JPH10230385A - アルミニウム合金ろう材及びアルミニウム合金ブレージングシート - Google Patents

アルミニウム合金ろう材及びアルミニウム合金ブレージングシート

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JPH10230385A
JPH10230385A JP3806097A JP3806097A JPH10230385A JP H10230385 A JPH10230385 A JP H10230385A JP 3806097 A JP3806097 A JP 3806097A JP 3806097 A JP3806097 A JP 3806097A JP H10230385 A JPH10230385 A JP H10230385A
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JP
Japan
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brazing
aluminum alloy
brazing material
weight
alloy brazing
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JP3806097A
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English (en)
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Akihiro Tsuruno
招弘 鶴野
Atsushi Takigawa
淳 瀧川
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Shinko Alcoa Yuso Kizai KK
Original Assignee
Shinko Alcoa Yuso Kizai KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ろう付欠陥の発生を防止してろう付性を向上
させることができ、好ましくは加工性を向上させること
ができるアルミニウム合金ろう材及びアルミニウム合金
ブレージングシートを提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金ブレージングシート1
は、アルミニウム又はアルミニウム合金板材からなる心
材と、この心材の少なくとも一方の面上に配置されたア
ルミニウム合金ろう材と、を有する。このろう材は、S
i:7乃至15重量%及びB:0.001乃至0.3重
量%を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からな
る。また、ろう材は、更に、Srを0.3重量%未満、
Znを5.0重量%未満含有することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器等の製造時
においてアルミニウム又はアルミニウム合金材のろう付
に使用されるろう材及びこのろう材を有するアルミニウ
ム合金ブレージングシートに関し、特に、非腐食性フラ
ックスを使用してろう付する場合に、ろう付性をより一
層向上させることができるアルミニウム合金ろう材及び
アルミニウム合金ブレージングシートに関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム又はアルミニウム合金材用
のろう材は、通常、アルミニウム又はアルミニウム合金
材のろう付位置に配置されて、置きろうとして使用され
る場合と、Al−Mn系合金材若しくはAl−Mn−C
u系合金材からなる心材の片面又は両面上に配置されて
クラッドされたブレージングシートとして使用される場
合とがある。
【0003】非腐食性フラックスによってN2ガス雰囲
気中でろう付する非腐食性フラックスろう付法(NB
法)を使用する場合、従来より、ろう材としてAA43
43及びAA4045等のAl−Si系合金材が使用さ
れている。
【0004】また、ろう付性又は耐腐食性を向上させる
ために、心材及びAl−Si系ろう材のいずれか一方又
は両方の組成を適切に規定した種々のブレージングシー
トが開示されている(特開昭50−51448号公報、
特開昭54−56961号公報、特開昭55−1400
98号公報及び特公平7−4678等)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のろう材を置きろう又はブレージングシートと
して使用して、NB法によってアルミニウム又はアルミ
ニウム合金材をろう付けする場合、近時、製品の軽量化
に対する要求が高まっているので、ろう付するために必
要なろう材の余剰分の確保が困難となっている。従っ
て、ろう付されるアルミニウム又はアルミニウム合金材
間の間隔(クリアランス)をろう材によって十分に充填
することが困難であり、これにより、ろう付欠陥が発生
する。
【0006】また、平面同士をろう付接合すると、ろう
付性を向上させることができるが、近時、製造される熱
交換器等の形状が複雑化しているので、平面同士のろう
付が困難となっている。従って、製造される製品の形状
が複雑になるほど、ろう付欠陥が発生しやすくなる。更
に、従来のろう材を使用したろう付時においては、例え
ば、ろう付温度の低温化、酸素濃度の増大及びフラック
ス塗布量の低下等のろう付条件の変動(劣化)によっ
て、ろう付の欠陥が発生し易くなるという問題点もあ
る。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ろう付欠陥の発生を防止してろう付性を向
上させることができ、好ましくは加工性を向上させるこ
とができるアルミニウム合金ろう材及びアルミニウム合
金ブレージングシートを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金ろう材は、Si:7乃至15重量%及びB:0.
001乃至0.3重量%を含有し、残部がAl及び不可
避的不純物からなることを特徴とする。
【0009】このろう材は、前記B含有量が0.003
乃至0.3重量%であることが好ましい。更に、このろ
う材は、Srを0.3重量%未満含有することが好まし
く、更にまた、Znを5.0重量%未満含有することが
望ましい。
【0010】本発明に係るアルミニウム合金ブレージン
グシートは、アルミニウム又はアルミニウム合金板材か
らなる心材と、前記心材の少なくとも一方の面上に配置
されたアルミニウム合金ろう材と、を有するブレージン
グシートにおいて、前記ろう材は、Si:7乃至15重
量%及びB:0.001乃至0.3重量%を含有し、残
部がAl及び不可避的不純物からなることを特徴とす
る。
【0011】また、ろう材中のB含有量は0.003乃
至0.3重量%であることが好ましい。更に、前記ろう
材は、Srを0.3重量%未満含有することが好まし
く、更にまた、前記ろう材は、Znを5.0重量%未満
含有することが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
るために鋭意実験研究を重ねた結果、ろう付時におい
て、ろう材の表面酸化皮膜の破壊作用を強化すると共
に、ろう材を均一に溶解させて、ろう材の流動性を最適
化することにより、ろう材及びアルミニウム合金ブレー
ジングシートのろう付性を向上させることができること
を見い出した。
【0013】以下、本発明に係るアルミニウム合金ろう
材に含有される化学成分及びその組成限定理由について
説明する。
【0014】Si:7乃至15重量% SiはAlと共存して低融点化合物となるので、良好な
流動性を有するろう材を得るための基本的成分である。
ろう材中のSi含有量が、ろう材全重量あたり7重量%
未満であると、ろう材の融点が高くなるので、所定の流
動性を得ることができず、ろう付性が低下する。一方、
ろう材中のSi含有量が15重量%を超える場合であっ
ても、同様に、ろう材の融点が高くなって、所定の流動
性を得ることができない。また、粗大な初晶Siが生成
されるので、ろう材の加工性が阻害されてしまう。従っ
て、ろう材中のSi含有量は、ろう材全重量あたり7乃
至15重量%とする。
【0015】B:0.001乃至0.3重量%、好まし
くは、0.003乃至0.3重量% Bはろう材中に添加されることにより、ろう付時におい
てフラックス中のFと反応して、BF3を生成する。こ
のBF3は沸点が−101℃と極めて低沸点の化合物で
あるので、生成と同時にガス化して、ろう材の表面の酸
化皮膜を破壊する効果を有する。本願発明者等は、この
酸化皮膜破壊作用を強化することにより、ろう付性を向
上させることができることを見い出した。ろう材中のB
含有量が、ろう材全重量あたり0.001重量%未満で
あると、酸化皮膜破壊作用を十分に得ることができず、
ろう付性を向上させることができない。一方、ろう材中
のB含有量が0.3重量%を超えると、ろう付性を向上
させる効果が飽和すると共に、原料コストの上昇を招
く。また、粗大な晶出物が生成されるので、ろう材の加
工性が阻害されてしまう。従って、ろう材中のB含有量
は、ろう材全重量あたり0.001乃至0.3重量%と
する。なお、好ましくは、ろう材中のB含有量は0.0
03乃至0.3重量%である。
【0016】Sr:0.3重量%未満 Srはろう材中に添加することにより、ろう材中の共晶
Siを微細化する効果を得ることができる。共晶Siが
微細化されることにより、ろう付時にろう材が均一に溶
解するので、ろう付性を向上させることができる。しか
し、ろう材中のSr含有量が0.3重量%以上である
と、ろう材中の共晶Siを微細化する効果が飽和し、そ
れ以上ろう付性を向上させることができなくなると共
に、原料コストの上昇を招く。また、粗大な化合物が生
成されて、ろう材の加工性が阻害されることがある。従
って、ろう材中には、ろう材全重量あたり0.3重量%
未満のSrを含有することが好ましい。
【0017】Zn:5.0重量%未満 Znはろう材中に添加することにより、ろう材の融点を
低下させて流動性を向上させる効果を得ることができ
る。また、ろう材の表面張力を低下させる効果も有して
おり、これにより、ぬれ性を向上させてろう付性を向上
させることができる。一方、ろう材中のZn含有量が
5.0重量%以上であると、流動性の向上効果及びぬれ
性の向上効果が飽和し、それ以上ろう付性を向上させる
ことができなくなると共に、原料コストの上昇を招く。
また、ろう材の強度及び硬度等が高くなって、加工性が
阻害される。従って、ろう材中には、ろう材全重量あた
り5.0重量%未満のZnを含有することが望ましい。
【0018】なお、本発明においては、ろう材中の規定
成分の効果を損ねない範囲で、ろう材中に不純物が含有
されていても良い。例えば、Feは、通常、アルミニウ
ム地金中に不純物として含有される。特に、本発明に係
るアルミニウム合金ろう材は、Si含有量が高いAl−
Si合金からなるものであるので、Si地金からろう材
中にFeが大量に混入する。通常、Siを7乃至15重
量%含有するアルミニウム合金中には、Feが約0.3
重量%含有されており、本発明においても、Fe含有量
が0.8重量%以下であれば、本発明の効果に悪影響を
及ぼすことはない。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係るアルミニウム合金ろう材
及びこのろう材を有するアルミニウム合金ブレージング
シートの実施例についてその比較例と比較して具体的に
説明する。
【0020】先ず、下記表1に示すJIS A3003
合金からなる心材の両面に、下記表2に示す組成を有す
るろう材を10%のクラッド率でクラッドし、膜厚が
0.4mmであるO材のブレージングシートを製造し
た。次に、このブレージングシートを所定のサイズに切
断し、プレスすることによりろう付用試験片を作製し
た。
【0021】図1(a)はろう付用試験片の形状及びサ
イズを示す平面図であり、(b)はその断面図である。
また、図2はろう付時の組立形状を示す断面図である。
図1に示すように、試験片1はその長手方向に直交する
方向(縦方向)の長さが23mmであり、長手方向の中
央付近には、プレスによって縦方向に延びる2本の角形
の凹部1aが形成されている。本実施例においては、プ
レス後の試験片1の長手方向の長さを45mmとし、凹
部1a及びこの凹部間に形成された凸部1bの幅を各
6.5mmとした。また、凹部1aの深さを3.4mm
とした。
【0022】次いで、図2に示すように、得られた試験
片1の表面の全面に、市販の非腐食性フラックス(図示
せず)を2g/m2の塗布量で塗布した後、2枚の試験
片1を、凹部1aの裏面同士を接触させて配置した。
【0023】その後、これらをその長手方向を鉛直にし
て配置して、酸素濃度を500ppmとした雰囲気中に
おいて610℃の温度に加熱し、試験片の温度を610
℃に加熱した状態で3分間保持することにより、ろう付
熱処理を実施した。
【0024】その後、ろう付により得られた各部材(ろ
う付材)について、ろう付性を評価した。図3はろう付
材の接合部を拡大して示す断面図である。ろう付性は、
ろう付材の接合部A、B、C及びDについて、フィレッ
ト2の形成状態(フィレット形成性)を目視により観察
すると共に、接合部断面を観察してフィレット2の長さ
Wを測定することにより評価した。これらの評価結果を
下記表3に示す。なお、下記表3中に示すフィレット形
成性においては、例えば、フィレットが均一に形成さ
れ、ろう切れがないものを5.0、フィレットが一点に
おいて不連続に形成されているものを4.0、ろう切れ
が発生しているが、その度合いが小さいものを3.0、
ろう切れの度合いが大きいものを1.0として、1.0
から5.0までの複数段階で評価した。また、下記表3
中に示すフィレットの長さWは、ろう付材の接合部A、
B、C及びDにおけるWの平均値を示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】上記表1乃至3に示すように、実施例N
o.1乃至8は、ろう材の組成が適切に規定されている
ので、ろう付欠陥が発生しないと共に、フィレット長も
長くなり、優れたろう付性を示した。特に、実施例N
o.4乃至8は、ろう材中にSr又はZnが含有されて
おり、その含有量が本発明の好ましい範囲内であるの
で、フィレット長がより一層安定して長い値となった。
【0029】一方、比較例No.9及び10はろう材中
のSi含有量が本発明の範囲から外れているので、流動
性が低下して、ろう付することができなかった。従っ
て、フィレット形成性の評価及びフィレット長の測定は
実施しなかった。比較例No.11はろう材中のB含有
量が本発明範囲の下限未満であるので、良好なろう付性
を得ることができなかった。比較例No.12はろう材
中のB含有量が本発明範囲の上限を超えているので、ブ
レージングシートの作製時においてろう材の圧延加工性
が低下し、良好なシートを得ることができなかった。
【0030】比較例No.13はろう材中のSr含有量
が本発明範囲の上限を超えているので、ブレージングシ
ートの作製時においてろう材の圧延加工性が低下し、良
好なシートを得ることができなかった。また、比較例N
o.14はろう材中のZn含有量が本発明範囲の上限を
超えているので、ブレージングシートの作製時において
ろう材の圧延加工性が低下し、良好なシートを得ること
ができなかった。従って、比較例No.12乃至14に
ついては、フィレット形成性の評価及びフィレット長の
測定を実施しなかった。比較例No.15及び16は、
JIS AA4343及びAA4045のろう材を使用
したものであるが、ろう材中にBが添加されていないの
で、実施例No.1乃至8と比較して、フィレット形成
性が低下すると共に、フィレット長が短いものとなっ
た。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ろう材中の化学成分及び組成を適切に規定しているの
で、ろう材及びこのろう材を有するブレージングシート
のろう付性を向上させることができる。また、ろう材中
に所定量のSr又はZnを含有させると、ろう付性をよ
り一層高めることができると共に、加工性を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はろう付用試験片の形状及びサイズを示
す平面図であり、(b)はその断面図である。
【図2】ろう付時の組立形状を示す断面図である。
【図3】ろう付材の接合部を拡大して示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1;ブレージングシート 2;フィレット A、B、C、D;接合部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si:7乃至15重量%及びB:0.0
    01乃至0.3重量%を含有し、残部がAl及び不可避
    的不純物からなることを特徴とするアルミニウム合金ろ
    う材。
  2. 【請求項2】 前記B含有量は0.003乃至0.3重
    量%であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニ
    ウム合金ろう材。
  3. 【請求項3】 更に、Srを0.3重量%未満含有する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミニウム
    合金ろう材。
  4. 【請求項4】 更に、Znを5.0重量%未満含有する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載
    のアルミニウム合金ろう材。
  5. 【請求項5】 アルミニウム又はアルミニウム合金板材
    からなる心材と、前記心材の少なくとも一方の面上に配
    置されたアルミニウム合金ろう材と、を有するブレージ
    ングシートにおいて、前記ろう材は、Si:7乃至15
    重量%及びB:0.001乃至0.3重量%を含有し、
    残部がAl及び不可避的不純物からなることを特徴とす
    るアルミニウム合金ブレージングシート。
  6. 【請求項6】 前記ろう材中のB含有量は0.003乃
    至0.3重量%であることを特徴とする請求項5に記載
    のアルミニウム合金ブレージングシート。
  7. 【請求項7】 前記ろう材は、更に、Srを0.3重量
    %未満含有することを特徴とする請求項5又は6に記載
    のアルミニウム合金ブレージングシート。
  8. 【請求項8】 前記ろう材は、更に、Znを5.0重量
    %未満含有することを特徴とする請求項5乃至7のいず
    れか1項に記載のアルミニウム合金ブレージングシー
    ト。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009161826A (ja) * 2008-01-09 2009-07-23 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 熱交換器のチューブ材用ブレージングシート並びに熱交換器及びその製造方法
US20170282306A1 (en) * 2014-12-23 2017-10-05 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Aluminium Solder Alloy Free from Si Primary Particles and Method for Producing It
DE10234278B4 (de) * 2001-07-30 2017-10-19 Denso Corporation Zusatzwerkstoff für ein Aluminium-Hartlötblech für Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben

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