JPH10263877A - AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末 - Google Patents
AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末Info
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Abstract
ろう付け用混合粉末を提供する。 【解決手段】 Si:13〜45%を含み、残りがAl
と不可避不純物からなる組成のAl−Si二元系過共晶
合金粉末とSi粉末からなる混合粉末であって、この混
合粉末に含まれるAl−Si二元系過共晶合金粉末とS
i粉末はSi量が合計で15〜60%となるように混合
されており、前記Al−Si二元系過共晶合金粉末の平
均粒径は5〜100μmの範囲内にあり、前記Si粉末
の平均粒径は1〜50μmの範囲内にあり、かつAl−
Si二元系過共晶合金粉末の平均粒径はSi粉末の平均
粒径よりも相対的に大きい平均粒径を有することを特徴
とするAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末。
Description
合金をろう付けするために使用する混合粉末およびこの
混合粉末を含むろう材に関するものである。
けするには、Si:6.8〜13.0重量%を含むAl
−Si系合金のろう材が使用されることは知られてお
り、これらAl−Si系合金のろう材を粉末に成形し、
このろう材粉末にフラックスを混合したり、バインダ樹
脂および溶剤と共に混合してスラリー状にしたものをA
lまたはAl合金製品の接合個所に塗布して不活性ガス
雰囲気下で加熱することによりろう付けすることも行わ
れている。ろう材粉末は複雑形状品などの構造的にろう
付けが困難な個所にも容易に適用できる利点を有してい
るものの、大きな隙間のある接合部(例えば、熱交換器
のチューブとヘッダーの接合部など)や大きなフィレッ
トの形成が必要な接合部などでは、ろう付けに必要なろ
う材量を著しく増す必要があり、そのために、従来はろ
う材粉末の塗布量を増加することで対処してきた。
一度のコート(フローコート法)で塗布できる塗布量に
は限界があり、ろう材粉末の塗布量を増加するには重ね
塗りが必要となり、塗布回数の増加は高価なろう材粉末
の使用量の増加と共にろう付け時間の増加をもたらし、
製造コストの増加の原因になっていた。
上述のような観点から、少量でろう付け可能なろう材粉
末を開発すべく研究を行なった結果、(a)重量%で、
Si:13〜45%を含み、残りがAlと不可避不純物
からなる組成のAl−Si二元系過共晶合金粉末とSi
粉末からなる混合粉末であって、この混合粉末に含まれ
るAl−Si二元系過共晶合金粉末とSi粉末はSi量
が合計で15〜60%となるように混合されている混合
粉末で構成されたろう付け用混合粉末から得られたろう
材粉末は、これを用いてAlまたはAl合金をろう付け
すると、比較的少量でろう付けすることができる、
(b)前記Si粉末の融点は前記Al−Si二元系過共
晶合金粉末の融点よりも高いこと、またSi粉末は母材
への侵食が著しいため、塗布面全体に均一に塗布する必
要があることから、Si粉末の粒径はAl−Si二元系
過共晶合金粉末の粒径よりも微細にすることが好まし
く、したがって、Al−Si二元系過共晶合金粉末の平
均粒径は5〜100μmの範囲内にあり、前記Si粉末
の平均粒径は1〜50μmの範囲内にあり、かつAl−
Si二元系過共晶合金粉末の平均粒径はSi粉末の平均
粒径よりも相対的に大きい平均粒径を有するようにする
必要がある、という研究結果を得たのである。
なされたものであり、(1)Al−Si二元系過共晶合
金粉末とSi粉末からなる混合粉末で構成されたAlま
たはAl合金ろう付け用混合粉末、(2)重量%で、S
i:13〜45%を含み、残りがAlと不可避不純物か
らなる組成を有するAl−Si二元系過共晶合金粉末と
Si粉末からなる混合粉末で構成されたAlまたはAl
合金ろう付け用混合粉末、(3)重量%で、Si:13
〜45%を含み、残りがAlと不可避不純物からなる組
成のAl−Si二元系過共晶合金粉末とSi粉末からな
る混合粉末であって、この混合粉末に含まれるAl−S
i二元系過共晶合金粉末とSi粉末はSi量が合計で1
5〜60%となるように混合されているAlまたはAl
合金ろう付け用混合粉末、(4)前記Al−Si二元系
過共晶合金粉末の平均粒径は5〜100μmの範囲内に
あり、前記Si粉末の平均粒径は1〜50μmの範囲内
にあり、かつAl−Si二元系過共晶合金粉末の平均粒
径はSi粉末の平均粒径よりも相対的に大きい平均粒径
を有する前記(1)、(2)、または(3)記載のAl
またはAl合金ろう付け用混合粉末、に特徴を有するも
のである。
記載のAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末は、フラ
ックスを混合したり、バインダ樹脂および溶剤と共に混
合してスラリー状にして使用することができる。したが
って、この発明は、(5)前記(1)、(2)、(3)
または(4)記載のAlまたはAl合金ろう付け用混合
粉末をフラックスと混合してなるAlまたはAl合金ろ
う材、(6)前記(1)、(2)、(3)または(4)
記載のAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末にバイン
ダ樹脂および溶剤と共に混合してスラリー状にしてなる
AlまたはAl合金ろう材、に特徴を有するものであ
る。
混合粉末に含まれるAl−Si二元系過共晶合金粉末の
Si含有量が13〜45%の範囲内にあるAl−Si二
元系過共晶合金粉末であると、共晶あるいは過共晶とな
って母材に対する侵蝕が過度になることなく十分に母材
を溶解させるることができる。この発明のAlまたはA
l合金ろう付け用混合粉末に含まれるAl−Si二元系
過共晶合金粉末のSi含有量は15〜45%の範囲であ
ることが一層好ましく、20〜30%の範囲であること
がさらに一層好ましい。
混合粉末は、さらにSi粉末を含むが、Si粉末は、前
記Al−Si二元系過共晶合金粉末に対してSiの合計
量が15〜60%となるように混合されることが好まし
く、Si粉末がAl−Si二元系過共晶合金粉末に対し
てSi量の合計で15%未満含有する混合粉末からなる
ろう材では母材を溶解させる作用が十分得られず、一
方、Si量が合計で60%を越えて含有する混合粉末か
らなるろう材では母材に対する侵蝕が過度になり、強度
低下の原因になって好ましくない。したがって、この発
明のAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末はSi粉末
をAl−Si二元系過共晶合金粉末に対してSiの合計
量が15〜60%となるように定めた。Si粉末は、S
i量の合計で20〜45%の範囲であることが一層好ま
しく、25〜35%の範囲であることがさらに一層好ま
しい。
混合粉末に含まれるSi粉末はAl−Si二元系過共晶
合金粉末よりも融点が高いところから、Si粉末の粒径
をAl−Si二元系過共晶合金粉末の粒径よりも微細に
し、AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末中に均一に
分散させると共にSi粉末による局部侵蝕を低減し、母
材表面の侵蝕を穏やかにする必要がある。したがって、
この発明のAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末は、
Al−Si二元系過共晶合金粉末の平均粒径は5〜10
0μmの範囲内にあり、Si粉末の平均粒径は1〜50
μmの範囲内にあり、かつAl−Si二元系過共晶合金
粉末の平均粒径はSi粉末の平均粒径よりも相対的に大
きい平均粒径を有することが好ましい。この発明のAl
またはAl合金ろう付け用混合粉末に含まれるAl−S
i二元系過共晶合金粉末の平均粒径は10〜70μmの
範囲内にあり、Si粉末の平均粒径は1〜30μmの範
囲内にあり、かつAl−Si二元系過共晶合金粉末の平
均粒径はSi粉末の平均粒径よりも相対的に大きい平均
粒径を有することが一層好ましい。さらに一層好ましい
範囲は、Al−Si二元系過共晶合金粉末の平均粒径が
15〜40μmの範囲内にあり、Si粉末の平均粒径は
1〜20μmの範囲内にありかつAl−Si二元系過共
晶合金粉末の平均粒径はSi粉末の平均粒径よりも相対
的に大きい平均粒径を有することがさらに一層好まし
い。
混合粉末を使用することによりろう材粉末の使用量を減
らすことができる理由として、Al−Si二元系過共晶
合金粉末とSi粉末からなる混合粉末は、全体としてS
i過剰の過共晶合金粉末となっているので、ろう付け時
にSiが母材に拡散流入し、母材の融点を低下させて母
材の一部を溶融侵蝕し、この溶融侵蝕した母材の一部が
塗布された混合粉末と共に流動し、これが接合部の隙間
を充填したりフィレットを形成することによるものと考
えられる。
混合粉末はSi粉末を含むため、Si粉末がろうとなっ
てフィレットを形成する前に母材深さ方向への侵蝕が著
しく、母材厚さが極端に薄いと腐食による貫通孔が発生
することがある。したがって、この発明のAl−Si二
元系過共晶合金粉末とSi粉末からなる混合粉末で構成
するAlまたはAl合金ろう付け用混合粉末は、板厚さ
が0.5mm以上の比較的厚いAlまたはAl合金板の
ろう付けに特に適している。
合粉末を実施例により具体的に説明する。表1および2
に示される成分組成をもったAl合金製溶湯をアトマイ
ズして、表1および2に示される平均粒径を有するAl
−Si二元系合金粉末を作製し、これらAl−Si二元
系合金粉末に対して表1および2に示される平均粒径を
有する純Si粉末を表1および2に示される割合に配合
し、混合してSi量が合計で表1および2に示される値
となる本発明ろう付け用混合粉末(以下、本発明混合粉
末という)1〜8および比較ろう付け用混合粉末(以
下、比較混合粉末という)1〜5を作製した。さらに、
Al−Si二元系合金粉末からなる純Si粉末を含まな
い従来粉末を用意した。これら本発明混合粉末1〜8、
比較混合粉末1〜5および従来粉末を10重量部に対し
てフラックス:1重量部、バインダー:1重量部の割合
で混合し、スラリー状ろう材を作製した。なお、比較混
合粉末1〜5は、構成成分のうちのいずれかの成分含有
量がこの発明の範囲から外れたものである。
30mm、横:50mm、板厚:1mmの寸法を有する
垂直板を用意し、さらに縦:30mm、横:60mm、
板厚:1.5mmの寸法を有する水平板を用意し、図1
に示されるように垂直板1と水平板2を一端に直径:2
mmのスペーサー3を挟んで逆T字型に組み立て、垂直
板1にスラリー状ろう材を塗布した後、これを不活性ガ
ス雰囲気中、温度:600℃に5分間保持してろう付け
し、図2に示されるろう付け部の充填長さLが30mm
のフィレット4を有する逆T字型ろう付け組立体を作製
した。
字型ろう付け組立体を作製するために要したろう材の塗
布量を測定し、それらの結果を表1および2に示したの
ち、さらに図2のA−A断面である図3に示されるろう
付け部のフィレット4の最大侵蝕深さHを測定し、それ
らの結果も表1および2に示した。
合粉末1〜8で作製したろう材の塗布量は、従来粉末で
作製したろう材の塗布量に比べて格段に少ないことが分
かる。さらにSi粉末の含有量がこの発明の範囲よりも
多い比較混合粉末1で作製したろう材の最大侵食深さは
大きくなり過ぎて好ましくなく、またSi粉末の含有量
がこの発明の範囲よりも少ない比較混合粉末2で作製し
たろう材は塗布量が多くなって好ましくなく、Al−S
i二元系合金粉末およびSi粉末の粒径がこの発明の範
囲から外れている比較混合粉末3および4は、塗布量が
多くなるかまたは最大侵蝕深さが大きくなり過ぎるので
好ましくなく、さらにSi粉末の含有量が多量となる比
較混合粉末5で構成したろう材は最大侵蝕深さが大きく
なり過ぎて好ましくないことが分かる。
合金ろう付け用混合粉末を含むろう材は、少ないろう材
で隙間を充填することができ、ろう付け部品の軽量化を
はかることができ、工業上有用な効果をもたらすもので
ある。
T字型に組み立てた状態を示す側面図である。
T字型に組み立て、ろう付けして得られた逆T字型ろう
付け組立体の側面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 Al−Si二元系過共晶合金粉末とSi
粉末からなる混合粉末で構成されたことを特徴とするA
lまたはAl合金ろう付け用混合粉末。 - 【請求項2】 重量%で、Si:13〜45%を含み、
残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl−
Si二元系過共晶合金粉末とSi粉末からなる混合粉末
で構成されたことを特徴とするAlまたはAl合金ろう
付け用混合粉末。 - 【請求項3】 重量%で、Si:13〜45%を含み、
残りがAlと不可避不純物からなる組成のAl−Si二
元系過共晶合金粉末とSi粉末からなる混合粉末であっ
て、この混合粉末に含まれるAl−Si二元系過共晶合
金粉末とSi粉末はSi量が合計で15〜60%となる
ように混合されていることを特徴とするAlまたはAl
合金ろう付け用混合粉末。 - 【請求項4】 前記Al−Si二元系過共晶合金粉末の
平均粒径は5〜100μmの範囲内にあり、前記Si粉
末の平均粒径は1〜50μmの範囲内にあり、かつAl
−Si二元系過共晶合金粉末の平均粒径はSi粉末の平
均粒径よりも相対的に大きい平均粒径を有することを特
徴とする請求項1、2、または3記載のAlまたはAl
合金ろう付け用混合粉末。 - 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載のAlま
たはAl合金ろう付け用混合粉末にフラックスを混合し
てなることを特徴とするAlまたはAl合金ろう材。 - 【請求項6】 請求項1、2、3または4記載のAlま
たはAl合金ろう付け用混合粉末にバインダ樹脂および
溶剤と共に混合してスラリー状にしてなることを特徴と
するAlまたはAl合金ろう材。
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|---|---|---|---|
| JP07535797A JP3601238B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末 |
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|---|---|---|---|
| JP07535797A JP3601238B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP3601238B2 JP3601238B2 (ja) | 2004-12-15 |
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| JP07535797A Expired - Fee Related JP3601238B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | AlまたはAl合金ろう付け用混合粉末 |
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- 1997-03-27 JP JP07535797A patent/JP3601238B2/ja not_active Expired - Fee Related
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