JPS6099477A - アルミニウム系材料のろう付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム糸４：Ａ旧のろうイ」けＤ［望
部缶ろう月によりろう伺けする方法に関するものである
。

最近、自動車用のラジェーター等、熱交換器を軽量化時
の必要性からアルミニウムおよびアルミニウム合金材料
（以下、アルミニウム等の材料トいう）により、製作す
るようになってきた。アルミニウム弄の材料をラジェー
ター専に仕上けるためには、少なくとも該材料同志を結
合する方法が必要である。結合方法としては、ろう伺け
が作業ｔｉＩ３率の長さ、あるいは得られる結合形態等
から見て最も適し７Ｃもので４りる。

従来からアルミニウム等の材木ｌのろう伺けには。

ろう拐として該材料より若干融点のしいアルミニウムー
シリコン（Ａβ−ｓ、ｉ−）共晶合金が主として使ＪＡ
Ａされている。また、ろう洞が該洞１と良好に接合する
ためには、該材料の表…１に仔在する重化物被膜等の汚
れを除去する必要がある。このγりれを除去するために
ろう材とともにフラックスをろう付は部に供給する。

通常使用されるフラックスとしては、塩化亜鉛。

塩化ナトリウム等の金属塩化物の混合物質がめる。

しかし９該塩化物糸物質をフラックスとして使用すると
、ろう付は作業後ろう付は部に残留したフラックスがア
ルミニウム等の材料、あるいはろう利全眺食することが
ある。それ故ろう付は後製品全よく洗浄してフラックス
を除去する必要がめった。

そこで１本発明者らは、アルミニウム等の拐料ヲ牝賞さ
せることのないフラックス全使用するろう付は方法の研
究を進めた結果９本発明を為すに至った。

本究明は、ろう付は後に、アルミニウム専の利科および
ろう拐全制食させることのないフラックスを使用したろ
うイ」け方法全提供することｆｆ１Ｈ的としたものであ
る。

宅酢町−ｔ−ｉ＝彼棒→ヰづ琳てめも１ミ＃沖＝宍＃等
のオ参キ七斗外は声Ｏ己う−ラ」オ屹シ壜ｉ食ｙざ七４
−でごと−の−な躯フニラ７本托明は、仮ろう付は体で
りるアルミニウム糸材ＩＩのろう付けυ「望邪にペンタ
フルオロアルミニウムト検カリウム全集憤せしめる集積
工程と該アルミニウム糸材料のろう付けＩツｒ箪部孕ろ
う拐により接合するろう伺は工程とからなること全特徴
とすめアルミニウム糸材料のろう付は方法である。

本発明のろう付は方法によｈは、ペンタフルオロアルミ
ニウム［Ｖ錠カリウム（Ｉ（２Ａｌ　］！□６）がフラ
ックスとして作用し、／）うイで１け所望部におけるろ
う利の１Ｍ、　！１ＩＩＩｔｌＥ葡１νＪ１めるので、
ろ９月が均一に分イ１」シ。

艮力なろう伺は接舎部企ｒ￥）ることかできるとともに
、／）う伺は恢残留したフラックスはアルミニウム寺の
材料およびろう材を駅長することがない。

そのため、従来必要であったろう付は仮の洗１１条が不
必要となる。

以１・木発明ケより評小１１にｉ説明する。

本、ｉ！　１１１１１１−、Ｊ−Ｋ　２　Ａ　（ｌ　Ｆ
　ｎがアルミニウム功・の口料のろ９イ」け用フラック
スとして有効な作用’、Ｃ１１するとの発見に基ついて
為石れたものである。

本発明において使用するフラックスとしての［（２ＡＩ
Ｆｒ、は、約５６０°Ｃの温度に達すると醋解し始める
ものであり、アルミニウム的４の口料の表面に供給すれ
ば、該材料の酸化物被膜全除去するとともに、アルミニ
ウム自体には何の作用をも及はさないとケう性質を有す
る物質である。

本ブー明において使用できるに２　Ａ　Ｉ　Ｆ　ｓの合
成法第１の方法としては、フン化カリウム（にＦ）の水
ｆ６　ｒｆｆｆｉ中に、フッ化アルミニウム（ＡＮＦ３
）ｌ）末ケ加えて常温で１３一時間ｂｙ置するかあるい
＆：Ｉ：　１００°Ｃ以下の温ルに約１時間数ＩＮする
等して、熟成する方法がある。にＰ′には少ｊｔのフッ
化ナトリウム。

フッ化リチウム、フッ化カルシウム切、がて１まれでい
ても差支えない。

第２の方法としては、たとえば水１１ψ化アルミニウム
等のアルεニウム也１モルを、５モルのノソ酸（ｕｈ゛
）必るい１ｌｉ２モルの水酸化カリウム（Ｋｏｎ）、い
ずれか一方の水浴故に＃１眸したのち。

他方の水浴故によって中和すると、混合した水溶ｒｔｒ
ｔ中に倣粒子のに２ＡｅＦ＋、が生成する。

上記合成法は、いずれもζ雇式方法によるものであり、
非常にｎ１１単に、しかも加熱などの操作を必ずしも必
要としないという利点を有する。

−！、た９本発明でいうアルミニウム糸４４Ｆ）　ハ、
　フルミニラムあるいはアルミニウム合金付料全Ｈｒ巌
の形状に加工した部品全俵数個耕合せてろう伺けができ
るように組付けた半製品をいう。

マンガン（Ｍｎ　）　、亜’＋？、ｆ　（Ｚ　ｎ　）　
、チタン（Ｔｉ）。

クロム（Ｏｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ　）　、マグネシ
ウム（Ｍｇ）等を少なくとも一種類添加した合金である
。具体的にはＪ工Ｓでいう５００６利、１０”’［ｌｌ
Ｊ’、７０７２−材等のアルミニウム合金相料がある。

さらに、別のアルミニウム合金利料としては、アルミニ
ウムあるいは上記アルミニウム合金たとえば５ｉｉ７〜
１２ｗｔ％含有したアルミニウムーシリコン（Ａｌ−ｓ
、ｉ）共晶合金をろう材として被薇したものでもよい。

具体的には、ＪｉＳ３００３材の表面に４３４３月をク
ラッドしたもの（ＥＡ１２Ｐ（［’）でもよい。板状の
場合には、プレージングシートと呼ばれているものであ
る。この材料をろう付は所望部の少なくとも一構成部材
に使用すると、ろう付は工程を施す際にろう相を供給す
る必要がない。

上ｎ１アルミニウム系利料のろう付は所望部にブラック
ヌとしてのに２ＡｇＦ６　（（供給、！１う積せしめる
具体的な方法としては、スラリー状又はペースト状のに
２Ａ召Ｆ５を直接ろう付は所望部へ筆やへらで塗布する
等の手法で供給する。該スラリー状。

ペースト状のに２Ｊ７Ｆ６にはある程度の粘性を保有せ
しめるため有機系の粘調剤′（Ｌ−添加してもよい。

他の方法としては、　Ｋ２　ＡｄＦａの懸濁水に、上記
アルミニウム糸材料を浸漬してのち、引き上け。

ろう伺は所望部にＫｘＡＩＦ１１粉末を集積させるもの
である。この方法は、大量生産品等には最適な方法であ
る。

上記懸濁水は、上記の方法、あるいはその他の方法によ
り得られるに、　ＪＦ６粒子が沈殿生成したｉ！、ｔの
水溶Ｚ１（、あるいは沈殿生成したＫｚＪＦ’ａ粒子金
一旦、濾過後乾燥して得られた粉末状のに２Ａ＃Ｆｓｋ
再びイオン交換水に懸濁したもので、粘度の低い氷状の
ものでも、スラリー状の比較的粘度の品いものでもよい
。

該胤況水において、に２ＡβＦ５粉末の粒径は０．１〜
０．５１ｉｍのコロイド粒子から砂粒程度のものであれ
ば、どのようなものでもよい。特に２〜１０μｍ程艮の
ものは、ろう付は所望部への集積が容易である点からみ
て塁ましい。

の分散性およびアルミニウム糸材料への付着性を向上さ
せるためしこ、界面活性剤全脳’ｆｊｋ加えてもよい。

また、少なくとも浸ｌ責中は、に２ＡＩＦｓの粉末ｉ　
−４ｉ）イに分散芒ぜ、沈殿しないようにヌターラーあ
るいは循環ポンプ等で過度の攪拌を行なうのがよい。

本浸漬は、上記アルミニウムポ利料全＋　Ｋ２　Ａ（ｌ
Ｆ５粉末の懸ｉ１＋ｉ＋水にｊ”）ｒ定時間浸ｌ貢した
のら引き」二け。

該アルミニウム糸材料のろう付は所望部にに２Ａ召Ｆ５
粉末全集積せしめるものである。

アルミニウム糸材料を懸濁水に浸漬すると、該祠料の自
するろう伺は所望部である部月の組合せ個所寺において
、該懸濁水の流れが遅くなってに２ＡβＦ、の粉末が流
れに＜　＜　ＫｚＡ、ｇＦ６が沈ｉＶｔし始めるととも
に、不毛な隙ｌｕｌに進入し始める。Ｋ、ＡｇＦ２が充
分進入するまで放匝したのち進入したに２ＪＦｓ粉末が
流ｉｉらないように静かに懸濁水から引き上ける。引き
上げたアルミニウム糸材料のろう伺は所望部には、）匿
濁水が表ｌｌ１Ｉ帳力によって多量に停留する、このま
ま、ｈ４１かに乾頌して、水を蒸発させると、ろう付け
Ｈ［置部にＫｍ　Ａ　Ｉ　Ｆ　ｅの粉末が集槓処留する
。

以上のように集積工程を施して、フジックヌとしてのに
、　ＪＦ５粉末の集積した部祠組合せ個所が。

ろう拐を被覆したアルミニウム合今月料である場合には
、このアルミニウム糸利料に次工程であるろう伺は工程
金施す。ろう利のないｊ坊会には、ろう拐全供給する必
要がある。

この場合、ろう（珂の供給方法としては、棒状。

線状あるいは粉状のろう材、たとえばｋｌ　−Ｓｉ共晶
合金を、ろう付けりｒ主部に沿わせて供給するのがよい
。なお、粉状のろう材全使用する場合には。

前記１曲濁水中に、　Ｋ２　ＡＩＦｓとともに）敞〜せ
しめ。

Ｋ２Ａ１．Ｆ６粉木とろう利の混合物としてろうイて］
け所望部に集積してもよい。

本発明におけるるう伺は工程は、上記に、　／ＪＦ５粉
末全集槓せしめたアルミニウム糸相科ケ加熱炉に入れる
などの加熱によって、ろう材を■解してろう付は所望部
に浸透させ、ろう伺は所望部構成部拐を互いにろう付は
接合するものである。

該ろう付は工程における加熱ｊ＋Ａ度は、アルミニウム
糸利料の融点以下でろう相のｔ、１！ｌＩ点以」二の温
度がよい。加熱雰囲気は、非酸化性谷囲気が最も斑まし
いが、少量の酸素が存在する４囲気でもよい。

本ろう付は工程においては＋　ＫｘＡＩＢ゛５かフラッ
クスとして作用し、アルミニウム−＞％材料の酸化被膜
全除去する。しかし、アルミニウムフ紀（し料のつ′ル
ミニウムとは反応しない。その結果、ろう桐とアルミニ
ウム承イ〕科との１ぬれ１生」が長月となり。

健全なろ９伺は接合部ケ形成丁ゐことができる。

本ろう付は工程をｈｌＬ！爪刀℃ときの／）９刺り部に
おける現象の訂；Ａ’ｌｌｌは明らかでないが、イ２こ
のように考えられる。まず７１１１Ｍ度か上）トシて示
１Ｊ　５６　（Ｊ　Ｃ１乙なると、フラックスとしての
に、ｘ　ＡＩ？　”５の一部か？Ａｌｌ　Ｉ眸し始める
。、眉解したフラックスは、アルミニウム糸椙科の表１
川と反りしζし、アルくニウム示拐相のｔＷ化板ＩＮを
除去する。さらに、γｌ、Ａ反を上昇させるとアルミニ
ウム付金の表面にフラッドしたろうイ」あるいは、ろう
伺けｒ９を留部に（１（給したりう利かに■側°シ。

１伎化被膜のないアルミニウム糸利刺の表面と接ＩＩ屯
する。アルミニウム糸利本１の表面は、ろうＡ瓢との「
ぬれ１生」が艮如となっており、ろう拐はろうイ寸けＱ
ｒ望留部部月間に広がる。

ろう材がろう利は部ｔこおいて充分にＩムがったところ
で、冷却すれば、ろう利が凝固して部拐同志全接合し、
アルミニウム糸利料はろうイ」けされる。

本発明におけるに２ＪＰ、は、アルミニウム糸椙料表面
の酸化被膜全強力に除去する能力を有し。

しかもアルミニウム糸材料とは反応しないという。

フラックスとして優れた性質全有している。それ故、接
会部金形成するろう拐には、ピンホール等の欠陥が生じ
にくい。また、フラックスの残留物は、ろう付は接合部
又はその近辺に存在するが。

これらは水に実質的に不溶であるのでアルミニウム糸月
料を柄食することがない。なお、不発明におけるに２Ａ
ｌＦ６のＫにかわって、　ＮＩＺ、　Ｌｌ、Ｏｅ。

Ｒｈ等のアルカリ金属、　Ｑａ等のアルカリ土類金属が
少量含まれていても差支えない。

以下１本発明の詳細な説明する。

実施例１ ａ度が４規定のフッ化水素水１１当りに７８ｙ（ の水酸化アルミニウム（Ｊ（！０Ｈ）ｓ　）　ｋｌ”４
解し。

これにＩ濃度１０規定の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水浴
γ伎全加えて水素イオン濃度（ＰＨ）が６〜７になるよ
うに調自Ｊした。すると、水溶液は、白濁し始め、フラ
リー状となった。該スラリーは主としてに２／ＪＰ６敏
粒子からなっていた。

一方、厚さ２　ＲＩＭ　、大きさ３　ＣｎＩ　Ｘ　３　
（ＩＴＩのアルミ０ウム合金扱１　（３００３拐）と、
同寸法のアルミニウム合金板であって１表面に４３４３
利全クラツドした５００３材（ＥＡ、１２ＰＯ利）であ
るいわゆるブレージングシー１・２を用意し、これらを
第１図に示すような７字形に組合せて、ろう伺は所望部
３を有するろう付は用試験片とした。

次に　１ｊｉＪ記スラリー状のＩ（２ＡＩＦ’ｒ、全」
二記ろう伺は用訊ｊ緊片のろう付は所望部３に沿って耶
ぬりし。

乾燥せしめたのち、窒素雰囲気の’＋ｌｊ気リハです１
１１７１　Ｊ仄６２０　”Ｃで２分間保持の加熱ｒ加１
した。炉中である程度冷却後ろう＝Ｉ＝１け用意１験片
ｔ′屯気炉中から取り出し、ろう付けｎｒ塵部會観祭し
た。その結果。

第２図にボすようにプレージングシート２から４３４６
桐がろう利として流れｔ各ち、ろうイマ」け所望部に均
一に浸透し、良好な）ｆレット汀ＩＸ４盆形成し、アル
ミニウム合金板１とプレージングシート２とは強固にろ
う付は脇れ／こ。Ｋ２ＡｌＦ’ｓはアルミニウム系材料
のろう伺は用フラックスとして有効に作用することがわ
かった。祉た。ろう伺けした試験片奮り湿２）囲気に長
期間保持したが、フラックスによる駅長は見られなかつ
７こ。

実施例２ 実施例１におい−Ｃ得たスラリー状に、２ＡｅＦ″６２
００ｇに水盆加えて１βのＫ　２　Ａ　（ｌ　Ｆ’　Ｒ
粉末のｌ冒渕水とし。

該懸１蜀水に、実施例１において使用したのと同様のろ
うイマ」け用試験片を浸１’ｊ（いこ。Ｆ〕１分ＩＩ浸
屓して放置したのち、静かに引き上け、乾燥忌せた。

うう伺けｌツｒ座部６ＱＣフラックスとしての１（２Ａ
５ｆ九粉木が比教的多址に集積し／こ。その１−４・、
実力屯例１において使用した′「Ｌ気炉中に入）Ｌ、温
度６２０”Ｃ。

２分１山保持の加熱を、１行ない、ろう刊ｉｒＪ工４呈
奮力１１シブこ。

ろう付けＪＪｒ　’ａ部にはろう材がきれいにフィシ・
ノド部４を月須戊し、長杆なろう・１７」け接合部音用
ることがでさた。ＫｚＪＦｓの伺）ａ址は、実施例１に
比べて少なかったが、に２ＡｌＦ’ａの粉末はフラック
スとしＣｆＥ用するとともＶこ、１高」槌作用も見られ
なかった。

実／Ｉな例６ ゛アルミニウムのし攻１分木（，１９１式１００１行ｍ
程度）ｆ２７ＯＱ用１０、し、諺−ノ′ルミニウムを少
１・改ずつ。

１Ｃあｔす５七ルのフッＩＩＪ（素才ざむ１０βの１夜
に溶かし、こＪしと１ｅあ／こり１０モルの水酸化カリ
ウムを！′ＩＪかした１７を歳と全混合し、ＰＨが６〜
？になる仕５（ｉｉｊ＋４叩し７こ。すると７１１１．
’２は白イ蜀し、スラリー状となっグこ・ １ン２．別に〕°ルミニ１ンムのでＩＡ憂■ζ（ＮｊＬ
ｔ斐１００μｍ程川）忙用７０ｇ用、にし、該′アルミ
ニウムを少量ずつ、１４あ７′／：、！１ｌ１２モルの
水ｉ”＋８１じカリウノ・を含む１０βので１夕に１１
ｆがし、１．灰ｉ’４面と１　ｇあたり５モルのノソ化
６＜　５ｉ４　ｋ含む浴数と１Ｃ１昆合しｐｒ＋が６〜
９になる４虫に調ｉ和しｌこ。すると浴ぞ色は白濁し。

スラリー状とな−〕７こ。

上記１両スラリー状１ｆりから、それぞｉｔの白巴紛禾
を少量１１ｖ、り出し、Ｘ線回’＋ｉｌ′で物質を同定
し、（ところ、いずれの粉末もに、Ａ召Ｆ♂・１■２０
がほぼ１００％全占のてい、・。。

そ几ぞれの白巴枡末葡処理溶濯から′０コ過しで取り出
し、厚き２Ｉｄｍ、大き芒３　ａｎ　Ｘ　３　ｏｎのア
ルミニウムナ釦反１０５０祠２枚全１゛￥型にｄＪｌ　
ａせ／ζろう付は用誠駒７　Ｒのろう付けＪｉ「留部に
ｌむ一〕て供給した。

さら＆Ｃ，ろ９付り勺９’ｔ＠１．部に后って、百匣６
１＃ｌの９３％Ａシー７％Ｓ１共晶合争線をろう桐とし
て供給した。そし−Ｃ該りうＩ＝Ｊり一用、Ａ験片を実
力）ＩＬ世」１において便月」し７このと同じ１ａ気炉
によ！、＋　６２０’″Ｃ１２分１ｉｉ１の刀日熱＊ｎ
ない、ろう刊は工４１１を施した。

いずｆ’Ｌの自己粉末を供給した場合においてもろう祠
Ｖよ、ろり伺け１力皇都に長杆１こ流動し、き几いなノ
イレソト部定形成しＣいｌこ。

実力１１ｉ１タリ４ 自ＭｖＪｊ４（に使用−Ｊ−るエアコンティショナー用
の熱’Ｚ侯Ｆａ’ｉをアルミニウム金鉱からなる部（２
を組合せてりう付けが出来るようにした。１．１．ＩＪ
−品τ用：＊：した。

該船父賭ば、冷媒〃ココア衾赳峨し、これＱご伴ないコ
アＶこり’ｉ　・ｆ−ｊけ接置し７こツインが７′６さ
れるグこめ。

フィンの周辺全通過する空気力片、を却されるようＶＣ
なっているものである。該コアｆ５００５材、〕浸１責
佐、引き」二け、４１ｚ燥し、フィンとコアの拷咽１部
であるろう付は所屋部にＫ　２　Ａ　Ｑ　Ｅ’　６の粉
末を集積せしめた。その俵、実施例１において使用した
ものより大型の屋索努囲気市気炉によって６２０’Ｃ。

５分間保狩σ）加熱を竹ないろう（＝Ｊけ工程を施した
。

その結果、ＥＪ　１０００１１＋’ｉｌｊ′９ｉあるろ
う伺は所望部は完全にうつ月が１１Ｌ人し、良知なろう
付は接計部が形成されグこ。その抜、該熱父換Ｂ；；を
多湿群囲気中に長期間放置したが、とのｊ’ｌｉ分にも
ｌｌｊ！ｌ貨は児ら）′しなかった。

４、図ＩＩＬＩの１）１′」小な説明 第１図、第２図は宅れ七れ実施例におけるろう付は用試
、竪片の形Ｕおよびろう伺は状況音７Ｊりず斜況図であ
る。

１・・・アルミニウム合り戻板 ２・・・フレージングシ−１・ ６・・・Ｑうイブ」け所望部 ４・・・フィレット部 」仔、デ１−出す旧人 株式会社　訟田中央仙究ノＶｒ ジ１埋士高　橋　艶ノ珍 、１１１刀 ＝；ｌ’、、、　２１’、、：：Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　被ろう伺は体であるアルミニウム糸利料のろう
   利は所軍部にペンタフルオロアルミニウム酸カリウム（
   Ｋ２Ａ７Ｆ５）７．（集積せしめる集積工程と。 該アルミニウム糸材料のろう利け１９Ｆ望部葡ろう利に
   よ！ｌｌ接合するろう付は工程とからなるアルミニウム
   糸ＡＡ料のろう伺は方法。 Ｌ２＋　」−、ｉｔ　ｈｂ槓工程は、ペンタフルオロア
   ルミニウム酸カリウム粉末の）いミ濁水に−アルミニウ
   ム糸祠料全浸漬したのち、引き」二げることにより行な
   う特許請求の１１【α門弟（１）項記載の一ノ′ルミニ
   ウム糸利料のろう伺は方法。 （：３）上記アルミニウム糸相料は、少なくともその一
   部をアルミニウムーシリコン共晶仕伯被覆Ｈにより（４
   ゛４成したものである持論請求の範囲第（１）又は（２
   ）項記載のアルミニウム糸拐料のろう付は方法。 （４）上記、懸濁水は、水１召中に苅してペンクフルオ
   ロアルミニウム咽カリウム粉末全１０〜３ａｏｙ混合し
   て成るものである請求の範囲第（２）項記載のアルミニ
   ウムポ拐料のろう付は方法。 （５１１記ペンタフルオロアルミニウム師カリウムは、
   フッ化カリウムとフッ化アルミニウムと全水中で熟成す
   ることにより生成したものである時許請７ｊ（の範囲第
   （１）在いしく４）ＪＪＪ記載のアルミニウム羞利イ斗
   のろう付は方法。 （（））」二１ｊ己ペンタフルオロアルミニムは．水１
   ｖ化アルミニウムを，フッ酸あるいは水ＹＶ化カリウム
   いずｔシか一方の水ｍＭｋ中に溶解したのち，　ｆｍ方
   によって中イ１」することＵこより，得られるものであ
   る！１許請求の範囲第（１）ないしく４）工具記載の一
   アルミニウム；ｔｑ　ＩＷ料のろう伺は方ｆ去。 （７）　−Ｊ−記ペンタノルオロアルミニウム酸カリウ
   ムは，アルミニウムケフノ素とカリウム治：含イコする
   処理１′ｄ取中で化♀反応によっで牛成し／こものであ
   る符，言請求の範囲第（１）ないしく・１）」月記載の
   フ゛ルミニウム系材料のろう付は方法。