JPH02197395A - Aluminum alloy material for brazing and production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、特に弗化物系フラックスを用いてろう付けす
る場合に用いられるＭｇを含有するアルミニウム合金材
及びその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an aluminum alloy material containing Mg, which is used particularly in brazing using a fluoride flux, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
接合すべきアルミニウム材の要素間に当該要素材の融点
よりも低い融点をもつアルミニウムのろう合金層を介在
させて、接合を行なうフラックスろう付けには、一般的
に塩化物を主成分とするフラックスが大気中で用いられ
ている。[Prior Art] Flux brazing, which involves interposing an aluminum brazing alloy layer with a melting point lower than the melting point of the aluminum materials to be joined, generally uses chloride. The main component is flux, which is used in the atmosphere.
これらのフラックスは、本質的に水溶性であり、一般的
に吸湿性であり、水の存在下でアルミニラムろう合金を
含めてアルミニウムを腐食する。These fluxes are water-soluble in nature, generally hygroscopic, and corrode aluminum, including aluminum ram braze alloys, in the presence of water.
したがってそのようなフラックスのろう付は残留物は、
ろう付は工程後に洗浄して除去しなければならない。Therefore, when brazing with such flux, the residue is
Braze must be cleaned and removed after the process.
フラックスを用いないでろう付けを行なうフラックスレ
スろう付は法として、真空ろう付は法あるいは不活性雰
囲気ろう付は法等が既に知られているが、これらは高真
空あるいは高純度の不活性ガスと共に、被接合材もしく
はろう合金に特殊なアルミニウム材料を必要とする。更
にはフラックスろう付は法と比べると、ろう付は部のク
リアランスに、よりきびしい精度が要求される点で劣る
。Fluxless brazing, which is brazing without flux, vacuum brazing, and inert atmosphere brazing are already known, but these methods require high vacuum or high-purity inert gas. In addition, a special aluminum material is required for the material to be joined or the brazing alloy. Furthermore, flux brazing is inferior to the method in that brazing requires stricter precision in the clearance of parts.
又、ろう付は後、実質上水に不溶解であり、非吸湿性で
かつアルミニウムに対して非腐食性の残渣をろう付は面
に残す弗化物フラックスも知られている。Also known are fluoride fluxes which leave a residue on the brazing surface after brazing that is substantially insoluble in water, non-hygroscopic and non-corrosive to aluminum.
すなわち、英国特許箱１．０５５．９１４号明細書によ
り、ＡｌＦ３とＫＦとを混合したフラックスが提案され
ている。更に、特公昭５ｇ−２７０３７号公報により、
ろう付は前において非吸湿性であり、ろう付は後におい
て実質的に不水溶性であるフラックスとして、ＫＡｌＦ
４とに３ＡＩＦ６とから成るフラックスが提案されてい
る。このフラックスは、ＫＦとＡｌＦ３を原料としてこ
の混合物を溶融後の凝固物を粉砕して得られるものであ
り、凝固物にはＫＡｌＦ４とに３ＡＩ Ｆ６が生成して
いる。原料成分のＫＦとＡｌＦ３の比率は、可及的に両
成分の共晶組成に近付けることを推奨している。That is, British Patent No. 1.055.914 proposes a flux that is a mixture of AlF3 and KF. Furthermore, according to Japanese Patent Publication No. 5g-27037,
Before the brazing is non-hygroscopic, and after the brazing is KAlF as a substantially water-insoluble flux.
A flux consisting of 4 and 3AIF6 has been proposed. This flux is obtained by melting a mixture of KF and AlF3 as raw materials and pulverizing a solidified product, in which 3AI F6 is generated in addition to KAlF4. It is recommended that the ratio of the raw material components KF and AlF3 be as close to the eutectic composition of both components as possible.
このように、ろう付は前の状態てＫＦ
ＡＩＦ３又は、Ｋ３ＡＩ Ｆ６−ＫＡＩ Ｆ４あるいは
に３ＡＩ Ｆ６−Ａｔ Ｆ３若しくはＫＡｌＦ４、ろう
付は後の状態でに３ＡＩＦ６−ＫＡＩ Ｆ４又はＫＡＩ
Ｆ４の実質的な化学式あるいはその組合せで示される
これらの弗化物フラックスは、従来の塩化物系フラック
スが有する利点はもちろんのこと、更に残渣が非吸湿性
でアルミニウムに対して非腐食性であるため、ろう付は
後の洗浄が不要であるという大きな利点を有する。また
、これらフラックスはトーチろう付けや不活性ガス雰囲
気炉中ろう付けに適している。In this way, brazing is performed on KF AIF3 or K3AI F6-KAI F4 or 3AI F6-At F3 or KAlF4 in the previous state, and brazing is performed on 3AIF6-KAI F4 or KAI in the later state.
These fluoride fluxes, which have the substantial chemical formula F4 or a combination thereof, not only have the advantages of conventional chloride-based fluxes, but also because the residue is non-hygroscopic and non-corrosive to aluminum. , brazing has the great advantage that no subsequent cleaning is required. Furthermore, these fluxes are suitable for torch brazing and inert gas atmosphere furnace brazing.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、熱交換器等に使用されるＭｇを含有した
アルミニウム合金においては、弗化物系フラックスを用
いたろう付けを行なう場合、ろうの濡れが悪く、ろう付
は容易ではない。[Problems to be Solved by the Invention] However, when brazing aluminum alloys containing Mg used in heat exchangers and the like using fluoride flux, the wetting of the solder is poor and brazing is not easy. isn't it.
その理由としては、Ｍｇを含有したアルミニウム合金に
おいては、その表面にＭｇ系の強固な酸化皮膜があるた
め、ろうの濡れが妨げられることも考えられるが、主と
して１）フラックスが溶融後、解離したＦ−がＭｇと反
応してＭｇＦ２となり、表面を覆ってろうの濡れを阻害
する、２）その反応にＦ−が費されるため、合金表面の
酸化皮膜の溶解が妨げられ、ろうの濡れが悪くなる、な
どが挙げられる。The reason for this is that Mg-containing aluminum alloys have a strong Mg-based oxide film on their surfaces, which may hinder wetting of the solder, but mainly 1) the flux dissociates after melting. F- reacts with Mg to form MgF2, which covers the surface and inhibits wetting of the solder. 2) Since F- is consumed in this reaction, dissolution of the oxide film on the alloy surface is hindered, and the wetting of the solder is inhibited. Things like getting worse.
本発明の目的はＭｇを含有するアルミニウム合金であっ
ても弗化物系フラックスを用いて容易にろう付し得るよ
うにすることである。An object of the present invention is to enable easy brazing of aluminum alloys containing Mg using a fluoride flux.
［課題を解決するための手段］
本発明の第１の発明は、Ｍｇを０．５〜３．０％含有す
るアルミニウム合金材料の表層部から ５〜２００μｍ
以下の範囲が、Ｍｇ含有量が連続的に減少し、表面部が
０．１％以下であることを特徴とする弗化物系フラック
スを用いろう付けしたとき、ろう材の充填性に優れたア
ルミニウム合金材料であり、第２の発明は、Ｍｇを０．
５〜３．０％含有するアルミニウム合金材料を、真空中
で４５０〜５５０℃で１分間以上加熱することにより、
表層部のＭｇ含有量を連続的に減少させることを特徴と
する弗化物系フラックスを用いろう付けしたとき、ろう
材の充填性に優れたアルミニウム合金材料の製造方法で
あり、第３の発明は、Ｍｇを０．５〜３．０％含有する
アルミニウム合金材料の表面に、弗化物系フラックスを
塗布し、５６０〜５８０℃で１分間以上加熱し、Ｍｇを
表面に溶出させた後、該溶出物を除去することにより、
表層部のＭｇ含有量を連続的に減少させることを特徴と
する弗化物系フラックスを用いろう付けしたとき、ろう
材の充填性に優れたアルミニウム合金材料の製造方法で
ある。[Means for Solving the Problems] The first invention of the present invention provides a method for reducing the thickness of 5 to 200 μm from the surface layer of an aluminum alloy material containing 0.5 to 3.0% Mg.
Aluminum with excellent brazing fillability when brazed with a fluoride flux characterized by a continuous decrease in Mg content and a surface area of 0.1% or less in the following ranges: The second invention is an alloy material, and the second invention is an alloy material containing 0.
By heating an aluminum alloy material containing 5 to 3.0% at 450 to 550°C for 1 minute or more in vacuum,
A third aspect of the present invention is a method for producing an aluminum alloy material that exhibits excellent brazing fillability when brazed using a fluoride flux that continuously reduces the Mg content in the surface layer. , apply a fluoride flux to the surface of an aluminum alloy material containing 0.5 to 3.0% Mg, heat it at 560 to 580°C for 1 minute or more to elute Mg to the surface, and then By removing things,
This is a method for producing an aluminum alloy material that exhibits excellent brazing fillability when brazed using a fluoride flux that is characterized by continuously decreasing the Mg content in the surface layer.
［作 用］
Ｍ ｇを含有する材料の表面部の脱Ｍｇ層は、ろう付け
する時に母材中に存在するＭｇが拡散・溶出し、Ｍｇ酸
化皮膜を生成するのを防止する働きをする。構造物のろ
う付は条件は、構造物の大きさに関係し、温度と時間（
特に時間）を定める必要がある。温度が高く、時間が長
くなると、母材中のＭｇが拡散・溶出するので、脱Ｍｇ
された範囲が大きい程よい。しかし、Ｍｇを含有する材
料は、高強度を得るために使用されるものであり、材料
の表面が深く脱Ｍｇされていると、強度低下となるので
好ましくなく、上限を２００μｍとした。又、脱Ｍｇさ
れた範囲が５μＭ以下では、Ｍｇが拡散・溶出し、Ｍｇ
酸化皮膜を生成するのを防止することができない。した
がって、脱Ｍｇされた範囲は５〜２００μｍとするのが
好ましい。[Function] The Mg-free layer on the surface of the Mg-containing material functions to prevent Mg present in the base material from diffusing and eluting and forming an Mg oxide film during brazing. The conditions for brazing structures are related to the size of the structure, temperature and time (
In particular, it is necessary to determine the time. When the temperature is high and the time is long, Mg in the base metal diffuses and dissolves, so it is difficult to remove Mg.
The larger the range, the better. However, a material containing Mg is used to obtain high strength, and if the surface of the material is deeply de-Mg-free, the strength will decrease, which is not preferable, so the upper limit was set to 200 μm. In addition, if the Mg-depleted range is 5 μM or less, Mg will diffuse and elute, and Mg
It is not possible to prevent the formation of an oxide film. Therefore, it is preferable that the Mg-free range is 5 to 200 μm.
極表面部のＭｇの含有量が０．１％以上では、ろう付は
性が悪く、脱Ｍｇした効果が現れない。If the Mg content in the extreme surface portion is 0.1% or more, brazing properties are poor and the effect of Mg removal is not manifested.
処理方法として、真空中で加熱するのは、母材から拡散
・溶出してきたＭｇを酸化させず、蒸発させるためであ
り、４５０℃以下では、拡散・溶出速度が低く、長時間
を要し、工業的でない。The purpose of heating in vacuum as a treatment method is to evaporate the Mg that has diffused and eluted from the base material without oxidizing it. At temperatures below 450°C, the rate of diffusion and elution is low and it takes a long time. Not industrial.
弗化物系フラックスを塗布し、５６０℃で加熱すると、
フラックスは活性化し溶出を促進させる。この場合は、
ＭｇはＭｇ酸化物となって表面に堆積するので、これを
物理的又は化学的に除去する必要がある。５６０℃以下
では、フラ・ソクスが活性化せず、５８０℃を越えると
Ｍｇを含有する母材が、溶融し始めるので好ましくない
。When fluoride flux is applied and heated at 560℃,
Flux activates and accelerates elution. in this case,
Since Mg becomes Mg oxide and is deposited on the surface, it is necessary to physically or chemically remove this. If the temperature is below 560°C, Fura Sox will not be activated, and if it exceeds 580°C, the Mg-containing base material will start to melt, which is not preferable.
［実施例］
実施例Ｉ
Ｍｇ含有量の異なるアルミニウム合金材料を２Ｘ １０
−’ Ｔｏｒｒの真空中で４００℃以上に加熱処理し、
表面からＭｇを除去した材料を得た。これらの材料から
厚さ方向にエレクトロ・マイクロ・アナライザーにより
、Ｍｇの線分析を行い、第１図に示すような脱Ｍｇされ
た深さを測定し、第１表に示すような脱ＭｇＲさの異な
る材料を抽出し、試験材とした。これらの試験材を第２
図に示すように、試験材ＡとＢＡｌ、２ＰＣアルミニウ
ム合金のろう材を両面にクラッドしたＡ３００３合金か
らなるプレージングシートＢとの表面に、６８％に３Ａ
ＩＦ６＋３２％ＡｌＦ３を水によって重量比１／９に希
釈した水性スラリーよりなるフラックスを塗布し、両者
をＳＵＳ材３をもって継手角度２．５°で固定し、微量
のＮ２ガス放流炉中に６００℃×３分保持した。[Example] Example I 2×10 aluminum alloy materials with different Mg contents
- Heat treated at 400°C or higher in a vacuum of Torr,
A material was obtained from which Mg was removed from the surface. Linear analysis of Mg was performed in the thickness direction of these materials using an electro-micro analyzer, and the depth of Mg removal as shown in Figure 1 was measured, and the depth of Mg removal was determined as shown in Table 1. Different materials were extracted and used as test materials. These test materials were
As shown in the figure, the surface of test material A and plating sheet B made of A3003 alloy clad on both sides with BAl and 2PC aluminum alloy brazing filler metal was 68% 3A.
A flux consisting of an aqueous slurry made by diluting IF6 + 32% AlF3 with water to a weight ratio of 1/9 was applied, and both were fixed with SUS material 3 at a joint angle of 2.5°, and heated at 600°C in a small amount of N2 gas discharge furnace. It was held for 3 minutes.
ろう付は後の間隙充填率は、第２図のＬの長さを測定し
、（Ｌ／ Ｌｏ ） Ｘ１００（％）を計算により求め
た。それらの結果を第１表に示した。The gap filling rate after brazing was determined by measuring the length of L in FIG. 2 and calculating (L/Lo)X100(%). The results are shown in Table 1.
第１表
発明材Ｎｏ、１〜１２は、脱Ｍｇの深さが５μｍ以上の
ため、充填率６０％以上が得られ、ろう付は性が良好で
ある。しかし、比較材Ｎｏ、１３〜１６は、脱Ｍｇの深
さが３μｍ以下のため、充填率が３５％以下と低く、ろ
う付は性に劣るものである。Inventive materials Nos. 1 to 12 in Table 1 have a Mg removal depth of 5 μm or more, so a filling rate of 60% or more is obtained and the brazing properties are good. However, in Comparative Materials Nos. 13 to 16, the depth of Mg removal was 3 μm or less, so the filling rate was as low as 35% or less, and the brazing properties were poor.
実施例２
Ｍｇ含有量の異なるアルミニウム合金材料を２Ｘ １Ｏ
−５Ｔｏｒｒの真空中で４００〜５５０℃に加熱し、表
面からＭｇを除去した試験材を得た。これらを実施例１
と同様に間隙充填性の試験を行い、その結果を第２表に
示す。Example 2 Aluminum alloy materials with different Mg contents were 2X 1O
A test material was obtained by heating to 400 to 550° C. in a vacuum of −5 Torr to remove Mg from the surface. Example 1
A gap filling test was conducted in the same manner as above, and the results are shown in Table 2.
第２表
発明材Ｎｏ、１７〜２４は、いずれも４５０〜５５０℃
で加熱処理したものであり、ろう祠の充填率６０％以上
が得られ、ろう付は性が良好である。しかし、比較材の
Ｎｏ、２５〜２８は、加熱温度が４００℃と低いため、
充填率が３５％以下、又はほとんどろう付けが不可能で
あった。Inventive materials No. 17 to 24 in Table 2 are all 450 to 550°C.
A filling rate of 60% or more is obtained, and the brazing properties are good. However, the comparative materials No. 25 to 28 had a low heating temperature of 400°C, so
The filling rate was 35% or less, or brazing was almost impossible.
実施例３
Ｍｇ含有量の異なるアルミニウム合金飼料の表面に、６
８％に３ＡＩＦ６＋３２％ＡｌＦ３の水性スラリーを塗
布後、Ｎ２放流炉中に第３表に示す加熱条件で処理し、
冷却後、表面皮膜を硝弗酸によって除去し、第３表に示
す脱Ｍｇ処理した材料を得た。これらを実施例１と同様
に間隙充填性の試験を行い、その結果を第３表に示す。Example 3 On the surface of aluminum alloy feeds with different Mg contents, 6
After applying an aqueous slurry of 3AIF6 + 32% AlF3 to 8%, it was treated in a N2 discharge furnace under the heating conditions shown in Table 3,
After cooling, the surface film was removed with nitric hydrofluoric acid to obtain the Mg-free materials shown in Table 3. These were subjected to a gap filling test in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
第３表
発明材Ｎｏ、２９〜３３は、充填率が６０％以上であり
、ろう付は性が良好である。しかし、比較材Ｎｏ、３４
〜３６は、加熱温度が５００℃と低いため、充填率が３
３％以下と低く、ろう付は性が悪い。Inventive materials Nos. 29 to 33 in Table 3 have a filling rate of 60% or more and have good brazing properties. However, comparative material No. 34
~36, the heating temperature is as low as 500°C, so the filling rate is 3.
It is low, less than 3%, and brazing properties are poor.
［発明の効果］
本発明によればＭｇを含有するアルミニウム合金であっ
ても弗化物系フラックスを用いたろう付けが可能であり
、そのろう付性は優れていて、強度の低下はほとんどな
い。[Effects of the Invention] According to the present invention, even an aluminum alloy containing Mg can be brazed using a fluoride flux, and its brazing properties are excellent, with almost no decrease in strength.
なお、本発明の材料における表面層にはＭｇが含まれて
いないため、ろうに接する部分］３
の固相線温度は低くない。したがって、その他のろう付
方法においても、良好なろう付性を有する。Note that, since the surface layer of the material of the present invention does not contain Mg, the solidus temperature of the portion in contact with the solder]3 is not low. Therefore, it has good brazing properties also in other brazing methods.
第１図はＭｇの含有状態を示すグラフ、第２図はろう付
試験を示す正面図である。
１・・・Ｍｇを含むアルミニウム合金材、２・・・Ｍｇ
を除去した層、訃・・ＳＵＳ材、Ａ・・・本発明材、Ｂ
・・・プレージングシート。
特許出願人 住友軽金属工業株式会社
代理人 弁理士 小 松 秀 岳
代理人 弁理士 旭 宏FIG. 1 is a graph showing the state of Mg content, and FIG. 2 is a front view showing a brazing test. 1... Aluminum alloy material containing Mg, 2... Mg
Layer from which , SUS material, A... Inventive material, B
...Praising sheet. Patent Applicant Sumitomo Light Metal Industries Co., Ltd. Agent Patent Attorney Hide Komatsu Agent Patent Attorney Hiroshi Asahi
Claims (3)
金材料の表層部から５〜２００μｍ以下の範囲が、Ｍｇ
含有量が連続的に減少し、表面部が０．１％以下である
ことを特徴とする弗化物系フラックスを用いろう付けし
たとき、ろう材の充填性に優れたアルミニウム合金材料
。(1) The range of 5 to 200 μm from the surface of the aluminum alloy material containing 0.5 to 3.0% Mg is Mg
An aluminum alloy material that exhibits excellent brazing fillability when brazed using a fluoride-based flux whose content decreases continuously and whose surface area is 0.1% or less.
金材料を、真空中で４５０〜５５０℃で１分間以上加熱
することにより、表層部のＭｇ含有量を連続的に減少さ
せることを特徴とする弗化物系フラックスを用いろう付
けしたとき、ろう材の充填性に優れたアルミニウム合金
材料の製造方法。(2) By heating an aluminum alloy material containing 0.5 to 3.0% Mg at 450 to 550°C for 1 minute or more in vacuum, the Mg content in the surface layer can be continuously reduced. A method for producing an aluminum alloy material that exhibits excellent brazing fillability when brazed using a characteristic fluoride flux.
金材料の表面に、弗化物系フラックスを塗布し、５６０
〜５８０℃で１分間以上加熱し、Ｍｇを表面に溶出させ
た後、該溶出物を除去することにより、表層部のＭｇ含
有量を連続的に減少させることを特徴とする弗化物系フ
ラックスを用いろう付けしたとき、ろう材の充填性に優
れたアルミニウム合金材料の製造方法。(3) Apply fluoride flux to the surface of an aluminum alloy material containing 0.5 to 3.0% Mg, and
The fluoride flux is heated at ~580°C for 1 minute or more to elute Mg to the surface, and then removes the eluate, thereby continuously reducing the Mg content in the surface layer. A method for producing an aluminum alloy material that has excellent brazing filler properties when brazed with aluminum alloy.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP25074889A JPH02197395A (en) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Aluminum alloy material for brazing and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP25074889A JPH02197395A (en) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Aluminum alloy material for brazing and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197395A true JPH02197395A (en) | 1990-08-03 |
Family
ID=17212452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25074889A Pending JPH02197395A (en) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Aluminum alloy material for brazing and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02197395A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223001A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 株式会社Uacj | Aluminum alloy clad material and brazing method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247469A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-07 | Nippon Denso Co Ltd | Brazing method of aluminum or aluminum alloy |
-
1989
- 1989-09-28 JP JP25074889A patent/JPH02197395A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247469A (en) * | 1984-05-21 | 1985-12-07 | Nippon Denso Co Ltd | Brazing method of aluminum or aluminum alloy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223001A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 株式会社Uacj | Aluminum alloy clad material and brazing method |
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