JPH105993A - アルミニウムのフラックスろう付け方法とその炉 - Google Patents

アルミニウムのフラックスろう付け方法とその炉

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラックス自体の過剰な酸化を阻止し、しか
もフラックスによって炉室構造が汚染、浸食されないア
ルミニウムまたはアルミニウム合金のフラックスろう付
け方法とその炉を提供する。 【解決手段】 ろう接温度が580〜660℃の比較的
低温下で行われるアルミニウムまたはアルミニウム合金
のフラックスろう付け方法において、該フラックスろう
付けを炭素質耐火材で囲まれた不活性雰囲気中で行うこ
とを特徴とするもので、これにより昇温して液相になっ
たフラックスが不活性雰囲気を保護する炉室を損壊する
ことがなくなり、副次的には不活性雰囲気が炭素耐火材
によって不活性に保たれてフラックス自体の酸化も防止
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラックスを使用
するアルミニウムまたはアルミニウム合金のろう接方法
に関するものであり、フラックス自体の過剰な酸化を阻
止し、しかもフラックスによって炉室構造が汚染、浸食
されないアルミニウムまたはアルミニウム合金のフラッ
クスろう付け方法とその炉を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】金属フッ素化合物もしくは金属フッ素化
合物を含む金属塩素化合物により構成されるフラックス
は、アルミニウムのろう接に当たって多用されている
が、近時フラックスの使用量を最低限に止めることによ
り、ろう接後の水洗の用水量を低減したり、水洗工程を
廃止するなどの改善が公害対策として進められている。
【0003】そこで、フラックスと被処理物の酸化を阻
止し、フラックス効果を高めてその使用量を低減するた
めに、気密構造をもつ金属製マッフルで炉室を構成し、
この中に窒素等の不活性雰囲気を満たして目的温度まで
上げ、この炉室内で加熱ろう接を行うことが、公知の技
術として知られている。
【0004】ここで使用されるフラックスの主成分は、
フッ化アルミニウム,テトラフルオロアルミニウム酸カ
リウム,フッ化ナトリウム等のフッ素化合物やフッ素化
合物を含むアルカリ金属塩化物で構成されるものであっ
て、その融点は550℃前後から最近の開発によれば5
00℃までであり、これらと共にアルミニウムのろう接
に用いられるAl−Si系のろう材の融点は500〜6
30℃である。
【0005】従って、炉室内での加熱ろう接のための温
度は580〜660℃であって、金属製マッフルは耐熱
的にはこのために充分であり、例えば特開平6−277
827号に記載されるステンレス鋼板の高温ろう付けの
ように金属製マッフルを炭素又は炭素繊維強化炭素製の
マッフルに変える必要はない。従って、580〜660
℃の比較的に低温で行われるアルミニウムのフラックス
ろう付けに炭素質のマッフルを採用することの必要性と
効果をこれまでは何人も想到しなかったのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したフラックス
は、アルミニウムのろう接温度域である580〜660
℃では液相となり、アルミニウム表面酸化物の溶解、除
去に働いて、ろう材の良好な流れを助長する。ところ
が、炉室を構成する金属マッフル材料にも干渉して耐熱
不銹鋼の表面の酸化膜を破壊し、やがてマッフル構造に
孔を穿って炉室内の雰囲気の汚染を招くことになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明にあって
は、このようなフラックスの干渉に対して侵食されにく
い炭素質材料によって炉室を構成するものであって、被
処理物は雰囲気で保膜されたフラックスの働きで良くろ
う接され、しかも炭素質耐火物によって作られた炉室は
フラックスの干渉を受けても安定で破壊されることはな
い。これは、本発明者が見出だした全く新たな知見であ
って、前述した通りに今までに何人にも想到し得なかっ
たところである。
【0008】高純度窒素等の不活性雰囲気は、フラック
スや被処理物の過剰酸化を阻止するが、同時に炭素質か
らなる炉内構造物の保護にも効果をもたらす。不活性雰
囲気中に混在する微量酸素は、炭素質の炉内構造物と反
応して炉内構造物に微弱な酸化消耗を生ずるが、工業的
には良く数年の使用に耐え得る。
【0009】また、炉内搬送構造物や被処理物に付着し
て炉内に酸素が比較的大量に持ち込まれることがある
が、炉が運転される温度域ではよく酸素と反応し、その
酸化物が熱的化学的に安定な固体であって、炭素によっ
て還元されることのない金属、例えば亜鉛やチタニウム
等を炉室内に介在させることにより、外乱として侵入す
る気体酸素を捕捉して不動態化することもできる。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施例1 炉室をなすマッフルが、一台は図1に図示される通りの
25Cr20Ni型の金属質であり、他の一台は図2に
示す通りの純黒鉛を焼結した炭素質である二台の炉にお
いて、フラックスによる炉内の損傷と雰囲気の保守障害
を比較したところ、金属質の方のマッフル2は342時
間を経過したとき金属マッフルの底部に孔が穿き、雰囲
気障害が発生したが、炭素質の方のマッフル2は120
0時間を経過した後も異常が見られなかった。
【0011】実施に供した二台の炉のマッフル2はいず
れもトンネル状で、幅600mm,長さ6000mm,
実効高さ180mmであり、共に発熱体3により摂氏6
00℃に保ち、一側に60gのフッ素化合物を含むアル
カリ金属塩化物になる融点が547℃のフラックスを付
着させたアルミニウム製の被ろう接構造物を毎時60個
ずつ連続処理した。該アルミニウム製の被ろう接構造物
にはAl−Si系で融点が590℃のブレージングシー
トがあらかじめ被覆されている。図中の符号1は断熱性
の炉殻である。
【0012】各炉室の中央上部から毎時30mの高純
度窒素を送ったが、これによっていずれの炉内雰囲気も
酸素量25〜55ppmであったが、金属質のものは3
42時間を経過した頃に急速に酸素量が300ppm〜
880ppmまで上昇し、穿孔部からの空気の侵入が見
られた。他方、炭素質の方は1200時間を経過した後
も炉内雰囲気に異常は見られなかった。なお、炉内雰囲
気中の酸素量が300ppmを越えたとき、金属質のマ
ッフル中で行ったアルミニウム製構造物のろう接製品は
その90%がろう接不良となった。
【0013】実施例2 前記実施例1の炭素質の炉室2をもつ炉において、空気
を捕捉してその中に空気の滞留が見られる管状のポケッ
トが付属しているアルミニウム製構造物を毎時60個ず
つ炉内を通過させてろう接した。このとき、炉内雰囲気
中の酸素量は管状のポケットから遊離した空気により1
10ppmまで上昇した。
【0014】そこで、炉内に金属チタン板を介在させた
ところ、酸素量は30〜50ppmとなり、良好なろう
接製品を得ることができた。介在させる金属チタン板は
炉床と被処理物を支える支持具の一部に取付けられた。
チタン板のチタニウムは炉内雰囲気中の酸素と反応して
酸化物を作って酸素を捕捉し、雰囲気中の酸素量を減じ
たものである。
【0015】実施例3 上記実施例2において、金属チタン板を取付ける代りに
金属亜鉛蒸気を炉室上部から窒素と共に送ったところ、
炉内の酸素量は10〜25ppmとなり、良好なろう接
品を得ることができた。
【0016】
【発明の効果】本発明法によれば、上述したところから
特に実施例にて明らかな通り、アルミニウムのフラック
スろう付けが長期間にわたって安定した不活性雰囲気下
で行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知の金属製マッフルを備えた雰囲気炉の要部
の説明的な縦断面図である。
【図2】本発明の方法を実施するための炭素質のマッフ
ルを備えた雰囲気炉の要部の説明的な縦断面図である。
【符号の説明】
1−断熱材になる炉殻 2−マッフル炉室 3−発熱体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウムまたはアルミニウム合金の
    フラックスろう付け方法であって、ろう材の融点が50
    0〜630℃であり、フラックスの融点が550℃前後
    から500℃であり、かつこのろう材とフラックスを用
    いたフラックスろう付けを炭素質で囲まれた不活性雰囲
    気中で行うことを特徴とする上記の方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に述べるアルミニウムまたはア
    ルミニウム合金のフラックスろう付け方法であって、熱
    化学的に安定で炭素で還元されない酸化物を作る金属、
    例えば亜鉛やチタニウムを不活性雰囲気に接触させるこ
    とを特徴とする上記の方法。
  3. 【請求項3】 融点が500〜630℃のろう材と融点
    が550℃前後から500℃のフラックスを用いるアル
    ミニウムまたはアルミニウム合金をフラックスろう付け
    するための炉であって、その炉室はその中に不活性ガス
    を導入する手段を有し、かつ該炉室が炭素質耐火材で作
    られていることを特徴とする上記の炉。
  4. 【請求項4】 請求項3に述べるアルミニウム又はアル
    ミニウム合金をフラックスろう付けするための炉であっ
    て、熱化学的に安定で炭素で還元されない酸化物を作る
    金属、例えば亜鉛やチタニウムを炉室内の不活性ガスと
    接触させるための手段を有することを特徴とする上記の
    炉。
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