JPH09323164A - ブレージングシート、及びブレージングシートを用いた真空ろう付け方法 - Google Patents
ブレージングシート、及びブレージングシートを用いた真空ろう付け方法Info
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- JPH09323164A JPH09323164A JP14425296A JP14425296A JPH09323164A JP H09323164 A JPH09323164 A JP H09323164A JP 14425296 A JP14425296 A JP 14425296A JP 14425296 A JP14425296 A JP 14425296A JP H09323164 A JPH09323164 A JP H09323164A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空ろう付け性に優れたブレージングシート
を提供する。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金の芯
材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッド
されたブレージングシートにおいて、前記Al-Mg-Si系合
金のろう材の表面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜が形成さ
れ、その上に厚さ 5nm以下の酸化珪素皮膜が形成されて
いるブレージングシート。 【効果】 酸化皮膜厚さおよび酸化珪素皮膜厚さが適正
なので良好な真空ろう付け性が得られる。
を提供する。 【解決手段】 アルミニウム又はアルミニウム合金の芯
材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッド
されたブレージングシートにおいて、前記Al-Mg-Si系合
金のろう材の表面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜が形成さ
れ、その上に厚さ 5nm以下の酸化珪素皮膜が形成されて
いるブレージングシート。 【効果】 酸化皮膜厚さおよび酸化珪素皮膜厚さが適正
なので良好な真空ろう付け性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドロンカップタイ
プのオイルクーラー、エバポレーター、インタークーラ
ー、又はラジエーターのような中空構造を有するアルミ
ニウム製熱交換器に適した、真空ろう付け性に優れるブ
レージングシート、及びブレージングシートを用いた真
空ろう付け方法に関する。
プのオイルクーラー、エバポレーター、インタークーラ
ー、又はラジエーターのような中空構造を有するアルミ
ニウム製熱交換器に適した、真空ろう付け性に優れるブ
レージングシート、及びブレージングシートを用いた真
空ろう付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブレージングシートは、アルミニウム芯
材の片面又は両面にろう材をクラッドしたものである。
ブレージングシートには、芯材とろう材の組合わせから
種々のものがあり、JIS-Z2363 により規格化されてい
る。熱交換器に使用されるブレージングシートには、芯
材にJIS-A3003 、JIS-A3005 、JIS-A3105 、JIS-A6951
を用い、ろう材としては、通常、JIS-BA4004又はJIS-AA
4104が用いられている。ブレージングシートの厚さは
0.5〜1.2mm であり、ろう材は芯材の片面又は両面にク
ラッドされ、クラッド率は、通常、片面あたり 5〜15%
である。このブレージングシートを用いて例えば熱交換
器（ドロンカップタイプのエバポレーター）を製造する
には、図１に示すように、ブレージングシートをプレス
成形した複数の部材１を、部材１間にコルゲートフィン
２を配置しつつ積層し、この積層体を10-3〜10-2Paの真
空中で 600℃に加熱する真空ろう付け法により行われて
いる。前記真空ろう付けは、フラックスが不要で公害の
恐れがない為、前記熱交換器を始め、種々のアルミニウ
ム製構造体の製造に使用されている。
材の片面又は両面にろう材をクラッドしたものである。
ブレージングシートには、芯材とろう材の組合わせから
種々のものがあり、JIS-Z2363 により規格化されてい
る。熱交換器に使用されるブレージングシートには、芯
材にJIS-A3003 、JIS-A3005 、JIS-A3105 、JIS-A6951
を用い、ろう材としては、通常、JIS-BA4004又はJIS-AA
4104が用いられている。ブレージングシートの厚さは
0.5〜1.2mm であり、ろう材は芯材の片面又は両面にク
ラッドされ、クラッド率は、通常、片面あたり 5〜15%
である。このブレージングシートを用いて例えば熱交換
器（ドロンカップタイプのエバポレーター）を製造する
には、図１に示すように、ブレージングシートをプレス
成形した複数の部材１を、部材１間にコルゲートフィン
２を配置しつつ積層し、この積層体を10-3〜10-2Paの真
空中で 600℃に加熱する真空ろう付け法により行われて
いる。前記真空ろう付けは、フラックスが不要で公害の
恐れがない為、前記熱交換器を始め、種々のアルミニウ
ム製構造体の製造に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】真空ろう付けにおい
て、ブレージングシートの表面性状がろう付け性に大き
く影響する。表面にプレス成形油やＡｌ粉、ごみ等が付
着していたり、酸化皮膜が形成されていると、ろう付け
性が低下してしまう。その為、真空ろう付け前に表面を
洗浄する。表面洗浄は、当初、有機溶剤を用いて行って
いたが、有機溶剤は環境保全の上から使用できなくな
り、燐酸系や珪酸系の水溶性洗浄液が使用されるように
なった。しかし、前記燐酸系洗浄液には公害の面から廃
液処理に難があり、珪酸系洗浄液は、アルミニウム表面
と反応して不活性な酸化珪素皮膜を生成する為、ろう付
け性が不安定になる場合があるという問題があった。こ
のようなことから、本発明者等は、ブレージングシート
のろう付け性を改善する為、ブレージングシート製造時
に生成するアルミニウムの酸化皮膜とブレージングシー
トを真空ろう付けする際の珪酸系水溶液での洗浄時に生
成する酸化珪素皮膜がろう付け性に及ぼす影響について
種々研究を行った。その結果、前記酸化皮膜厚さを所定
厚さに制御することにより、ろう付け性を改善できるこ
とを知見し、更に研究を重ねて、本発明を完成させるに
至った。本発明は、アルミニウム製熱交換器用部材等に
適した、ろう付け性に優れたブレージングシート、及び
ブレージングシートを用いた真空ろう付け方法の提供を
目的とする。
て、ブレージングシートの表面性状がろう付け性に大き
く影響する。表面にプレス成形油やＡｌ粉、ごみ等が付
着していたり、酸化皮膜が形成されていると、ろう付け
性が低下してしまう。その為、真空ろう付け前に表面を
洗浄する。表面洗浄は、当初、有機溶剤を用いて行って
いたが、有機溶剤は環境保全の上から使用できなくな
り、燐酸系や珪酸系の水溶性洗浄液が使用されるように
なった。しかし、前記燐酸系洗浄液には公害の面から廃
液処理に難があり、珪酸系洗浄液は、アルミニウム表面
と反応して不活性な酸化珪素皮膜を生成する為、ろう付
け性が不安定になる場合があるという問題があった。こ
のようなことから、本発明者等は、ブレージングシート
のろう付け性を改善する為、ブレージングシート製造時
に生成するアルミニウムの酸化皮膜とブレージングシー
トを真空ろう付けする際の珪酸系水溶液での洗浄時に生
成する酸化珪素皮膜がろう付け性に及ぼす影響について
種々研究を行った。その結果、前記酸化皮膜厚さを所定
厚さに制御することにより、ろう付け性を改善できるこ
とを知見し、更に研究を重ねて、本発明を完成させるに
至った。本発明は、アルミニウム製熱交換器用部材等に
適した、ろう付け性に優れたブレージングシート、及び
ブレージングシートを用いた真空ろう付け方法の提供を
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
アルミニウム又はアルミニウム合金の芯材の片面又は両
面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッドされたブレージ
ングシートにおいて、前記Al-Mg-Si系合金のろう材の表
面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜が形成され、その上に厚さ
5nm以下の酸化珪素皮膜が形成されていることを特徴と
するブレージングシートである。
アルミニウム又はアルミニウム合金の芯材の片面又は両
面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッドされたブレージ
ングシートにおいて、前記Al-Mg-Si系合金のろう材の表
面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜が形成され、その上に厚さ
5nm以下の酸化珪素皮膜が形成されていることを特徴と
するブレージングシートである。
【０００５】請求項２記載の発明は、アルミニウム又は
アルミニウム合金の芯材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合
金のろう材がクラッドされたブレージングシートを、珪
酸系洗浄液で洗浄したのち真空中でろう付けする方法に
おいて、前記ブレージングシートの表面に厚さ 5〜15nm
の酸化皮膜を形成し、次いでこのブレージングシートを
前記珪酸系洗浄液で洗浄して、前記酸化皮膜上に厚さ 5
nm以下の酸化珪素皮膜を形成することを特徴とするブレ
ージングシートを用いた真空ろう付け方法である。
アルミニウム合金の芯材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合
金のろう材がクラッドされたブレージングシートを、珪
酸系洗浄液で洗浄したのち真空中でろう付けする方法に
おいて、前記ブレージングシートの表面に厚さ 5〜15nm
の酸化皮膜を形成し、次いでこのブレージングシートを
前記珪酸系洗浄液で洗浄して、前記酸化皮膜上に厚さ 5
nm以下の酸化珪素皮膜を形成することを特徴とするブレ
ージングシートを用いた真空ろう付け方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明において、ブレージングシ
ートの芯材の合金の種類及びその調質については、特に
制限はなく、部材の種類によって、例えば、JIS-3003合
金や、それにMg、Cu、Zn、Sn、In等を添加した合金や熱
伝導性を考慮した純アルミニウム系合金を適宜用いれば
良い。ろう材には、Al-Mg-Si系合金(JIS-BA-4004) や A
l-Mg-Si-Bi系合金(JIS-AA-4101) 等の通常の真空ろう付
け用ろう材が用いられる。
ートの芯材の合金の種類及びその調質については、特に
制限はなく、部材の種類によって、例えば、JIS-3003合
金や、それにMg、Cu、Zn、Sn、In等を添加した合金や熱
伝導性を考慮した純アルミニウム系合金を適宜用いれば
良い。ろう材には、Al-Mg-Si系合金(JIS-BA-4004) や A
l-Mg-Si-Bi系合金(JIS-AA-4101) 等の通常の真空ろう付
け用ろう材が用いられる。
【０００７】ブレージングシートを用いた真空ろう付け
方法のメカニズムは、ブレージングシートのろう材中に
添加されているMgが 400℃付近から徐々に蒸発し始め、
そのゲッター（還元）作用により炉内の酸化性ガスが除
去される（例えばH2O+Mg→MgO+H2、O2+2Mg→2MgO）。又
ろう材溶融時にMgが急激に蒸発して、ろう材表面の酸化
皮膜に対してもゲッター作用を及ぼすとともに、酸化皮
膜を破壊してろう付け性を改善する。
方法のメカニズムは、ブレージングシートのろう材中に
添加されているMgが 400℃付近から徐々に蒸発し始め、
そのゲッター（還元）作用により炉内の酸化性ガスが除
去される（例えばH2O+Mg→MgO+H2、O2+2Mg→2MgO）。又
ろう材溶融時にMgが急激に蒸発して、ろう材表面の酸化
皮膜に対してもゲッター作用を及ぼすとともに、酸化皮
膜を破壊してろう付け性を改善する。
【０００８】本発明において、ろう材表面の酸化皮膜と
は、ブレージングシートの製造工程途中に施す焼鈍等で
ろう材表面に成長する酸化皮膜(Al2O3を主成分とする)
を言う。前記のろう材表面に酸化皮膜が形成されたブレ
ージングシートを珪酸系洗浄液で洗浄すると前記酸化皮
膜の上に酸化珪素皮膜が形成される。この酸化珪素皮膜
は不活性な為ろうとの濡れ性が悪く、厚さが５nmより厚
くなるとろう付け性は極端に低下する。ところで酸化珪
素皮膜の厚さは、前記酸化皮膜厚さにより左右され、酸
化皮膜厚さが５nm未満と極端に薄いと珪酸系洗浄液で洗
浄の際に、洗浄液とブレージングシート表面が反応し易
くなり、真空ろう付け時の洗浄で酸化珪素皮膜が５nmを
超えて厚く生成するようになる。一方前記酸化皮膜の厚
さが15nmより厚いと、珪酸系洗浄液で洗浄の際に酸化珪
素皮膜の生成は抑制されるが、真空ろう付け時にろう材
からMgが蒸発しなくなり、酸化皮膜がMgの蒸発により破
壊されず、その結果ろうの濡れ性が低下し、ろう付け性
が悪化するという弊害がある。従って、ブレージングシ
ートのろう材表面の酸化皮膜厚さは 5〜15nmの範囲が最
も適している。
は、ブレージングシートの製造工程途中に施す焼鈍等で
ろう材表面に成長する酸化皮膜(Al2O3を主成分とする)
を言う。前記のろう材表面に酸化皮膜が形成されたブレ
ージングシートを珪酸系洗浄液で洗浄すると前記酸化皮
膜の上に酸化珪素皮膜が形成される。この酸化珪素皮膜
は不活性な為ろうとの濡れ性が悪く、厚さが５nmより厚
くなるとろう付け性は極端に低下する。ところで酸化珪
素皮膜の厚さは、前記酸化皮膜厚さにより左右され、酸
化皮膜厚さが５nm未満と極端に薄いと珪酸系洗浄液で洗
浄の際に、洗浄液とブレージングシート表面が反応し易
くなり、真空ろう付け時の洗浄で酸化珪素皮膜が５nmを
超えて厚く生成するようになる。一方前記酸化皮膜の厚
さが15nmより厚いと、珪酸系洗浄液で洗浄の際に酸化珪
素皮膜の生成は抑制されるが、真空ろう付け時にろう材
からMgが蒸発しなくなり、酸化皮膜がMgの蒸発により破
壊されず、その結果ろうの濡れ性が低下し、ろう付け性
が悪化するという弊害がある。従って、ブレージングシ
ートのろう材表面の酸化皮膜厚さは 5〜15nmの範囲が最
も適している。
【０００９】本発明において、ブレージングシートの酸
化皮膜厚さは、製造工程途中の焼鈍条件、特に最終焼鈍
条件により制御できる。又酸化珪素皮膜の厚さは、前記
酸化皮膜厚さ及び珪酸系洗浄液を用いた洗浄条件により
制御できる。本発明において、酸化皮膜又は酸化珪素皮
膜の厚さは、オージェ電子分光法で約10μｍ径の面積に
渡り測定し、測定後の段階測定により換算して求める。
本発明のブレージングシートにおけるろう材のクラッド
率は特に制限がなく、通常3%以上あれば良い。特には、
片面あたり 5〜20% が望ましい。
化皮膜厚さは、製造工程途中の焼鈍条件、特に最終焼鈍
条件により制御できる。又酸化珪素皮膜の厚さは、前記
酸化皮膜厚さ及び珪酸系洗浄液を用いた洗浄条件により
制御できる。本発明において、酸化皮膜又は酸化珪素皮
膜の厚さは、オージェ電子分光法で約10μｍ径の面積に
渡り測定し、測定後の段階測定により換算して求める。
本発明のブレージングシートにおけるろう材のクラッド
率は特に制限がなく、通常3%以上あれば良い。特には、
片面あたり 5〜20% が望ましい。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。JIS-A3003合金からなる芯材の両面にろう材(JIS BA
4004) をクラッド (クラッド率片面15%)し、このクラ
ッド材に、ソーキング、熱間圧延、中間焼鈍を施してブ
レージングシート材（板厚 0.6mmの焼鈍材）を作製し
た。酸化皮膜厚さは、最終焼鈍の雰囲気を変えることに
より変化させた。
る。JIS-A3003合金からなる芯材の両面にろう材(JIS BA
4004) をクラッド (クラッド率片面15%)し、このクラ
ッド材に、ソーキング、熱間圧延、中間焼鈍を施してブ
レージングシート材（板厚 0.6mmの焼鈍材）を作製し
た。酸化皮膜厚さは、最終焼鈍の雰囲気を変えることに
より変化させた。
【００１１】得られたブレージングシート材をプレス成
形してカップを複数個作製し、これらカップを珪酸系洗
浄液で洗浄したのち、図２(a),(b) に示すように６個積
み重ね、最上段のカップ３の排気口４に排気筒５を配置
した。図で６は排気口のないカップ、７はフランジ部で
ある。この積み重ね体を 6.7×10-3Paの真空中で、50℃
/min. の速度で昇温し 600℃に到達後３分間保持して一
体にろう付けした。次にフランジ部７の外側と内側
の間に発生するろう切れ部の長さｆを測定し（図２(c)
参照）、前記ろう切れ部の長さｆをろう付け部全長ｔで
除した比率（ろう切れ発生率）を求めた。結果を表１に
示す。
形してカップを複数個作製し、これらカップを珪酸系洗
浄液で洗浄したのち、図２(a),(b) に示すように６個積
み重ね、最上段のカップ３の排気口４に排気筒５を配置
した。図で６は排気口のないカップ、７はフランジ部で
ある。この積み重ね体を 6.7×10-3Paの真空中で、50℃
/min. の速度で昇温し 600℃に到達後３分間保持して一
体にろう付けした。次にフランジ部７の外側と内側
の間に発生するろう切れ部の長さｆを測定し（図２(c)
参照）、前記ろう切れ部の長さｆをろう付け部全長ｔで
除した比率（ろう切れ発生率）を求めた。結果を表１に
示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１より明らかなように、本発明例品 (N
o.1〜3)は、いずれも、ろう切れ発生率が低くろう付け
性に優れるものであった。尚、珪酸系洗浄液を用いて洗
浄したので、廃液処理は公害を心配せずに容易に行え
た。これに対し、比較例品のNo.4は酸化皮膜が厚い為Mg
の蒸発による酸化皮膜の破壊等が十分になされず、又N
o.5は酸化皮膜が薄い為、酸化珪素皮膜が厚く形成され
ろうの濡れ性が低下して、いずれもろう切れ発生率が増
加した。
o.1〜3)は、いずれも、ろう切れ発生率が低くろう付け
性に優れるものであった。尚、珪酸系洗浄液を用いて洗
浄したので、廃液処理は公害を心配せずに容易に行え
た。これに対し、比較例品のNo.4は酸化皮膜が厚い為Mg
の蒸発による酸化皮膜の破壊等が十分になされず、又N
o.5は酸化皮膜が薄い為、酸化珪素皮膜が厚く形成され
ろうの濡れ性が低下して、いずれもろう切れ発生率が増
加した。
【００１４】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のブレージ
ングシートは、酸化皮膜厚さおよび酸化珪素皮膜厚さが
適正なので良好な真空ろう付け性が得られる。また前記
酸化皮膜は通常の焼鈍等により、酸化珪素皮膜は無公害
処理液により、いずれも容易に形成できる。依って、工
業上顕著な効果を奏する。
ングシートは、酸化皮膜厚さおよび酸化珪素皮膜厚さが
適正なので良好な真空ろう付け性が得られる。また前記
酸化皮膜は通常の焼鈍等により、酸化珪素皮膜は無公害
処理液により、いずれも容易に形成できる。依って、工
業上顕著な効果を奏する。
【図１】ドロンカップタイプのエバポレーターの斜視図
である。
である。
【図２】カップを積み重ねた試験用中空構造体の平面図
(a) 、縦断面図(b) 、部分拡大図(c) である。
(a) 、縦断面図(b) 、部分拡大図(c) である。
１ 部材 ２ コルゲートフィン ３ 排気口付きカップ ４ 排気口 ５ 排気筒 ６ 排気口のないカップ ７ フランジ部
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金の芯
材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッド
されたブレージングシートにおいて、前記Al-Mg-Si系合
金のろう材の表面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜が形成さ
れ、その上に厚さ 5nm以下の酸化珪素皮膜が形成されて
いることを特徴とするブレージングシート。 - 【請求項２】 アルミニウム又はアルミニウム合金の芯
材の片面又は両面にAl-Mg-Si系合金のろう材がクラッド
されたブレージングシートを、珪酸系洗浄液で洗浄した
のち真空中でろう付けする方法において、前記ブレージ
ングシートの表面に厚さ 5〜15nmの酸化皮膜を形成し、
次いでこのブレージングシートを前記珪酸系洗浄液で洗
浄して、前記酸化皮膜上に厚さ 5nm以下の酸化珪素皮膜
を形成することを特徴とするブレージングシートを用い
た真空ろう付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14425296A JPH09323164A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ブレージングシート、及びブレージングシートを用いた真空ろう付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14425296A JPH09323164A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ブレージングシート、及びブレージングシートを用いた真空ろう付け方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323164A true JPH09323164A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15357781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14425296A Pending JPH09323164A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ブレージングシート、及びブレージングシートを用いた真空ろう付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09323164A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010247209A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法およびフラックスレスろう付け用アルミニウムクラッド材 |
| CN103157864A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 贵州永红航空机械有限责任公司 | 铝合金水、气分离器真空钎焊工艺 |
| JP2014136235A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム材のろう付方法およびアルミニウム材 |
-
1996
- 1996-06-06 JP JP14425296A patent/JPH09323164A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010247209A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法およびフラックスレスろう付け用アルミニウムクラッド材 |
| CN103157864A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 贵州永红航空机械有限责任公司 | 铝合金水、气分离器真空钎焊工艺 |
| JP2014136235A (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム材のろう付方法およびアルミニウム材 |
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