JPH10156580A - アルミニウムダイカスト材のろう付方法 - Google Patents
アルミニウムダイカスト材のろう付方法Info
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- die
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- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950°C
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温に加熱してろう付を行うことのできるアル
ミニウムダイカスト材のろう付方法を提供する。 【解決手段】ゲート速度２０ｍ／秒以上で製造したアル
ミニウムダイカスト材を用い、ろう付温度５００℃以下
でろう付する。さらに、好ましくは、アルミニウムダイ
カスト材を、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 以下で製造す
るのが良い。ろう付は、Ａｌ：６〜２４wt％、残部Ｚｎ
及び不純物からなるろう材を用いて行うのが良い。
ミニウムダイカスト材のろう付方法を提供する。 【解決手段】ゲート速度２０ｍ／秒以上で製造したアル
ミニウムダイカスト材を用い、ろう付温度５００℃以下
でろう付する。さらに、好ましくは、アルミニウムダイ
カスト材を、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 以下で製造す
るのが良い。ろう付は、Ａｌ：６〜２４wt％、残部Ｚｎ
及び不純物からなるろう材を用いて行うのが良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウムダ
イカスト材のろう付方法に関する。
イカスト材のろう付方法に関する。
【０００２】なお、この明細書において、「アルミニウ
ム」の語はその合金を含む意味で用いる。
ム」の語はその合金を含む意味で用いる。
【０００３】
【従来の技術】アルミニウムダイカスト製品は、複雑形
状の製品を製作可能で鋳肌の状態が良く、かつ短時間で
鋳造できて生産性も良いため、自動車部品や家電製品を
はじめとして種々の分野で広く使用されている。また、
アルミニウムダイカスト製品は、上記のような特徴を有
しているため、ダイカスト材どうし、あるいは鋳物材や
展伸材と接合して使用したいという要望がある。
状の製品を製作可能で鋳肌の状態が良く、かつ短時間で
鋳造できて生産性も良いため、自動車部品や家電製品を
はじめとして種々の分野で広く使用されている。また、
アルミニウムダイカスト製品は、上記のような特徴を有
しているため、ダイカスト材どうし、あるいは鋳物材や
展伸材と接合して使用したいという要望がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムダイカスト材は４００℃程度以上の高温に晒され
ると表面にブリスターと称されるふくれが発生するた
め、４００℃以上の高温に加熱してろう付することはで
きなかった。また、ふくれの発生を避けるために低温度
でろう付すると、フラックスの溶融が不十分なために、
母材表面の酸化膜除去効果が低下してろうの濡れ広がり
が悪く、十分な継手強度が得られないという問題点が生
じる。
ニウムダイカスト材は４００℃程度以上の高温に晒され
ると表面にブリスターと称されるふくれが発生するた
め、４００℃以上の高温に加熱してろう付することはで
きなかった。また、ふくれの発生を避けるために低温度
でろう付すると、フラックスの溶融が不十分なために、
母材表面の酸化膜除去効果が低下してろうの濡れ広がり
が悪く、十分な継手強度が得られないという問題点が生
じる。
【０００５】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、高温に加熱してろう付を行う
ことのできるアルミニウムダイカスト材のろう付方法の
提供を目的とする。
てなされたものであって、高温に加熱してろう付を行う
ことのできるアルミニウムダイカスト材のろう付方法の
提供を目的とする。
【０００６】
【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、ゲート速度２０ｍ／秒以上で製造した
アルミニウムダイカスト材を用い、ろう付温度５００℃
以下でろう付することを特徴とするものである。
に、この発明は、ゲート速度２０ｍ／秒以上で製造した
アルミニウムダイカスト材を用い、ろう付温度５００℃
以下でろう付することを特徴とするものである。
【０００７】この発明に用いるアルミニウムダイカスト
材の組成は特に限定されることはなく、ＪＩＳ規格アル
ミニウムやその他の中から適宜選択使用すれば良い。代
表的なものとしてはＪＩＳＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等を
挙示し得る。
材の組成は特に限定されることはなく、ＪＩＳ規格アル
ミニウムやその他の中から適宜選択使用すれば良い。代
表的なものとしてはＪＩＳＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等を
挙示し得る。
【０００８】アルミニウムダイカスト材は、アルミニウ
ムの溶湯を湯口から金型内部に噴射注入することにより
製造されるが、この発明においては、湯口から噴射され
るアルミニウムの速度換言すればゲート速度が２０ｍ／
秒以上に規定される。この理由は次のとおりである。
ムの溶湯を湯口から金型内部に噴射注入することにより
製造されるが、この発明においては、湯口から噴射され
るアルミニウムの速度換言すればゲート速度が２０ｍ／
秒以上に規定される。この理由は次のとおりである。
【０００９】即ち、湯口から噴出されたアルミニウム溶
湯は、金型形状に従って流れるが、この湯流れによって
内部に金型内の空気、窒素等のガスを巻き込む。而し
て、ゲート速度を２０ｍ／秒以上の高速に設定すること
により、巻き込まれたガスは微細化されかつ分散してい
るものと推測され、その結果、爾後に施すろう付加熱時
に、ふくれの発生を抑制できるものとなる。ゲート速度
が２０ｍ／秒未満では、かかる効果に乏しく、ろう付加
熱時に大きなふくれが多く発生してろう付を阻害する。
好ましくは、ゲート速度を３０ｍ／秒以上、特に４０ｍ
／秒以上に設定するのが良い。また、ゲート速度の上限
は特に限定されることはないが、大き過ぎると金型への
焼付が発生するのでおのずから限定される。なお、ゲー
ト速度２０ｍ／秒以上の要件は、ダイカストマシンは従
来のままで、型の改造のみによってこれを実現するの
が、簡易性及びコスト面から最も有利である。
湯は、金型形状に従って流れるが、この湯流れによって
内部に金型内の空気、窒素等のガスを巻き込む。而し
て、ゲート速度を２０ｍ／秒以上の高速に設定すること
により、巻き込まれたガスは微細化されかつ分散してい
るものと推測され、その結果、爾後に施すろう付加熱時
に、ふくれの発生を抑制できるものとなる。ゲート速度
が２０ｍ／秒未満では、かかる効果に乏しく、ろう付加
熱時に大きなふくれが多く発生してろう付を阻害する。
好ましくは、ゲート速度を３０ｍ／秒以上、特に４０ｍ
／秒以上に設定するのが良い。また、ゲート速度の上限
は特に限定されることはないが、大き過ぎると金型への
焼付が発生するのでおのずから限定される。なお、ゲー
ト速度２０ｍ／秒以上の要件は、ダイカストマシンは従
来のままで、型の改造のみによってこれを実現するの
が、簡易性及びコスト面から最も有利である。
【００１０】ゲート速度以外の条件は任意に設定し得る
が、好ましくは、鋳造圧力（オンメタル圧力）を６００
ｋｇ／ｃｍ2 以下に設定するのが良い。鋳造圧力が６０
０ｋｇ／ｃｍ2 を超えると、ダイカスト材内部に巻き込
まれたガスの圧力も高くなり、ろう付加熱時にふくれが
発生し易いものとなる。特に好ましくは５００ｋｇ／ｃ
ｍ2 以下に設定するのが良い。また、鋳造圧力が低すぎ
ると湯廻りが悪くなり形状を出すのが困難となるため、
鋳造圧力は少なくとも２００ｋｇ／ｃｍ2 以上に設定す
るのが良い。また、型減圧を実施した方が、ダイカスト
材内部に巻き込まれるガスの絶対量が減少することか
ら、より高品質なダイカスト材が得られひいてはろう付
品が得られる点で好ましい。型減圧を行う場合、減圧開
始の時期としてはプランジャが注湯口を塞ぐ前から行う
のが好ましい。もとより、型減圧を実施しなくても、本
発明によって良好なろう付が可能となる。
が、好ましくは、鋳造圧力（オンメタル圧力）を６００
ｋｇ／ｃｍ2 以下に設定するのが良い。鋳造圧力が６０
０ｋｇ／ｃｍ2 を超えると、ダイカスト材内部に巻き込
まれたガスの圧力も高くなり、ろう付加熱時にふくれが
発生し易いものとなる。特に好ましくは５００ｋｇ／ｃ
ｍ2 以下に設定するのが良い。また、鋳造圧力が低すぎ
ると湯廻りが悪くなり形状を出すのが困難となるため、
鋳造圧力は少なくとも２００ｋｇ／ｃｍ2 以上に設定す
るのが良い。また、型減圧を実施した方が、ダイカスト
材内部に巻き込まれるガスの絶対量が減少することか
ら、より高品質なダイカスト材が得られひいてはろう付
品が得られる点で好ましい。型減圧を行う場合、減圧開
始の時期としてはプランジャが注湯口を塞ぐ前から行う
のが好ましい。もとより、型減圧を実施しなくても、本
発明によって良好なろう付が可能となる。
【００１１】上記のような条件で製造されたダイカスト
材を用い、このダイカスト材と他のアルミニウム接合部
材を組み合わせてろう付を行う。ろう付温度は５００℃
以下に設定する必要がある。ろう付温度が５００℃を超
えると、２０ｍ／秒以上のゲート速度で製造されたアル
ミニウムダイカスト材であっても、やはりふくれが発生
して良好なろう付を阻害するとともに、ダイカスト材の
寸法変化を生じるからである。好ましくは４８０℃以下
のろう付温度とするのが良い。一方、ろう付温度の下限
は限定されないが、本発明に用いるアルミニウムダイカ
スト材の特性を有効に発揮させるために、４００℃以上
さらに好ましくは４２０℃以上に加熱するのが良い。
材を用い、このダイカスト材と他のアルミニウム接合部
材を組み合わせてろう付を行う。ろう付温度は５００℃
以下に設定する必要がある。ろう付温度が５００℃を超
えると、２０ｍ／秒以上のゲート速度で製造されたアル
ミニウムダイカスト材であっても、やはりふくれが発生
して良好なろう付を阻害するとともに、ダイカスト材の
寸法変化を生じるからである。好ましくは４８０℃以下
のろう付温度とするのが良い。一方、ろう付温度の下限
は限定されないが、本発明に用いるアルミニウムダイカ
スト材の特性を有効に発揮させるために、４００℃以上
さらに好ましくは４２０℃以上に加熱するのが良い。
【００１２】ろう付に際して、本発明に用いるアルミニ
ウムダイカスト材と組み合わされる接合部材はアルミニ
ウムダイカスト材でもアルミニム展伸材でもアルミニウ
ム鋳物材でも良い。
ウムダイカスト材と組み合わされる接合部材はアルミニ
ウムダイカスト材でもアルミニム展伸材でもアルミニウ
ム鋳物材でも良い。
【００１３】また、前記ろう付に用いるろう材は、５０
０℃以下というろう付温度との関係で決定される融点を
有するものであれば良い。その好適例として、Ａｌ：６
〜２４wt％、残部Ｚｎ及び不純物からなるろう材を挙げ
得る。このろう材において、Ａｌはろう材の融点（溶融
温度範囲）の調整のために含有されるものであるが、６
wt％未満では融点が低くなり過ぎ、傾斜姿勢でのろう付
においてろうが垂れ落ちるとか、使用可能なフラックス
が存在しなくなるというような不具合がある。一方、２
４wt％を超えると融点が高くなり過ぎ、５００℃でもろ
う材が溶けなくなる場合がある。好ましくは、Ａｌの含
有量は８wt％以上とするのが良く、また２０wt％以下と
するのが良い。ろう材の残部はＺｎであり、不純物の存
在は許容される。
０℃以下というろう付温度との関係で決定される融点を
有するものであれば良い。その好適例として、Ａｌ：６
〜２４wt％、残部Ｚｎ及び不純物からなるろう材を挙げ
得る。このろう材において、Ａｌはろう材の融点（溶融
温度範囲）の調整のために含有されるものであるが、６
wt％未満では融点が低くなり過ぎ、傾斜姿勢でのろう付
においてろうが垂れ落ちるとか、使用可能なフラックス
が存在しなくなるというような不具合がある。一方、２
４wt％を超えると融点が高くなり過ぎ、５００℃でもろ
う材が溶けなくなる場合がある。好ましくは、Ａｌの含
有量は８wt％以上とするのが良く、また２０wt％以下と
するのが良い。ろう材の残部はＺｎであり、不純物の存
在は許容される。
【００１４】ろう付に使用するフラックスも、ろう付温
度、ろう材の融点との関係で、これらよりも低い温度で
溶融する塩化物系、フッ化物系あるいはこれらの混合物
その他のものを適宜用いれば良い。低融点のフラックス
の一例として、ＢａＣｌ2 ：１４wt％、ＮａＣｌ：２wt
％、ＫＣｌ：３８wt％、ＬｉＣｌ：９wt％、ＺｎＣ
ｌ2 ：１７wt％、ＫＡｌＦ4 ：６wt％、ＬｉＦ：１wt
％、ＰｂＣｌ2 ：１３wt％の混合物からなるものや、Ｃ
ｓＡｌＦ4 からなるものを挙示できる。
度、ろう材の融点との関係で、これらよりも低い温度で
溶融する塩化物系、フッ化物系あるいはこれらの混合物
その他のものを適宜用いれば良い。低融点のフラックス
の一例として、ＢａＣｌ2 ：１４wt％、ＮａＣｌ：２wt
％、ＫＣｌ：３８wt％、ＬｉＣｌ：９wt％、ＺｎＣ
ｌ2 ：１７wt％、ＫＡｌＦ4 ：６wt％、ＬｉＦ：１wt
％、ＰｂＣｌ2 ：１３wt％の混合物からなるものや、Ｃ
ｓＡｌＦ4 からなるものを挙示できる。
【００１５】なお、上記ろう材やフラックスの供給方法
や他のろう付条件も限定されることはない。
や他のろう付条件も限定されることはない。
【００１６】この発明に係るアルミニウムダイカスト材
のろう付方法によれば、ゲート速度２０ｍ／秒以上で製
造したアルミニウムダイカスト材を用いるため、巻き込
まれたガスは微細化されかつ分散しているものと推測さ
れる。そして、このようなダイカスト材を用いて、ろう
付温度５００℃以下でろう付するから、ろう付加熱時に
巻き込まれたガスの膨脹が抑制され、従ってふくれの発
生程度が抑制されかつその数も少なくなり、良好なろう
付が達成される。
のろう付方法によれば、ゲート速度２０ｍ／秒以上で製
造したアルミニウムダイカスト材を用いるため、巻き込
まれたガスは微細化されかつ分散しているものと推測さ
れる。そして、このようなダイカスト材を用いて、ろう
付温度５００℃以下でろう付するから、ろう付加熱時に
巻き込まれたガスの膨脹が抑制され、従ってふくれの発
生程度が抑制されかつその数も少なくなり、良好なろう
付が達成される。
【００１７】
（実施例１）ダイカスト用アルミニウムとしてＪＩＳ
ＡＤＣ１０を用い、縦１００ｍｍ×横１５０ｍｍ×肉厚
８ｍｍの平板からなるアルミニウムダイカスト材を製造
するに際し、ゲート速度、鋳造圧力及び型減圧の有無を
後掲の表１のように設定した。
ＡＤＣ１０を用い、縦１００ｍｍ×横１５０ｍｍ×肉厚
８ｍｍの平板からなるアルミニウムダイカスト材を製造
するに際し、ゲート速度、鋳造圧力及び型減圧の有無を
後掲の表１のように設定した。
【００１８】次に得られた各ダイカスト材に対し、ＪＩ
ＳＡ６０６３からなる同形、同大のアルミニウム押出材
をＴ形に組み付けるとともに、接合部位に、直径３ｍｍ
の棒状ろう材を配置してフラックスを塗布し、表１のよ
うなろう付温度に設定してろう付を行った。ここに、ろ
う材としてはＺｎ−１６wt％Ａｌからなるものを用い、
フラックスとしてはＢａＣｌ2 ：１４wt％、ＮａＣｌ：
２wt％、ＫＣｌ：３８wt％、ＬｉＣｌ：９wt％、ＺｎＣ
ｌ2 ：１７wt％、ＫＡｌＦ4 ：６wt％、ＬｉＦ：１wt
％、ＰｂＣｌ2 ：１３wt％の混合物からなるものを用い
た。また、ろう付はダイカスト材を水平に対して４５度
の傾斜姿勢に保持して行った。
ＳＡ６０６３からなる同形、同大のアルミニウム押出材
をＴ形に組み付けるとともに、接合部位に、直径３ｍｍ
の棒状ろう材を配置してフラックスを塗布し、表１のよ
うなろう付温度に設定してろう付を行った。ここに、ろ
う材としてはＺｎ−１６wt％Ａｌからなるものを用い、
フラックスとしてはＢａＣｌ2 ：１４wt％、ＮａＣｌ：
２wt％、ＫＣｌ：３８wt％、ＬｉＣｌ：９wt％、ＺｎＣ
ｌ2 ：１７wt％、ＫＡｌＦ4 ：６wt％、ＬｉＦ：１wt
％、ＰｂＣｌ2 ：１３wt％の混合物からなるものを用い
た。また、ろう付はダイカスト材を水平に対して４５度
の傾斜姿勢に保持して行った。
【００１９】そして、得られたろう付品の外観状態を目
視観察した。その結果を表１に併せて示す。
視観察した。その結果を表１に併せて示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記表１の結果から、本発明範囲内のゲー
ト速度、ろう付温度のものは、ふくれの発生がほとんど
認められないか認められても実用上支障のないものであ
り、ろう付状態も良好で問題ないものであった。これに
対し、ゲート速度が本発明範囲を逸脱するもの（試料Ｎ
ｏ１０）や、ろう付温度が本発明範囲を逸脱するもの
（試料Ｎｏ１１）は、大きなふくれが発生して、ろう付
状態も不良であった。
ト速度、ろう付温度のものは、ふくれの発生がほとんど
認められないか認められても実用上支障のないものであ
り、ろう付状態も良好で問題ないものであった。これに
対し、ゲート速度が本発明範囲を逸脱するもの（試料Ｎ
ｏ１０）や、ろう付温度が本発明範囲を逸脱するもの
（試料Ｎｏ１１）は、大きなふくれが発生して、ろう付
状態も不良であった。
【００２２】また、試料Ｎｏ１と７、あるいは３と８、
あるいは６と９の比較から、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ
2 以下で製造したダイカスト材を用いた場合には、さら
に一層ふくれの発生を抑制できることがわかる。
あるいは６と９の比較から、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ
2 以下で製造したダイカスト材を用いた場合には、さら
に一層ふくれの発生を抑制できることがわかる。
【００２３】また、試料Ｎｏ２と５の比較から、型減圧
を行った場合には、さらに一層ふくれの発生を抑制でき
ることがわかる。
を行った場合には、さらに一層ふくれの発生を抑制でき
ることがわかる。
【００２４】（実施例２）前記表１の試料Ｎｏ６に示し
たアルミニウムダイカスト材を用いるとともに、使用ろ
う材及びろう付温度を下記表２のように設定し、フラッ
クスとしてＣｓＡｌＦ4 を用いた以外は、上記実施例１
と同様にろう付を行い、ろう付後のろう付状態を目視観
察した。その結果を表２に示す。
たアルミニウムダイカスト材を用いるとともに、使用ろ
う材及びろう付温度を下記表２のように設定し、フラッ
クスとしてＣｓＡｌＦ4 を用いた以外は、上記実施例１
と同様にろう付を行い、ろう付後のろう付状態を目視観
察した。その結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２の結果から明らかなように、Ａｌの含
有量が本発明範囲であるろう材を用いた場合には、良好
なろう付状態を実現できるものであることを確認し得
た。
有量が本発明範囲であるろう材を用いた場合には、良好
なろう付状態を実現できるものであることを確認し得
た。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、上述の次第で、ゲート速度
２０ｍ／秒以上で製造したアルミニウムダイカスト材を
用い、ろう付温度５００℃以下でろう付することを特徴
とするものであるから、５００℃以下の範囲で例えば４
００℃以上のような比較的高温にてろう付を行った場合
でも、ろう付加熱時のふくれの発生を抑制し得て良好な
ろう付が可能となる。その結果、アルミニウムダイカス
ト材と他の接合部材をろう付した複合ろう付品、例えば
エアインテークマニホルド等の自動車部品やその他のろ
う付品の提供が可能となる。
２０ｍ／秒以上で製造したアルミニウムダイカスト材を
用い、ろう付温度５００℃以下でろう付することを特徴
とするものであるから、５００℃以下の範囲で例えば４
００℃以上のような比較的高温にてろう付を行った場合
でも、ろう付加熱時のふくれの発生を抑制し得て良好な
ろう付が可能となる。その結果、アルミニウムダイカス
ト材と他の接合部材をろう付した複合ろう付品、例えば
エアインテークマニホルド等の自動車部品やその他のろ
う付品の提供が可能となる。
【００２８】しかも、比較的高温でのろう付が可能とな
るから、フラックスやろう材の選択自由度が広がり、ろ
う付を容易となしうる効果もある。
るから、フラックスやろう材の選択自由度が広がり、ろ
う付を容易となしうる効果もある。
【００２９】また、請求項２のように、アルミニウムダ
イカスト材を、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 以下で製造
した場合には、上記効果に加えて、さらにふくれの発生
を抑制し得るという効果を奏する。
イカスト材を、鋳造圧力６００ｋｇ／ｃｍ2 以下で製造
した場合には、上記効果に加えて、さらにふくれの発生
を抑制し得るという効果を奏する。
【００３０】また、請求項３のように、Ａｌ：６〜２４
wt％、残部Ｚｎ及び不純物からなるろう材を用いてろう
付を行う場合には、該ろう材が低融点のものであるか
ら、益々良好なろう付が可能となるという効果がある。
wt％、残部Ｚｎ及び不純物からなるろう材を用いてろう
付を行う場合には、該ろう材が低融点のものであるか
ら、益々良好なろう付が可能となるという効果がある。
Claims (3)
- 【請求項１】 ゲート速度２０ｍ／秒以上で製造したア
ルミニウムダイカスト材を用い、ろう付温度５００℃以
下でろう付することを特徴とするアルミニウムダイカス
ト材のろう付方法。 - 【請求項２】 アルミニウムダイカスト材を、鋳造圧力
６００ｋｇ／ｃｍ2以下で製造することを特徴とする請
求項１に記載のアルミニウムダイカスト材のろう付方
法。 - 【請求項３】 Ａｌ：６〜２４wt％、残部Ｚｎ及び不純
物からなるろう材を用いてろう付を行うことを特徴とす
る請求項１または２に記載のアルミニウムダイカスト材
のろう付方法。
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