JPH07290273A - ろう材 - Google Patents

ろう材

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JPH07290273A
JPH07290273A JP11411994A JP11411994A JPH07290273A JP H07290273 A JPH07290273 A JP H07290273A JP 11411994 A JP11411994 A JP 11411994A JP 11411994 A JP11411994 A JP 11411994A JP H07290273 A JPH07290273 A JP H07290273A
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JP
Japan
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atomic
brazing material
melting point
brazing
filler metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP11411994A
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English (en)
Inventor
Tomoo Tanaka
智雄 田中
Katsumi Miyama
克己 見山
Masaya Ito
正也 伊藤
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Al若しくはAl合金同士、叉はAl若し
くはAl合金とセラミックとの接合に用いるろう材の低
融点化を図り、良好な接合体を得るろう材の提供を目的
とする。 【構成】 Alを主成分とするろう材であって、Cu
11〜17原子%、Si6.5原子%以下を含み、更に
Zn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくとも
1種を8原子%以下含むろう材である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Alを主成分とするろ
う材に関し、詳しくは、Al若しくはAl合金(鋳物
材、展伸材等)同士、叉はAl若しくはAl合金とセラ
ミックスとのろう付け接合に用いられるろう材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】Al合金は、耐食性に優れ、高熱伝導性
であり、しかも軽量であるという利点を有しており、種
々の分野において利用が進んでいる。特に自動車用で
は、熱交換器への利用や軽量化を目的とした動弁系部品
への利用がなされている。これらには、Al若しくはA
l合金同士の接合、又は異種材料との接合による複合化
として用いられることが多く、その接合には、溶接やろ
う付、鋳ぐるみ等の手法が用いられる。このうちろう付
についてはAl−Si系共晶のブレージングシートがJ
ISに規格化されており、広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば上記自
動車用部材には、Al合金としてAl−Si系鋳造材が
用いられることが多く、これらはAl−Si系共晶のブ
レージングシートの融点がほぼ同じであるため実質上ろ
う付は不可能である。また、Al−Si系ろう材に原子
%でCuを2%以下添加し、低融点化を図ったろう材
(JIS BA 4145)も用いられているが、Al
合金の種類によっては融点が近く、ろう付けの最適条件
を満たさず接合強度も十分なものではない。そこで本発
明は、Al若しくはAl合金同士、叉はAl若しくはA
l合金とセラミックとの接合に用いるろう材の低融点化
を図り、良好な接合体を得るろう材の提供を目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】その手段は、Alを主成
分とするろう材であって、Cu11〜17原子%、Si
6.5原子%以下を含み、更にZn、Sn、In及びB
iの群から選ばれる少なくとも1種を8原子%以下含む
ろう材である。その手段は、Alを主成分とするろう材
であって、Cu11〜17原子%、Si6.5原子%以
下を含み、更にZn、Sn、In及びBiの群から選ば
れる少なくとも1種を2〜8原子%含むろう材である。
その手段は、Alを主成分とするろう材であって、Cu
11〜17原子%、Si6.5原子%以下を含み、更に
Zn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくとも
1種を5〜8原子%含むろう材である。Cu11〜17
原子%の内、Cu12〜15原子%が好ましく、更に好
ましくは、Cu13〜14原子%が好ましい。Si6.
5原子%以下の内、Si4〜6.5原子%が好ましく、
更に好ましくは、Si4.5〜6.5原子%が好まし
い。ろう材が、合金粉末叉は液体急冷箔であることが望
ましい。ここで、「Alを主成分とする」とは、Alを
実質的に主成分とすることを意味する。
【0005】
【作用】Alを主成分とするろう材であって、Cu11
〜17原子%、Si6.5原子%以下を含むろう材の融
点は520〜584℃であり、更にZn、Sn、In及
びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%以下
添加することにより、ろう材の融点を最大で約19℃低
下させることが可能となり、ろう材の融点を501〜5
65℃とすることができる。Alを主成分とするろう材
であって、Cu11〜17原子%、Si6.5原子%以
下を含むろう材の融点は520〜584℃であり、更に
Zn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくとも
1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の融点
を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろう材
の融点を498〜562℃とすることができる。Alを
主成分とするろう材であって、Cu11〜17原子%、
Si6.5原子%以下を含むろう材の融点は520〜5
84℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群から
選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加することに
より、ろう材の融点を最大で約29℃低下させることが
可能となり、ろう材の融点を491〜555℃とするこ
とができる。
【0006】Alを主成分とするろう材であって、Cu
11〜17原子%、Si4〜6.5原子%を含むろう材
の融点は520〜560℃であり、更にZn、Sn、I
n及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%
以下添加することにより、ろう材の融点を最大で約19
℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を501
〜541℃とすることができる。Alを主成分とするろ
う材であって、Cu11〜17原子%、Si4〜6.5
原子%を含むろう材の融点は520〜560℃であり、
更にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なく
とも1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の
融点を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろ
う材の融点を498〜538℃とすることができる。A
lを主成分とするろう材であって、Cu11〜17原子
%、Si4〜6.5原子%を含むろう材の融点は520
〜560℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群
から選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加するこ
とにより、ろう材の融点を最大で約29℃低下させるこ
とが可能となり、ろう材の融点を491〜531℃とす
ることができる。
【0007】Alを主成分とするろう材であって、Cu
11〜17原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろ
う材の融点は520〜555℃であり、更にZn、S
n、In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2
原子%以下添加することにより、ろう材の融点を最大で
約19℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を
501〜536℃とすることができる。Alを主成分と
するろう材であって、Cu11〜17原子%、Si4.
5〜6.5原子%を含むろう材の融点は520〜555
℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群から選ば
れる少なくとも1種を2〜5原子%添加することによ
り、ろう材の融点を最大で約22℃低下させることが可
能となり、ろう材の融点を498〜533℃とすること
ができる。Alを主成分とするろう材であって、Cu1
1〜17原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろう
材の融点は520〜555℃であり、更にZn、Sn、
In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を5〜8
原子%添加することにより、ろう材の融点を最大で約2
9℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を49
1〜526℃とすることができる。
【0008】Alを主成分とするろう材であって、Cu
12〜15原子%、Si6.5原子%以下を含むろう材
の融点は520〜584℃であり、更にZn、Sn、I
n及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%
以下添加することにより、ろう材の融点を最大で約19
℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を501
〜565℃とすることができる。Alを主成分とするろ
う材であって、Cu12〜15原子%、Si6.5原子
%以下を含むろう材の融点は520〜584℃であり、
更にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なく
とも1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の
融点を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろ
う材の融点を498〜562℃とすることができる。A
lを主成分とするろう材であって、Cu12〜15原子
%、Si6.5原子%以下を含むろう材の融点は520
〜584℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群
から選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加するこ
とにより、ろう材の融点を最大で約29℃低下させるこ
とが可能となり、ろう材の融点を491〜555℃とす
ることができる。
【0009】Alを主成分とするろう材であって、Cu
12〜15原子%、Si4〜6.5原子%を含むろう材
の融点は520〜560℃であり、更にZn、Sn、I
n及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%
以下添加することにより、ろう材の融点を最大で約19
℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を501
〜541℃とすることができる。Alを主成分とするろ
う材であって、Cu12〜15原子%、Si4〜6.5
原子%を含むろう材の融点は520〜560℃であり、
更にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なく
とも1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の
融点を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろ
う材の融点を498〜538℃とすることができる。A
lを主成分とするろう材であって、Cu12〜15原子
%、Si4〜6.5原子%を含むろう材の融点は520
〜560℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群
から選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加するこ
とにより、ろう材の融点を最大で約29℃低下させるこ
とが可能となり、ろう材の融点を491〜531℃とす
ることができる。
【0010】Alを主成分とするろう材であって、Cu
12〜15原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろ
う材の融点は520〜550℃であり、更にZn、S
n、In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2
原子%以下添加することにより、ろう材の融点を最大で
約19℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を
501〜531℃とすることができる。Alを主成分と
するろう材であって、Cu12〜15原子%、Si4.
5〜6.5原子%を含むろう材の融点は520〜550
℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群から選ば
れる少なくとも1種を2〜5原子%添加することによ
り、ろう材の融点を最大で約22℃低下させることが可
能となり、ろう材の融点を498〜528℃とすること
ができる。Alを主成分とするろう材であって、Cu1
2〜15原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろう
材の融点は520〜550℃であり、更にZn、Sn、
In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を5〜8
原子%添加することにより、ろう材の融点を最大で約2
9℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を49
1〜521℃とすることができる。
【0011】Alを主成分とするろう材であって、Cu
13〜14原子%、Si6.5原子%以下を含むろう材
の融点は520〜580℃であり、更にZn、Sn、I
n及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%
以下添加することにより、ろう材の融点を最大で約19
℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を501
〜561℃とすることができる。Alを主成分とするろ
う材であって、Cu13〜14原子%、Si6.5原子
%以下を含むろう材の融点は520〜580℃であり、
更にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なく
とも1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の
融点を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろ
う材の融点を498〜558℃とすることができる。A
lを主成分とするろう材であって、Cu13〜14原子
%、Si6.5原子%以下を含むろう材の融点は520
〜580℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群
から選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加するこ
とにより、ろう材の融点を最大で約29℃低下させるこ
とが可能となり、ろう材の融点を491〜551℃とす
ることができる。
【0012】Alを主成分とするろう材であって、Cu
13〜14原子%、Si4〜6.5原子%を含むろう材
の融点は520〜560℃であり、更にZn、Sn、I
n及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2原子%
以下添加することにより、ろう材の融点を最大で約19
℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を501
〜541℃とすることができる。Alを主成分とするろ
う材であって、Cu13〜14原子%、Si4〜6.5
原子%を含むろう材の融点は520〜560℃であり、
更にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なく
とも1種を2〜5原子%添加することにより、ろう材の
融点を最大で約22℃低下させることが可能となり、ろ
う材の融点を498〜538℃とすることができる。A
lを主成分とするろう材であって、Cu13〜14原子
%、Si4〜6.5原子%を含むろう材の融点は520
〜560℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群
から選ばれる少なくとも1種を5〜8原子%添加するこ
とにより、ろう材の融点を最大で約29℃低下させるこ
とが可能となり、ろう材の融点を491〜531℃とす
ることができる。
【0013】Alを主成分とするろう材であって、Cu
13〜14原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろ
う材の融点は520〜540℃であり、更にZn、S
n、In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を2
原子%以下添加することにより、ろう材の融点を最大で
約19℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を
501〜521℃とすることができる。Alを主成分と
するろう材であって、Cu13〜14原子%、Si4.
5〜6.5原子%を含むろう材の融点は520〜540
℃であり、更にZn、Sn、In及びBiの群から選ば
れる少なくとも1種を2〜5原子%添加することによ
り、ろう材の融点を最大で約22℃低下させることが可
能となり、ろう材の融点を498〜518℃とすること
ができる。Alを主成分とするろう材であって、Cu1
3〜14原子%、Si4.5〜6.5原子%を含むろう
材の融点は520〜540℃であり、更にZn、Sn、
In及びBiの群から選ばれる少なくとも1種を5〜8
原子%添加することにより、ろう材の融点を最大で約2
9℃低下させることが可能となり、ろう材の融点を49
1〜511℃とすることができる。
【0014】この様に、Alを主成分としCu及びSi
を含むろう材に、Zn、Sn、In及びBiの群から選
ばれる少なくとも1種を所定量含むことによりろう材の
低融点化が図れ、広範囲の合金種の接合に使用できるも
のとなる。また、Al若しくはAl合金との濡れ性向上
に有益なものとなり良好な接合体をえることができる。
また、更に接合温度の低下にともない、製造コストをも
低下することができる。しかし、これら元素の含有量が
8原子%を越えると、該効果の格別な増大を期待できな
いばかりか、かえって濡れ性を悪化させたり、脆弱な金
属間化合物を生成し、十分な接合強度が得られなくな
る。
【0015】また、本発明のろう材を合金粉末とする
か、急冷凝固法により延性のある液体急冷箔とすること
により、好適に接合がなされる。更に詳しくは、合金粉
末は、所定ろう材組成を溶融し、スプレー状で急冷する
ことにより得るこことができる。液体急冷箔は、所定ろ
う材組成を溶融し、溶融合金を回転する急冷ロールを通
すことにより得る。この様に液体急冷法を用いるため、
合金粉末及び液体急冷箔に偏析などは認められず、均一
な組成として得られ、ひいては良好な接合体を得ること
ができる。
【0016】
【実施例】
−実施例1− 本発明のAlを主成分とし、Cu及びSiを所定量含む
ろう材に、Zn、Sn、In、Biの添加量による融点
の変化の試験を行った。予め基本合金組成に秤量された
元素をアルミナるつぼにいれ、更にZn、Sn、In、
Biを添加し、アルゴン雰囲気にて溶解(1100℃×
2時間)を行った。このろう材の融点は示差熱分析(試
料サイズ12mg、昇温速度10℃/分、測定温度範囲
室温〜700℃、Ar気流中)により求めた。表1〜8
にこれらろう材の組成及び融点を示す。尚、不純物元素
はFe、Mn、Mg、Ti等で、約1原子%以下であっ
た。また、同時に、Al合金鋳造材(直径18mm,長
さ75mm)同士(図1)、予め接合面にメタライズを
施した窒化珪素セラミック(直径18mm,長さ75m
m)とAl合金鋳造材(直径18mm,長さ75mm)
との接合体(図2)を作製した。窒化珪素セラミックの
接合面にメタライズをスパッタリング法により行い、窒
化珪素から順にTi1000オングストローム、Mo2
000オングストローム、Cu5000オングストロー
ムの厚みで成膜している。接合体の作製は、予め接合面
を平滑に仕上げた接合部材の間にペースト状にした合金
粉末ろう材を塗布、あるいは急冷凝固法で作製した円板
状に加工したろう材箔を介在させ、表1〜8に示す条件
で水素雰囲気中でろう付けを行った。ろう材は、所定ろ
う材組成を溶融し、アトマイザーにより細かい液滴をA
r雰囲気にスプレーし、急冷凝固することにより合金粉
末、又溶湯を回転する急冷ロールを通すことにより液体
急冷箔を作製した。尚ろう材の厚みは70μmとした。
接合後、JIS4号に従い引張り試験片に仕上げ試験に
供した。引張り強度は表1〜8に同時に示される。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【表8】 本発明によるろう材の融点は、Zn、Sn、In、Bi
を添加しない場合のろう材融点と比較し、全て低くなっ
ており、さらに各種接合体の引張り強度においても、接
合部材であるAl合金鋳造材自身の引張り強度(JIS
AC4A 約25kgf/mm2、JISAC8A 約
28kgf/mm2)は、ほぼ同等であり、破断面は接
合面近傍のAl合金鋳造材側であった。本発明範囲外の
ろう材に関して融点は低いものもあるが、接合体の引張
り強度に関しては、十分な値ではなく、破断箇所は接合
界面又はろう材層側であった。
【0017】
【発明の効果】本発明のろう材は、Al若しくはAl合
金同士、叉はAl若しくはAl合金とセラミックとの接
合に用いるろう材の低融点化を図ることができ、良好な
接合体を得ることができるろう材である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のろう材を用いたAl若しくはAl合金
同士の接合前の状態を現す平面図である。
【図2】本発明のろう材を用いたAl若しくはAl合金
と、セラミックスとの接合前の状態を現す平面図であ
る。
【符号の説明】
1 ろう材 2 Al若しくはAl合金 3 セラミックス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Alを主成分とするろう材であって、C
    u11〜17原子%、Si6.5原子%以下を含み、更
    にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくと
    も1種を8原子%以下含むことを特徴するろう材。
  2. 【請求項2】 Alを主成分とするろう材であって、C
    u11〜17原子%、Si6.5原子%以下を含み、更
    にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくと
    も1種を2〜8原子%含むことを特徴するろう材。
  3. 【請求項3】 Alを主成分とするろう材であって、C
    u11〜17原子%、Si6.5原子%以下を含み、更
    にZn、Sn、In及びBiの群から選ばれる少なくと
    も1種を5〜8原子%含むことを特徴するろう材。
  4. 【請求項4】 ろう材が、合金粉末であることを特徴と
    する請求項1〜3記載のろう材。
  5. 【請求項5】 ろう材が、液体急冷箔であることを特徴
    とする請求項1〜3記載のろう材。
JP11411994A 1994-04-28 1994-04-28 ろう材 Pending JPH07290273A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001334387A (ja) * 2000-05-26 2001-12-04 Furukawa Electric Co Ltd:The アルミニウム合金接合用低温ろう材
JP2011148004A (ja) * 2011-02-25 2011-08-04 Furukawa-Sky Aluminum Corp アルミニウム合金接合用低温ろう材
CN106862795A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 河南理工大学 一种Al‑Cu‑Si‑Bi‑La箔状钎料及其制备方法

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