表面に
多量の残留フラックスを生じて色調ムラを呈する等の不
都合を生じる危険がある。Alろう材用金属粉末とフッ
化物系フラックス粉末との特に好ましい混合比率は体積
比で99.5:0.5〜70:30である。また、ろう
材用粉末へのフッ化物系フラックスの均一埋込みを図る
ために、ろう材用粉末の粒径を20〜1000μm、好
ましくは100〜1000μmに設定しておくのが良
く、フラックス粉末の粒径を20〜200μm、好まし
くは20〜100μmに設定しておくのが良い。
【0009】ろう材用粉末とフッ化物系フラックス粉末
とを混合するための高エネルギー混合法は、両粉末に強
い圧縮力ないしは衝撃力を付与しつつ混合することによ
り、ろう材用金属粒子中にフラックス粒子を機械的に分
散させる混合法である。具体的には、例えば高エネルギ
ーボールミルやアトライターを用いた方法を挙げ得る。
高エネルギーボールミル処理は、図1(イ)に示すよう
に、容器(1)内にAlろう材用金属粉末(2)とフラ
ックス粉末(3)とを投入するとともにAl23 ボー
ルまたは鋼球(4)を入れ、この状態で同図(ロ)のよ
うにミルを回転させることにより、ボールまたは鋼球
(4)の落下衝撃力を粉末に作用させながら混合するも
のである。また、アトライターによる方法は、図2
(イ)(ロ)に示すように、Alろう材用金属粉末
(2)、フラックス粉末(3)及びAl2 3 ボールま
たは鋼球(4)を収容した容器(1)内で、撹拌アーム
(5a)の多数突出した攪拌棒(5)を回転させることに
より圧縮力を加えつつ混合するものである。このような
高エネルギーボールミルやアトライターを用いて混合す
ることにより、一部は複合粉となりさらにフラックス粉
末が複合されて、図3に示すようにろう材用金属粒子
(6)にフラックス粒子(7)が埋込み状態に機械的に
均一分散されたろう材粉末が生成される。
【0010】上記により製作したフラックス埋込みろう
材粉末を用いてろう付を行うが、ろう材粉末はこれをア
ルコール系溶剤や水等に懸濁させた後、この懸濁液を接
合すべきアルミニウムまたはその合金材の被接合部に塗
布する。混合フラックス量を一定範囲に規定すること
で、フラックス付着量に過不足を生じることなく、均一
に塗布することができる。
【0011】次に、接合部材を加熱してろう付を行う。
ろう材粉末に埋込まれたフッ化物系フラックスの作用に
より接合部の表面酸化膜が除去され、ろう材が濡れ拡が
って、フラックスを別途塗布した場合と同様に良好かつ
強固なろう付接合が達成される。従って、フラックスを
別途塗布する必要はもはやなくなる。
【0012】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。
【0013】(実施例1)ろう材用金属粉末として、A
l−10wt%Si合金粉末(平均粒径140μm)を用
意した。また、フッ化物系フラックス粉末として、KA
lF4 にSnF2を5wt%含有せしめたもの(平均粒径
74μm)を用意した。
【0014】次に、上記のろう材用金属粉末とフラック
ス粉末を、体積比95:5に設定してアトライターによ
り混合し、フラックス埋込みろう材粉末を製造した。
【0015】一方、肉厚0.8mmのA1100Al合
金製押出チューブとA3003Al合金製フィン材とを
コルゲート型熱交換器に組み立てた。そして、上記のフ
ラックス埋込みろう材粉末を水に懸濁し、この懸濁液を
前記熱交換器組立物に均一に塗布したのち、N2 雰囲気
中で600℃×5分加熱してろう付を行った。
【0016】(実施例2)ろう材用金属粉末とフラック
ス粉末の体積比を99.9:0.1に設定した以外は実
施例1と同一条件でろう付を行った。
【0017】(実施例3)ろう材用金属粉末とフラック
ス粉末の体積比を50:50に設定した以外は実施例1
と同一条件でろう付を行った。
【0018】(実施例4)実施例1のろう材用金属粉末
とフラックス粉末の体積比を95:5に設定して、高エ
ネルギーボールミルにより混合し、フラックス埋込みろ
う材粉末を製造した。
【0019】一方、肉厚0.8mmのA1100Al合
金製押出チューブにA6063ユニオン材を組み付ける
とともに、その継手部に前記のフラックス埋込みろう材
粉末を水に懸濁した懸濁液を塗布したのち、N2 雰囲気
中で607℃×5分加熱してろう付品を得た。
【0020】(実施例5)ろう材用金属粉末とフラック
ス粉末の体積比を99:1に設定した以外は実施例5と
同一条件でろう付を行った。
【0021】(実施例6)ろう材用金属粉末とフラック
ス粉末の体積比を70:30に設定した以外は実施例5
と同一条件でろう付を行った。
【0022】(比較例1)A1100押出チューブと、
A3003材をコア材としA4343材をライナー材と
したブレージングシート製フィン材とを熱交換器に組立
てた。そして、この熱交換器組立物を、実施例1と同じ
フラックスを用いた5wt%フラックス懸濁液に浸漬し、
乾燥後N2 雰囲気中で600℃×5分加熱しろう付を行
った。
【0023】(比較例2)A1100Al合金製押出チ
ューブにA6063ユニオン材を組み付けるとともに、
その継手部にA4045Alろう材板を差し込んで、実
施例1と同じフラックスを用いた15wt%フラックス懸
濁液を塗布し、乾燥後N2 雰囲気中で600℃×3分加
熱しろう付を行った。
【0024】上記により得た8種類のろう付品につき、
下記の検査を行った。
【0025】ろう付性の検査 フィン接合率あるいはろう充填率を調査し、フィン接合
率100%あるいはろう充填率100%のものを○、フ
ィン接合率90%以上100%未満あるいはろう充填率
90%以上100%未満のものを△、フィン接合率90
%未満あるいはろう充填率90%未満のものを×として
示した。
【0026】ろう付後の外観状態の検査 ろう付品表面を目視観察し、フラックスの残留が目視で
確認できず外観が極めて清浄なものを○、フラックスの
残留が目視で認められるものを×とした。
【0027】表面処理性の検査 各ろう付品表面にスプレー塗装を施すとともに、その表
面に100個の升目をけがいてテープ剥離試験を実施
し、全升目数に対して塗膜の残った升目数を数えるいわ
ゆる碁盤目試験を行った。
【0028】以上の検査結果を表1に示す。
【0029】
【表1】 表1の結果から、この発明によって製造したフラックス
埋込みAlろう材粉末によれば、フラックスを別途塗布
しなくても優れたろう付性を発揮でき、かつフラックス
の残留もなく外観状態に優れ表面処理性にも優れている
ことを確認し得た。
【0030】
【作用】ろう付時には、ろう材粉末に埋込まれたフッ化
物系フラックスにより接合部の表面酸化膜が除去され、
ろう材が濡れ拡がって、フッ化物系フラックスを別途塗
布した場合と同様に良好かつ強固なろう付接合が達成さ
れる。従って、フッ化物系フラックスを別途塗布する必
要はもはやなくなる。
【0031】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、Alろう材用
金属粉末にフッ化物系フラックス粒子が埋込み状態に分
散されたろう材を用い、該ろう材を、接合すべきアルミ
ニウムまたはその合金材の被接合部に供給し、加熱して
ろう付を行うことを特徴とするものであるから、ろう材
を接合部に供給するだけで良好なろう付を行うことがで
き、フッ化物系フラックスを別途供給する必要はなくな
る。このため、フラックスの塗布工程を不要となしえ、
接合作業効率を向上しえ、ひいてはアルミニウムろう付
品の生産性を向上し得る。
【0032】しかも、ろう材用金属粉末と混合されるフ
ラックス量はこれを一定範囲内に容易に規定できるか
ら、フラックス懸濁液を塗布する場合のようなフラック
ス塗布量にバラツキを生じる恐れはなく、少量の塗布で
あっても確実にフラックス作用を発揮させることができ
るとともに、フラックス塗布量が多すぎてろう付炉内が
汚染されるとか、フッ化物系フラックスの残留によるろ
う付品表面の色ムラの発生等の不都合を解消し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】高エネルギーボールミルによる混合方法を説明
するための模式図である。
【図2】アトライターによる混合方法を説明するための
模式図である。
【図3】製造したフラックス埋込みろう材粉末の模式的
拡大図である。
【符号の説明】
2…ろう材用金属粉末 3…フッ化物系フラックス粉末 6…ろう材用金属粒子 7…フッ化物系フラックス粒子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Alろう材用金属粉末にフッ化物系フラ
    ックス粒子が埋込み状態に分散されたろう材を用い、該
    ろう材を、接合すべきアルミニウムまたはその合金材の
    被接合部に供給し、加熱してろう付を行うことを特徴と
    するアルミニウムまたはその合金材のろう付方法。
JP17068092A 1992-06-29 1992-06-29 アルミニウムまたはその合金材のろう付方法 Pending JPH0623536A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10286691A (ja) * 1997-04-15 1998-10-27 Seiko Epson Corp ロウまたはハンダ材料およびその製造方法
JP2004255466A (ja) * 2004-03-29 2004-09-16 Seiko Epson Corp ロウまたはハンダ材料の製造方法
JP2006136935A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Tamura Seisakusho Co Ltd はんだ材料供給装置及びこれを用いたはんだ材料供給方法

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