JPH079123A - Mg含有アルミニウム合金材のろう付方法 - Google Patents

Mg含有アルミニウム合金材のろう付方法

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JPH079123A
JPH079123A JP15939593A JP15939593A JPH079123A JP H079123 A JPH079123 A JP H079123A JP 15939593 A JP15939593 A JP 15939593A JP 15939593 A JP15939593 A JP 15939593A JP H079123 A JPH079123 A JP H079123A
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JP
Japan
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brazing
flux
aluminum alloy
alloy material
powder
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JP15939593A
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English (en)
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Ichiro Iwai
一郎 岩井
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Altemira Co Ltd
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Showa Aluminum Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 弗化物系フラックスを用いたMg含有アルミ
ニウム合金材のろう付において、Mgとフラックスとの
反応を抑制して、優れたろう付を行い得るMg含有アル
ミニウム合金材のろう付方法を目的とする。 【構成】 本発明のMg含有アルミニウム合金ろう材の
ろう付方法は、1.5wt%を超え6.0wt%以下のMg
を含有するアルミニウム合金材をろう付するに際し、液
相線温度が580℃以下のろう材成分と、液相線温度が
560℃以下の弗化物系フラックス成分とが、重量比で
95:5〜70〜30で配合されるとともに、密度が理
論値の90%以上であるフラックス含有Al合金ろう材
を、被接合部に配置し加熱してろう付することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば熱交換器や自動
車用継手等のろう付等に適用されるMg含有アルミニウ
ム合金材のろう付方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Mg含有アルミニウム合金材は高強度で
あるため、強度の要求される各種アルミニウム製品の材
料として広く用いられている。このようなMg含有アル
ミニウム合金材のろう付は、フラックス懸濁液を接合す
べきアルミニウム材に塗布するとともにろう材を供給し
所定温度に加熱する、という一般的なフラックスろう付
法が適用されている。また、前記フラックスとしては、
塩化物系フラックスの他、非腐食性の弗化物系フラック
スが広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Mg含
有アルミニウム合金材はろう付性、特に非腐食性の弗化
物系フラックスを用いたろう付性に劣るものであったた
め、自動車用ラジエータ、カークーラー用エバポレー
タ、コンデンサのようなろう付品の材料としての適用に
は限界があった。
【0004】すなわち、前述されたようなろう付法で
は、アルミニウム材表面に多量のフラックスが付着する
ため、ろう材が溶融し始める前の温度でフラックス中の
Fとアルミニウム中のMgとが反応してアルミニウム材
表面にMgF2 等の化合物が形成される。そして、これ
がろう材の濡れ広がりを妨害すると考えられ、結果的に
十分なろう付を行うことができず、このことがMg含有
アルミニウム材のろう付品への適用拡大を妨げる原因と
なっていた。特に、Mgを1.5wt%を超えて含有する
アルミニウム合金材においては、Mg−F化合物に起因
するろう付不良の影響が大きい。
【0005】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的として、弗化物系フラックスを用いたMg含
有アルミニウム合金材のろう付において、Mgとフラッ
クスとの反応を抑制して、優れたろう付を行い得るMg
含有アルミニウム合金材のろう付方法の提供しようとす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のMg含有アルミ
ニウム合金材のろう付方法は、前記目的を達成するため
に、1.5wt%を超え6.0wt%以下のMgを含有する
アルミニウム合金材をろう付するに際し、液相線温度が
580℃以下のろう材成分と、液相線温度が560℃以
下の弗化物系フラックス成分とが、重量比で95:5〜
70〜30で配合されるとともに、密度が理論値の90
%以上であるフラックス含有Al合金ろう材を、被接合
部に配置し加熱してろう付することを特徴とするもので
ある。
【0007】本発明によるろう付方法の対象となるアル
ミニウム合金材は、Mgを1.5wt%を超え6.0wt%
以下の範囲で含有するものであるが、他の成分としてC
u、Si、Fe、Zn等の1種または2種以上を含有し
たものであっても良い。ただし、これらの元素の含有量
が多くなりすぎるとアルミニウム合金材の融点が下って
ろう付が困難となるため、固相線温度が550℃未満に
ならないことが好ましい。なお、Mg含有量が1.5wt
%以下のアルミニウム合金については、本出願人によっ
て開発された方法(特願平4−153302号)等によ
ってもろう付が可能であり、この発明の適用意義がな
い。また、Mg含有量が6.0wt%を超えるものについ
ては、Mgとフラックスとの反応が促進されるため本発
明によってもろう付が困難である。
【0008】本発明に用いるフラックス含有Al合金ろ
う材は、ろう材成分とフラックス成分が所定割合で配合
されたものである。
【0009】前記ろう材成分は、アルミニウム合金接合
用のろう材として機能するものであり、ろう付するアル
ミニウム合金材の融点を勘案すると、液相線温度が58
0℃以下の組成のものを選択する必要がある。具体的に
は、Al−Si合金、Al−Si−Zn−Cu合金を例
示でき、Al−Si合金であればAl−11〜12%S
iの組成のもの、Al−Si−Zn−Cu合金であれば
Al−0.05〜15%Si−0.05〜15%Zn−
0.05〜5%Cuの組成のものが液相線温度580℃
以下となる。
【0010】前記フラックス成分は、前記ろう材成分の
液相線温度が580℃以下であることを勘案すると、液
相線温度が560℃以下の弗化物系フラックスを選択す
る必要がある。具体的には、KF−AlF3 の共晶組成
(45.8%KF−54.2%AlF3 )およびその近
傍組成、またはこれに必要に応じてLiF、CsF、N
aF等を0.05〜15wt%の範囲で加えたものを例示
できる。
【0011】フラックス含有Al合金ろう材中のフラッ
クス成分の配合比率は、ろう材成分とフラックス成分と
が重量比で95:5〜70:30となるように設定され
なければならない。フラックス量が重量比で95:5よ
りも少なくなると、十分なフラックス作用を発揮できず
ろう付が困難となり、一方70:30を超えてフラック
ス量が多くなると、ろう材成分とフラックス成分とを配
合しての固形化が困難となり、フラックス含有Al合金
ろう材そのものの製造が困難となる。ろう材成分とフラ
ックス成分との好ましい配合比率は、重量比で90:1
0〜75:25であり、特に好ましくは重量比で85:
3〜78:22である。
【0012】この発明に使用するフラックス含有Al合
金ろう材の製造方法は特に限定されることはないが、一
般には、Al粉末、Si粉末、Zn粉末、Cu粉末等の
ろう材成分粉末とフラックス成分粉末とを混合し、熱間
プレス等により圧粉固化して製作される。而して、内部
空気の残留によりフラックス含有Al合金ろう材の密度
は、各材料粉末のそれぞれの密度から計算される理論値
よりも一般には小さくなる。而してこの発明では、ろう
材の密度が理論値に対して90%以上でなければならな
い。ろう材の密度が理論値の90%未満では、ろう材成
分とフラックスとが固化しているものの内部までポアが
連通して脆いものとなっている危険が有り、その後の二
次加工も困難で実際上ろう材としての機能にも劣るもの
となる。特に好ましくは、ろう材の密度はこれを理論値
の95%以上とするのが良い。
【0013】このようなフラックス含有Al合金ろう材
の好ましい具体的な製法を述べると次のとおりである。
即ち、まず出発材料としてAl、Si等のろう材成分粉
末とフラックス粉末とを用意する。これら粉末は、その
均一混合を図るべく、例えばAl粉末は平均粒径44μ
m以下に、Si粉末は平均粒径5μm以下に、フラック
ス粉末は平均粒径30μm以下にそれぞれ微粉砕してお
くのが好ましい。なお、出発材料として必ずしもAl、
Si等を単体で用いなければならないものではなく、A
l−Si系合金の粉末の形で用いても良い。
【0014】上記各粉末を、前述した所定の配合比率に
なるように混合した後、Al缶等の容器に充填したの
ち、容器内を1mmHg以下に脱ガスし、次いで熱間プ
レス等により加熱圧粉する。次に、得られた熱圧成形体
の外側の缶体を切削除去した後、成形体に押出等の二次
加工を施して所期するろう材を得る。
【0015】前記Mg含有アルミニウム合金材は、この
ようにして製作されたフラックス含有Al合金ろう材を
用いて、トーチろう付、雰囲気加熱等の常法によりろう
付される。
【0016】
【作用】ろう付に際しては、Mg含有アルミニウム合金
材の被接合部にフラックス含有Al合金ろう材を配置し
て加熱する。フラックスはろう材中に含有されているか
ら、ろう材が溶け始める温度まではフラックスも溶け出
さず、フラックス中のFとMg含有アルミニウム合金材
中のMgとの反応が回避され、ろう材が溶け始めたのち
にフラックスはその作用を発揮するものと推測される。
その結果、フラックス作用とろう材の濡れ拡がりが同時
的に進行してフラックスとMgとが反応する前にろう材
が濡れ拡がるものと推測され、良好なろう付が達成され
る。
【0017】
【実施例】次に、本発明のMg含有アルミニウム合金材
のろう付法の具体的実施例について、図面を参照しつつ
説明する。
【0018】まず、次のような材料粉末および方法によ
り、フラックス含有Al合金ろう材を製作した。
【0019】ろう材成分として、純度99.5%のAl
粉末(平均粒径44μm)、Si粉末(平均粒径5μ
m)、Zn粉末(平均粒径44μm)およびCu粉末
(平均粒径44μm)を、フラックス成分として、4
5.8%KF−54.2%AlF3共晶粉末(平均粒径
30μm)、KF粉末(平均粒径30μm)、AlF3
粉末(平均粒径30μm)、CsF粉末(平均粒径30
μm)およびLiF粉末(平均粒径44μm)を用意し
た。
【0020】上記の各粉末を、後掲の表1のNo.1〜
10に示すような各比率となるように混合比率を変えて
室温で均一に混合し、混合粉末を調整した。各混合粉末
のろう材成分およびフラックス成分の液相線温度は、表
1に示す通りである。
【0021】前記各混合粉末を、直径3インチ×長さ2
00mmのAl缶にそれぞれ大気中にて充填し、各Al
缶を500℃の炉中に配置してAl缶内を1mmHg以
下に真空脱ガスした。その後、上記Al缶を480℃に
加熱したのち、熱間プレスを用いて最大圧力400トン
にて熱圧成形したところ、成形体の長さは110mmと
なった。さらに、成形体の外側に付着しているAl缶体
を切削で除去した後、熱間押出機により温度500℃の
温度で厚さ1mm×幅30mmの平板に押出した。その
ときの押出成形の可否を表1に示す。さらに、押出が可
能であったものについて、その密度を求め、出発材料を
基に計算された理論密度と比較したところ、いずれも理
論値の98%以上の緻密なものであった。
【0022】続いて、良好に押出せたNo.1〜6、
8、9について、図1に示されている要領でろう付性を
評価した。
【0023】接合部材(1)(1)には、固相線温度5
78℃のAl−5wt%Mg合金で幅30mm×長さ10
0mm×厚さ1mmの平板を用い、前記フラックス含有
Al合金ろう材(2)は幅30mm×長さ30mm×厚
さ1mmに切り出したものを用いた。そして、接合部材
(1)(1)の端部同士を、これらの間に前記フラック
ス含有Al合金ろう材(2)をサンドイッチ状に介在配
置した状態に重ね代30mmで重ね合せ、この重ね合せ部
分をSUS304からなる直径30mmの円筒体(3)
(3)で挟んで加圧するとともに、円筒体(3)をニク
ロムヒータ(4)によりに加熱した。このような加熱装
置により、加熱温度1000℃、加圧力10kgf,加
圧時間10秒間の条件で接合部材(1)をろう付けし、
その接合部の状態を観察してろう付性を評価した。
【0024】さらに、比較例No.11として、同じ加
熱装置により、フラックス含有Al合金ろう材(2)の
かわりに同じ寸法のA4045Al合金(Si含有量1
0wt%)の両面に45.8%KF−54.2%AlF3
懸濁液を塗布したものを使用し、加熱温度1000℃、
加圧力10kgf,加圧時間15秒間の条件で接合部材
(1)をろう付けした。
【0025】これらの結果を表1に示す。
【0026】
【表1】 表1の結果から、この発明によれば、弗化物系フラック
スを用いてのMg含有Al合金材のろう付を良好に行い
得ることを確認し得た。これに対して、ろう材成分の液
相線温度の高いNo.3は、ろう材の溶融が不十分でろ
う付性が悪く、フラックス配合量の少ないNo.6もろ
うの濡れが悪かった。また、フラックス配合量の多いN
o.7およびろう材成分中のAl量の少ないNo.10
は、押出時にフラックスが割れてしまいろう付性を評価
するに至らなかった。さらに、フラックスを塗布したN
o.11に至っては、ろう付に15秒かけてもフィレッ
トが不均一で、接合部材(1)も粒界で一部溶け出して
いた。
【0027】
【発明の効果】以上の説明したように、本発明のMg含
有アルミニウム合金材のろう付法は、液相線温度が58
0℃以下のろう材成分と、液相線温度が560℃以下の
弗化物系フラックス成分とが、重量比で95:5〜70
〜30で配合されるとともに、密度が理論値の90%以
上であるフラックス含有Al合金ろう材を用いるため、
1.5wt%を超え6.0wt%以下のMgを含有するアル
ミニウム合金材のろう付を極めて良好に行うことがで
き、Mg含有アルミニウム合金材のろう付品への用と拡
大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例におけるろう付方法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1…接合部材 2…フラックス含有Al合金ろう材 3…円筒体 4…ニクロムヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1.5wt%を超え6.0wt%以下のMg
    を含有するアルミニウム合金材をろう付するに際し、液
    相線温度が580℃以下のろう材成分と、液相線温度が
    560℃以下の弗化物系フラックス成分とが、重量比で
    95:5〜70〜30で配合されるとともに、密度が理
    論値の90%以上であるフラックス含有Al合金ろう材
    を、被接合部に配置し加熱してろう付することを特徴と
    するMg含有アルミニウム合金材のろう付方法。
JP15939593A 1993-06-29 1993-06-29 Mg含有アルミニウム合金材のろう付方法 Pending JPH079123A (ja)

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