JPH0929487A - ろう付用フラックス組成物及びこのろう付用フラックス 組成物を用いたAl材料、熱交換器並びにその製造方法 - Google Patents

ろう付用フラックス組成物及びこのろう付用フラックス 組成物を用いたAl材料、熱交換器並びにその製造方法

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JPH0929487A
JPH0929487A JP18955795A JP18955795A JPH0929487A JP H0929487 A JPH0929487 A JP H0929487A JP 18955795 A JP18955795 A JP 18955795A JP 18955795 A JP18955795 A JP 18955795A JP H0929487 A JPH0929487 A JP H0929487A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過剰にフラックスを使用しないでろう付が行
える技術を提供することである。 【解決手段】 ろう付用フラックスと、バインダとを含
有してなり、ろう材を含有していないろう付用フラック
ス組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付用フラック
ス組成物及びこのろう付用フラックス組成物を用いたA
l材料、熱交換器並びにその製造方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】例えば、自動車用のエ
バポレータ、コンデンサ、オイルクーラ、ラジエータ等
のアルミニウム又はアルミニウム合金(Al)製の熱交
換器は、Al−Si系合金からなるろう材がクラッドさ
れたブレージングシートでチューブ又はフィンを構成
し、これを所定の形状に組み立て、ろう付することによ
り製造されている。
【0003】このろう付に際して、ろう材表面の酸化皮
膜を破壊・除去しないと、充分な接合がなされない。こ
の為、ろう付に際して、塩化物系あるいはフッ化物系の
フラックスが用いられている。具体的には、フラックス
を水あるいはアルコールに分散させた懸濁液をろう付部
分(ろう材表面)にスプレー塗布し、この後ろう付温度
に加熱してろう付がなされている。
【0004】しかし、例えばチューブとフィンとのろう
付部分を考えれば判る通り、ろう付部分は、一般的に、
凹凸あるいは曲面であることが多い。そして、このよう
な幾何学的特徴を有する部分にフラックス懸濁液をスプ
レー塗布しても、フラックスが良好に供給されない。こ
の為、必要以上にフラックス懸濁液をスプレー塗布しが
ちである。
【0005】従って、フラックスが無駄に消費されてし
まう。又、過剰に供給されたフラックスは、ろう付炉中
で脱落し、炉内の汚染や炉壁の耐久性が心配される。更
に、熱交換器内部に入り込んだ過剰のフラックスの残渣
は外観劣化をもたらす心配も有る。
【0006】このように、ろう材が予め設けられている
部分にフラックスを供給するに際して、フラックスを必
要以上に供給しない技術の開発が待たれた。従って、本
発明は、過剰にフラックスを使用しないでろう付が行え
る技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的は、ろ
う付用フラックスと、バインダとを含有してなり、ろう
材を含有していないことを特徴とするろう付用フラック
ス組成物によって達成される。特に、ろう付用フラック
スと、バインダとを含有し、ろう材は含有しておらず、
前記バインダ100重量部に対してろう付用フラックス
は100〜2000重量部であることを特徴とするろう
付用フラックス組成物によって達成される。
【0008】特に、上記ろう付用フラックス組成物には
溶剤を更に含有してなり、塗料タイプのものであるもの
が好ましい。すなわち、塗料タイプのろう付用フラック
ス組成物を、予めろう材が設けられているAl材料のろ
う材表面に塗布し、乾燥後、Al−ろう材−フラックス
がバインダ中に分散してなる塗膜の複合材料を所定の形
状に加工し、これを用いてろう付することによって熱交
換器が作製できるからである。つまり、加工前、あるい
はろう付の為の部品組み合わせ前にフラックスをろう材
表面に設けることが簡単に出来、しかもフラックス量を
計算してろう材表面に設けることが出来、フラックスを
過剰に使用することがなくなる。
【0009】尚、本発明のろう付用フラックス組成物に
用いるバインダは、不活性雰囲気中において100〜6
00℃の温度で分解(特に、分解・揮発(蒸散))する
ものを用いることが好ましい。これは、通常の条件下に
おいてはフラックスがろう材表面から離散することがな
く、かつ、ろう付温度においてはバインダがなくなり、
フラックスがろう材表面に供給されるようにする為であ
る。
【0010】又、本発明の目的は、Al材と、このAl
材の表面に設けられたろう材層と、このろう材層の上に
設けられた上記のろう付用フラックス組成物を設けてろ
う付用フラックスが分散してなる塗膜とを具備すること
を特徴とするAl材料によって達成される。又、上記A
l材料を熱交換器用の部品に加工した後、ろう材表面に
設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる
熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付け
することを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成
される。
【0011】特に、ろう材層が表面に設けられたAl材
を予熱した後、上記のろう付用フラックス組成物を設け
てろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、その
後これを熱交換器用の部品に加工した後、ろう材表面に
設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してなる
熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付け
することを特徴とする熱交換器の製造方法によって達成
される。
【0012】すなわち、ろう材が予め表面に設けられて
なる熱交換器用の部品材料に、上記のろう付用フラック
ス組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗
膜を設け、このろう材表面に設けられた塗膜中にろう付
用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品材料を所
定の形状を有する熱交換器用の部品に加工し、これを他
の部品と組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱
交換器の製造方法によって達成される。
【0013】又、ろう材が予め表面に設けられてなる熱
交換器用の部品に、上記のろう付用フラックス組成物を
設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜を設け、
このろう材表面に設けられた塗膜中にろう付用フラック
スが分散してなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み
合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造
方法によって達成される。
【0014】特に、ろう材が予め表面に設けられてなる
熱交換器用の部品を予熱した後、該熱交換器用の部品
に、上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付用
フラックスが分散してなる塗膜を設け、このろう材表面
に設けられた塗膜中にろう付用フラックスが分散してな
る熱交換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付
けすることを特徴とする熱交換器の製造方法によって達
成される。
【0015】又、ろう材が設けられ、かつ、このろう材
表面に上記のろう付用フラックス組成物を設けてろう付
用フラックスが分散してなる塗膜が設けられてなる熱交
換器用の部品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けして
なることを特徴とする熱交換器によって達成される。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明のろう付用フラックス組成
物は、ろう材を含有せず、ろう付用フラックスとバイン
ダとを含有したものである。更には、溶剤を含有する。
従って、このろう付用フラックス組成物からなる膜、特
に塗膜は、バインダ中にフラックスが分散したのみであ
る。例えば、本願出願人が先に提案したろう材粉末とフ
ラックスとがバインダ中に分散したものとは異なる。
【0017】バインダ膜中におけるフラックス量はバイ
ンダ膜の厚さによっても相違するが、膜厚は薄すぎても
厚すぎても好ましくなく、5〜200μm程度とするの
が妥当であり、このことを考慮するとバインダ100重
量部に対してろう付用フラックスが100〜2000重
量部、望ましくは400〜1000重量部とするのが好
ましい。
【0018】フラックスとしては、塩化物系あるいはフ
ッ化物系いずれのものであっても良いが、好ましくはK
F−AlF3 ,RbF−AlF3 のようなフッ化物系の
フラックスが用いられる。不活性雰囲気中において10
0〜600℃の温度で分解、特に分解・揮発(蒸散)す
るバインダとしては、特に、分子量1000〜1000
00のアクリル系あるいはメタクリル系の樹脂が好まし
い。例えば、分子量1000〜100000のポリアク
リル酸ブチル等が挙げられる。
【0019】溶剤としては、例えばメタノール、エタノ
ール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコ
ール、ペンタノール等の炭素数1〜8の脂肪族アルコー
ルが挙げられる。他に、水などを用いることが出来る。
最も好ましい溶剤はイソプロピルアルコールである。溶
剤の量は、塗布手段によって多少の相違があるものの、
バインダと溶剤との配合割合は、バインダ/溶剤が重量
比で100/100〜100/10000(特に、10
0/500〜100/2000)が好ましい。
【0020】そして、上記のようなろう付用フラックス
組成物がAl材料の表面に塗布される。特に、Al−S
i合金やAl−Si−Zn合金などのろう材がクラッド
されたAl材料、ろう材が溶射されたAl材料、ろう材
溶湯中に浸漬することによりろう材がコートされたAl
材料、ビレット外側をろう材で被覆して押出すことによ
り芯材表面にろう材層が設けられたAl材料の表面に塗
布される。塗布手段としては、例えばスプレ法、フロー
コータ法、ロールコータ法、刷毛塗りと言った各種の手
段を採用できる。そして、かかる手段により、乾燥後の
厚さが約5〜200μmとなるよう塗布される。より好
ましくは約10〜150μm、もっと好ましくは約10
〜60μmである。この模式図を示したのが図1であ
る。すなわち、Al材1の表面にはAl−Si合金やA
l−Si−Zn合金などのろう材層2が20〜400g
/m2 、特に40〜120g/m2 厚さ設けられてお
り、このろう材層2の表面にろう付用フラックス3が分
散(2〜80g/m2 )してなる塗膜4が5〜200μ
m厚設けられたものである。これに対して、図2に示す
模式図は、Al材1の表面に塗膜4が直接設けられ、こ
の塗膜4中にろう付用フラックス3とろう材粉末5とが
分散してなる。従って、図1と図2とから判る通り、本
発明のものは、ろう材層が有り、その上に設けられた塗
膜中にろう付用フラックスが分散している点に特徴が有
る。そして、塗膜4中にろう材粉末は実質上含まれてい
ない。
【0021】図1に示される積層タイプのAl材料を加
工して構成した熱交換器の部品(例えば、チューブ)、
あるいはろう材をクラッドしたAl材料を用いて熱交換
器の部品に加工し、その後、表面(ろう材表面)にろう
付用フラックスが分散してなる塗膜を設けることにより
構成された熱交換器の部品と他の部品とを組み合わせ、
不活性雰囲気下でろう付けすることにより熱交換器が作
製される。
【0022】尚、ろう付用フラックスが分散してなる塗
膜を設ける前に、予め、例えば予熱しておき、その後、
表面(ろう材表面)にろう付用フラックスが分散してな
る塗膜を設けるようにすれば、塗膜が均一に形成され易
い。
【0023】
【実施例1】 〔ろう付用フラックス組成物〕 KF−AlF3 500重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 1000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる幅100mm、厚さ
0.4mmのコイル材 〔塗布方法〕カーテンコータにより、4g/m2 (平
均)となるようコイル材の表面にろう付用フラックス組
成物を塗布し、塗布後100℃で1分間の乾燥 〔熱交換器〕上記ろう付用フラックス組成物が塗布され
たコイル材をプレス・打ち抜き加工してドロンカップ型
エバポレータ部材を作製した。これを組み立て、窒素雰
囲気下において600℃でろう付けした。
【0024】
【実施例2】 〔ろう付用フラックス組成物〕 KF−AlF3 1000重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 10000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる幅100mm、厚さ
0.4mmのコイル材 〔塗布方法〕コイル材をドロンカップ型エバポレータ部
材に成形加工し、これを120℃に予熱した後、スプレ
塗布して4g/m2 (平均)となるようろう付用フラッ
クス組成物を表面に塗布 〔熱交換器〕上記部品を用いて組み立て、窒素雰囲気下
において600℃でろう付けした。
【0025】
【実施例3】 〔ろう付用フラックス組成物A〕 KF−AlF3 400重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 1000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる直径25mm、肉厚
0.4mmの電縫管(ヘッダー) 〔塗布方法〕スプレ塗布して6g/m2 (平均)となる
ようろう付用フラックス組成物Aをヘッダー表面に塗布
し、塗布後100℃で1分間の乾燥 〔ろう付用フラックス組成物B〕 KF−AlF3 500重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 5000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる厚さ0.12mmの
クラッドフィン 〔塗布方法〕浸漬塗布して3g/m2 (平均)となるよ
うろう付用フラックス組成物Bをフィン表面に塗布し、
塗布後100℃で1分間の乾燥 〔熱交換器〕上記ヘッダー及びフィンを用いてコンデン
サを組み立て、窒素雰囲気下において600℃でろう付
けした。
【0026】
【実施例4】 〔ろう付用フラックス組成物A〕 KF−AlF3 400重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 1000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる直径25mm、肉厚
0.4mmの電縫管(ヘッダー) 〔塗布方法〕スプレ塗布して6g/m2 (平均)となる
ようろう付用フラックス組成物Aをヘッダー表面に塗布
し、塗布後100℃で1分間の乾燥 〔ろう付用フラックス組成物B〕 KF−AlF3 500重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 5000重量部 〔被塗布材〕Al−Si合金(ろう材)が10%の割合
でクラッドされたAl合金からなる厚さ0.12mmの
クラッドフィン 〔塗布方法〕浸漬塗布して3g/m2 (平均)となるよ
うろう付用フラックス組成物Bをフィン表面に塗布し、
塗布後100℃で1分間の乾燥 〔熱交換器〕上記ヘッダー及びフィンを用いてコンデン
サを組み立て、窒素雰囲気下において600℃でろう付
けした。
【0027】
【比較例1】実施例1において、ろう付用フラックス組
成物を塗布していないコイル材を用いてドロンカップ型
エバポレータ部材を作製し、これを組み立てた後フラッ
クスを水に分散させた10wt%フラックス液をスプレ
ー塗布し、この後窒素雰囲気下において600℃でろう
付けし、熱交換器を得た。
【0028】
【比較例2】 〔ろう材粉末組成物〕 平均粒径20μmのAl−Si合金ろう材粉末 1000重量部 平均分子量5000のポリアクリル酸ブチル 100重量部 イソプロピルアルコール 600重量部 〔被塗布材〕Al合金からなる幅100mm、厚さ0.
4mmのコイル材 〔塗布方法〕カーテンコータにより、60g/m2 (平
均)となるようコイル材の表面にろう材粉末組成物を塗
布し、塗布後100℃で1分間の乾燥 〔熱交換器〕上記ろう材粉末組成物が塗布されたコイル
材をプレス・打ち抜き加工してドロンカップ型エバポレ
ータ部材を作製した。これを組み立て、フラックスを水
で分散させた10wt%フラックス溶液をスプレー塗布
して乾燥し、窒素雰囲気下において600℃でろう付け
した。
【0029】
【特性】上記各例で得た熱交換器について接合部の接合
状態、及びフラックス残渣について調べたので、その結
果を表−1に示す。 表−1 接合部の接合状態 フラックス残渣 実施例1 熱交換器内部、外部共に充分な 熱交換器内部、外部共にフラック フィレットが形成されていた。 ス残渣は殆ど見られなかった。 実施例2 熱交換器内部、外部共に充分な 熱交換器内部、外部共にフラック フィレットが形成されていた。 ス残渣は殆ど見られなかった。 実施例3 チューブとフィンとの接合率は 熱交換器外部においてフラックス 98%以上であり、チューブと 残渣は殆ど見られなかった。
【0030】 ヘッダーとの接合部におけるリ ークも全く見られない。 実施例4 チューブとフィンとの接合率は 熱交換器外部においてフラックス 98%以上であり、チューブと 残渣は殆ど見られなかった。 ヘッダーとの接合部におけるリ ークも全く見られない。 比較例1 熱交換器外部の接合は充分であ 熱交換器外部において部分的に残 ったが、内部は殆どろう付けさ 渣が多く認められ、内部はフラッ れていなかった。 クス液が侵入した部分で残渣が多 かった。 比較例2 熱交換器外部の接合は充分であ 熱交換器外部において部分的に残 ったが、内部は殆どろう付けさ 渣が多く認められ、内部はフラッ れていなかった。 クス液が侵入した部分で残渣が多 かった。
【0031】
【発明の効果】ろう付けが確実であり、かつ、多量なフ
ラックス残渣はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるろう付用フラックス組成物の膜が
設けられたAl材料の模式図
【図2】比較例になるAl材料の模式図
【符号の説明】
1 Al材(コイル材) 2 ろう材層 3 フラックス 4 塗膜

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろう付用フラックスと、バインダとを含
    有してなり、ろう材を含有していないことを特徴とする
    ろう付用フラックス組成物。
  2. 【請求項2】 バインダ100重量部に対してろう付用
    フラックスが100〜2000重量部であることを特徴
    とする請求項1のろう付用フラックス組成物。
  3. 【請求項3】 バインダは、不活性雰囲気中において1
    00〜600℃の温度で分解するものであることを特徴
    とする請求項1又は請求項2のろう付用フラックス組成
    物。
  4. 【請求項4】 溶剤を更に含有してなり、塗料タイプの
    ものであることを特徴とする請求項1〜請求項3いずれ
    かのろう付用フラックス組成物。
  5. 【請求項5】 Al材と、 このAl材の表面に設けられたろう材層と、 このろう材層の上に設けられた請求項1〜請求項4いず
    れかのろう付用フラックス組成物を設けてろう付用フラ
    ックスが分散してなる塗膜とを具備することを特徴とす
    るAl材料。
  6. 【請求項6】 請求項5のAl材料を熱交換器用の部品
    に加工した後、ろう材表面に設けられた塗膜中にろう付
    用フラックスが分散してなる熱交換器用の部品と他の部
    品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴とする熱交
    換器の製造方法。
  7. 【請求項7】 ろう材が予め表面に設けられてなる熱交
    換器用の部品に、請求項1〜請求項4いずれかのろう付
    用フラックス組成物を設けてろう付用フラックスが分散
    してなる塗膜を設け、このろう材表面に設けられた塗膜
    中にろう付用フラックスが分散してなる熱交換器用の部
    品と他の部品とを組み合わせ、ろう付けすることを特徴
    とする熱交換器の製造方法。
  8. 【請求項8】 ろう材が設けられ、かつ、このろう材表
    面に請求項1〜請求項4いずれかのろう付用フラックス
    組成物を設けてろう付用フラックスが分散してなる塗膜
    が設けられてなる熱交換器用の部品と他の部品とを組み
    合わせ、ろう付けしてなることを特徴とする熱交換器。
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