JP2001316847A - Ｋｆ溶液噴霧によるアルミニウム上の化成被覆 - Google Patents
Ｋｆ溶液噴霧によるアルミニウム上の化成被覆Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウムに、良好な潤滑特性を持たせつつ
耐摩耗性表面を与えるとともに、表面を接着する前の表
面調整としても利用され得る方法を提供する。 【解決手段】本発明は、アルミニウム表面に化成被膜を
形成する方法である。本発明の方法によれば、まずアル
ミニウム表面を熱脱脂あるいはアルカリ水溶液脱脂にて
処理し、そしてその処理済表面にKF水溶液を噴霧するこ
とにより、その表面に化成被覆が施される。溶液中のKF
濃度は0.5〜15.0 wt. %、温度は32〜100℃（90〜212
oF）である。それは345〜3447 hPa（5〜50 psi）の圧力
で少なくとも５秒間、アルミニウム表面上に噴霧され
る。アルミニウム表面に形成される化成被膜は、（a）
実質的に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大きな割合のK
3AlF6と比較的小さな割合のKAlF4からなる混合物、から
本質的になる。
耐摩耗性表面を与えるとともに、表面を接着する前の表
面調整としても利用され得る方法を提供する。 【解決手段】本発明は、アルミニウム表面に化成被膜を
形成する方法である。本発明の方法によれば、まずアル
ミニウム表面を熱脱脂あるいはアルカリ水溶液脱脂にて
処理し、そしてその処理済表面にKF水溶液を噴霧するこ
とにより、その表面に化成被覆が施される。溶液中のKF
濃度は0.5〜15.0 wt. %、温度は32〜100℃（90〜212
oF）である。それは345〜3447 hPa（5〜50 psi）の圧力
で少なくとも５秒間、アルミニウム表面上に噴霧され
る。アルミニウム表面に形成される化成被膜は、（a）
実質的に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大きな割合のK
3AlF6と比較的小さな割合のKAlF4からなる混合物、から
本質的になる。
Description
【０００１】1999年7月6日に手続された米国特許出願第
09/347,884号と、その一部継続出願が参照され、また、
関連出願である、1998年8月6日に手続された、名称が"M
ethodof Simultaneous Cleaning and Fluxing of Alumi
num Cylinder Block Bore Surfaces for Thermal Spray
Coating Adhesion"の米国特許出願第09/130,014号も参
照される。
09/347,884号と、その一部継続出願が参照され、また、
関連出願である、1998年8月6日に手続された、名称が"M
ethodof Simultaneous Cleaning and Fluxing of Alumi
num Cylinder Block Bore Surfaces for Thermal Spray
Coating Adhesion"の米国特許出願第09/130,014号も参
照される。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然アルミニウム
表面酸化物に代わる化成被膜を、アルミニウム表面に形
成することに関する。より具体的には、まず熱脱脂ある
いはアルカリ水溶液の脱脂によりアルミニウムを処理
し、続いて処理済のアルミニウムをKF水溶液に晒すこと
により、化成被膜が形成される。この被膜には、例え
ば、ロウ付けの補助として、良好な潤滑性を持ち耐久性
のある耐摩耗性表面として、そして被接着面を調整する
ため、といった種々の用途がある。
表面酸化物に代わる化成被膜を、アルミニウム表面に形
成することに関する。より具体的には、まず熱脱脂ある
いはアルカリ水溶液の脱脂によりアルミニウムを処理
し、続いて処理済のアルミニウムをKF水溶液に晒すこと
により、化成被膜が形成される。この被膜には、例え
ば、ロウ付けの補助として、良好な潤滑性を持ち耐久性
のある耐摩耗性表面として、そして被接着面を調整する
ため、といった種々の用途がある。
【０００３】
【従来の技術】この分野において、アルミニウム合金部
品を接合するためにロウ付けを用いる場合が多く、具体
的には、アルミニウム製熱交換器組立体を接合する方法
として、ロウ付けが好まれている。しかしながら、アル
ミニウム及びアルミニウム合金は一般的に、室温で大気
に接触すると、非常に反応しやすく、表面酸化物被膜
（厚さ5〜100 nm）を急速に形成する。そのような酸化
物の薄膜は、接合されるべき部材間の、強固で、高品質
な、そして欠陥のない結合部の形成を妨げる。それで、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金間の、冶金的、
化学的あるいは金属間、の結合を有効なものとするため
には、そのような酸化物の薄膜を除去、溶解又は粉砕す
ることが必要であると考えられている。例えば、米国特
許5,820,015号で述べられている様に、KFのエッチング
液を用いた化学的エッチングにより、酸化物層が除去さ
れる場合がある。それは、特に、そのようなエッチング
により、ロウ付可能なアルミニウム合金の面形成能力を
向上することが出来ることを教示している。酸化物層を
粉砕する、他の一般的な方法は、NOCOLOK（商標）のよ
うなフラックスを接合面に塗布することである。脱脂さ
れたアルミニウム部品上に噴霧することが出来るのはKA
lF4 + K3AlF6溶液の懸濁水であり、乾燥させた後、その
部品を炉においてロウ付することが出来る。フラックス
は、565-575℃の温度で溶け、表面アルミニウム酸化物
と反応する。これは、585〜600℃の間のロウ付温度に達
したとき、表面が溶解されると同時にさらなる酸化から
保護される様にする。しかしながら、フラックスを使用
するこの方法の欠点の一つは、フラックスを塗布する効
率が低いことである。すなわち、フラックス粉末は、液
体溶媒中に懸濁され、組立の前後に表面に噴霧され、そ
の後乾燥される必要がある。粉末フラックスはまた、生
産設備における管理上の問題を引き起こす可能性があ
る。フラックスに伴なう問題を解決するために、フラッ
クスレス・ロウ付が開発されてきた。
品を接合するためにロウ付けを用いる場合が多く、具体
的には、アルミニウム製熱交換器組立体を接合する方法
として、ロウ付けが好まれている。しかしながら、アル
ミニウム及びアルミニウム合金は一般的に、室温で大気
に接触すると、非常に反応しやすく、表面酸化物被膜
（厚さ5〜100 nm）を急速に形成する。そのような酸化
物の薄膜は、接合されるべき部材間の、強固で、高品質
な、そして欠陥のない結合部の形成を妨げる。それで、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金間の、冶金的、
化学的あるいは金属間、の結合を有効なものとするため
には、そのような酸化物の薄膜を除去、溶解又は粉砕す
ることが必要であると考えられている。例えば、米国特
許5,820,015号で述べられている様に、KFのエッチング
液を用いた化学的エッチングにより、酸化物層が除去さ
れる場合がある。それは、特に、そのようなエッチング
により、ロウ付可能なアルミニウム合金の面形成能力を
向上することが出来ることを教示している。酸化物層を
粉砕する、他の一般的な方法は、NOCOLOK（商標）のよ
うなフラックスを接合面に塗布することである。脱脂さ
れたアルミニウム部品上に噴霧することが出来るのはKA
lF4 + K3AlF6溶液の懸濁水であり、乾燥させた後、その
部品を炉においてロウ付することが出来る。フラックス
は、565-575℃の温度で溶け、表面アルミニウム酸化物
と反応する。これは、585〜600℃の間のロウ付温度に達
したとき、表面が溶解されると同時にさらなる酸化から
保護される様にする。しかしながら、フラックスを使用
するこの方法の欠点の一つは、フラックスを塗布する効
率が低いことである。すなわち、フラックス粉末は、液
体溶媒中に懸濁され、組立の前後に表面に噴霧され、そ
の後乾燥される必要がある。粉末フラックスはまた、生
産設備における管理上の問題を引き起こす可能性があ
る。フラックスに伴なう問題を解決するために、フラッ
クスレス・ロウ付が開発されてきた。
【０００４】一つの形式のフラックスレス・ロウ付にお
いて、ロウ付されるアルミニウム表面の化成処理により
フラックス層が担持される。そのような方法がヨーロッ
パ特許0140267 B1号に開示されており、形成される層は
カリウム・ペンタフルオロアルミネート (K2AlF5)から
なる。その方法において、ロウ付工程は、アルミニウム
と相手材料をロウ付合金で接合するために、フラックス
層をアルミニウムの融点より低くロウ付合金の融点より
高い温度に加熱する工程を含む。この処理では、熱交換
器のような用途に必要とされる、完全に漏れの無い接合
を行うのは難しい。
いて、ロウ付されるアルミニウム表面の化成処理により
フラックス層が担持される。そのような方法がヨーロッ
パ特許0140267 B1号に開示されており、形成される層は
カリウム・ペンタフルオロアルミネート (K2AlF5)から
なる。その方法において、ロウ付工程は、アルミニウム
と相手材料をロウ付合金で接合するために、フラックス
層をアルミニウムの融点より低くロウ付合金の融点より
高い温度に加熱する工程を含む。この処理では、熱交換
器のような用途に必要とされる、完全に漏れの無い接合
を行うのは難しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、従来技術
の処理の欠陥を解消する、フラックスレス・ロウ付けが
可能なアルミニウム又はアルミニウム合金表面が得られ
ることを、予期せず発見した。それには特に、高温脱脂
又はアルカリ水溶液を用いた脱脂によりアルミニウム又
はアルミニウム合金を処理する工程が含まれる。この工
程は、KF水溶液を用いた化成被覆工程との組合わせによ
り、本発明において極めて重要であることが予期せず見
出された。
の処理の欠陥を解消する、フラックスレス・ロウ付けが
可能なアルミニウム又はアルミニウム合金表面が得られ
ることを、予期せず発見した。それには特に、高温脱脂
又はアルカリ水溶液を用いた脱脂によりアルミニウム又
はアルミニウム合金を処理する工程が含まれる。この工
程は、KF水溶液を用いた化成被覆工程との組合わせによ
り、本発明において極めて重要であることが予期せず見
出された。
【０００６】本発明の化成被膜は、ロウ付けがなされる
ことになる表面について有用である一方、他にも有用性
がある。アルミニウム上に形成されるこの化成被膜は、
例えば空調用コンプレッサーの斜板の様な、使用中に摺
動摩擦に晒されるアルミニウム表面について有用である
ことが予期せず見出された。つまり、この化成被膜は、
アルミニウムに、良好な潤滑特性を持たせつつ、耐久性
のある耐摩耗性表面をもたらす。また、その化成被覆は
接着により表面を接合する前の表面調整としても利用さ
れ得る。本発明の、これらのものなどの観点が、以下に
詳細に記載されている。
ことになる表面について有用である一方、他にも有用性
がある。アルミニウム上に形成されるこの化成被膜は、
例えば空調用コンプレッサーの斜板の様な、使用中に摺
動摩擦に晒されるアルミニウム表面について有用である
ことが予期せず見出された。つまり、この化成被膜は、
アルミニウムに、良好な潤滑特性を持たせつつ、耐久性
のある耐摩耗性表面をもたらす。また、その化成被覆は
接着により表面を接合する前の表面調整としても利用さ
れ得る。本発明の、これらのものなどの観点が、以下に
詳細に記載されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
（アルミニウム合金も含む）表面に化成被覆を施す方法
である。その方法は、処理後の表面が油脂及び油分を実
質的に除去される様な熱脱脂又はアルカリ水溶液脱脂に
より処理されたアルミニウム表面を、準備する工程を必
要とする。上記２つの特定の処理のうち一方が用いられ
ることが、本発明の方法において重要である。その後、
化成被膜を形成するために、上記処理済表面に、32〜10
0℃（90oF-212oF）で0.5〜15 wt.%のKF水溶液を、5-50
psi （345〜3447 hPa）の圧力で少なくとも５秒間噴霧
して、（a）実質的に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大
きな割合のK3AlF6と比較的小さな割合のKAlF4、から本
質的になる化成被膜をアルミニウム表面上に形成する。
フラックスレス・ロウ付けにおいて特に有用な、本発明
による化成被膜をアルミニウム上に最適に形成するに
は、KF溶液濃度は0.9〜1.4 wt.%である。
（アルミニウム合金も含む）表面に化成被覆を施す方法
である。その方法は、処理後の表面が油脂及び油分を実
質的に除去される様な熱脱脂又はアルカリ水溶液脱脂に
より処理されたアルミニウム表面を、準備する工程を必
要とする。上記２つの特定の処理のうち一方が用いられ
ることが、本発明の方法において重要である。その後、
化成被膜を形成するために、上記処理済表面に、32〜10
0℃（90oF-212oF）で0.5〜15 wt.%のKF水溶液を、5-50
psi （345〜3447 hPa）の圧力で少なくとも５秒間噴霧
して、（a）実質的に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大
きな割合のK3AlF6と比較的小さな割合のKAlF4、から本
質的になる化成被膜をアルミニウム表面上に形成する。
フラックスレス・ロウ付けにおいて特に有用な、本発明
による化成被膜をアルミニウム上に最適に形成するに
は、KF溶液濃度は0.9〜1.4 wt.%である。
【０００８】ロウ付け可能なアルミニウム表面上で有用
なこの被膜は、例えば、潤滑性の良好な耐久性のある耐
摩耗性被膜をアルミニウムに持たせるという用途も、見
出されている。接着性を高める様にアルミニウム表面を
調整するのにも、有用である。耐摩耗性を得るには、1.
0〜5.0 wt.%の濃度のKF水溶液が最適である。本発明の
被膜は、化成被膜析出処理を通してアルミニウム表面を
化学的に被覆するので、アルミニウム表面への優れた接
着性を持つ、という利点を奏する。
なこの被膜は、例えば、潤滑性の良好な耐久性のある耐
摩耗性被膜をアルミニウムに持たせるという用途も、見
出されている。接着性を高める様にアルミニウム表面を
調整するのにも、有用である。耐摩耗性を得るには、1.
0〜5.0 wt.%の濃度のKF水溶液が最適である。本発明の
被膜は、化成被膜析出処理を通してアルミニウム表面を
化学的に被覆するので、アルミニウム表面への優れた接
着性を持つ、という利点を奏する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は全般的には、少なくとも
K3AlF6及び選択的にKAlF4から本質的になる化成被膜を
アルミニウム表面に形成するために、KFが0.5〜15.0 w
t.%の水溶液を処理済のアルミニウム（ここでは「アルミ
ニウム合金」も含む）表面に噴霧する工程を含む。アル
ミニウムは、酸化物被膜を除去している間に、表面層に
特別な結晶を成長させるのに用いられるので有利であ
る。つまり、この処理により、少なくともK3AlF6及び選
択的にKAlF4からなる層が、その場に形成される。
K3AlF6及び選択的にKAlF4から本質的になる化成被膜を
アルミニウム表面に形成するために、KFが0.5〜15.0 w
t.%の水溶液を処理済のアルミニウム（ここでは「アルミ
ニウム合金」も含む）表面に噴霧する工程を含む。アル
ミニウムは、酸化物被膜を除去している間に、表面層に
特別な結晶を成長させるのに用いられるので有利であ
る。つまり、この処理により、少なくともK3AlF6及び選
択的にKAlF4からなる層が、その場に形成される。
【００１０】この化成被膜層の形成が、酸化物層を分解
すると同時に、ロウ付処理の間、例えば585 と 600℃と
の間の温度に加熱されたときに通常生じる様な、更なる
酸化からアルミニウム表面を保護する、と考えられてい
る。ここでなされる本発明についての議論において、ア
ルミニウム上に形成される本発明の化成被膜は「ロウ付
け可能な」化成被膜と称される場合がある一方、上述の
様に本発明の化成被膜が必ずしもロウ付けに供される必
要はないことが、本明細書の開示事項から自明なはずで
ある。例えば、その被膜は、耐摩耗性被膜として、アル
ミニウム上に形成され得る。しかしながら、極めて有用
な用途は、化成被覆が施されたアルミニウム表面のフラ
ックスレス・ロウ付けを可能とする被膜としての実施形
態におけるものである。
すると同時に、ロウ付処理の間、例えば585 と 600℃と
の間の温度に加熱されたときに通常生じる様な、更なる
酸化からアルミニウム表面を保護する、と考えられてい
る。ここでなされる本発明についての議論において、ア
ルミニウム上に形成される本発明の化成被膜は「ロウ付
け可能な」化成被膜と称される場合がある一方、上述の
様に本発明の化成被膜が必ずしもロウ付けに供される必
要はないことが、本明細書の開示事項から自明なはずで
ある。例えば、その被膜は、耐摩耗性被膜として、アル
ミニウム上に形成され得る。しかしながら、極めて有用
な用途は、化成被覆が施されたアルミニウム表面のフラ
ックスレス・ロウ付けを可能とする被膜としての実施形
態におけるものである。
【００１１】本発明は、フッ化物のフラックスの組成と
同様の被膜をアルミニウム上に析出するものと考えられ
るが、本発明の化成被膜は、従来のフラックスとはかな
り異なる挙動をする。つまり、以下の理論に固執するも
のではないが、ロウ付けに良くある様に、アルミニウム
がクラッド層を担持する場合、NOCOLOK（商標）とは異
なり、ロウ付可能な化成被膜がクラッド層より先に融け
ることはない、と考えられる。化成被膜は、アルミニウ
ム酸化物の代わりとして機能し、そして、粘りがそれ程
ないので、融点に達したときにはクラッド層の流動を許
容する。この本質的な違いが、ロウ付けにより接合され
るアルミニウム表面間に、従来のカリウム・フルオロア
ルミネート・フラックスでなされるものよりも優れたロ
ウ付アルミニウム接合を与える、と考えられる。
同様の被膜をアルミニウム上に析出するものと考えられ
るが、本発明の化成被膜は、従来のフラックスとはかな
り異なる挙動をする。つまり、以下の理論に固執するも
のではないが、ロウ付けに良くある様に、アルミニウム
がクラッド層を担持する場合、NOCOLOK（商標）とは異
なり、ロウ付可能な化成被膜がクラッド層より先に融け
ることはない、と考えられる。化成被膜は、アルミニウ
ム酸化物の代わりとして機能し、そして、粘りがそれ程
ないので、融点に達したときにはクラッド層の流動を許
容する。この本質的な違いが、ロウ付けにより接合され
るアルミニウム表面間に、従来のカリウム・フルオロア
ルミネート・フラックスでなされるものよりも優れたロ
ウ付アルミニウム接合を与える、と考えられる。
【００１２】しかしながら、単にアルミニウム表面にKF
溶液を噴霧するという形態のみでは、商業的に有用なロ
ウ付可能な表面が得られないということが見出された。
むしろ、本発明について重要なことは、アルミニウム表
面にまず、たとえば揮発性油などを用いた熱脱脂処理が
施されるか、あるいはアルカリ水溶液、たとえば水酸化
カリウムや水酸化ナトリウムなどの弱アルカリ性水溶
液、による脱脂処理が施されることである、ということ
を本発明者は見出した。そのような脱脂技術は、当業者
にはよく知られている。また、上述の技術に使用される
他の物質や処理条件は、本明細書の内容を考慮すると、
当業者には自明のものであろう。熱脱脂又はアルカリ水
溶液による脱脂の具体的な処理工程は、結果的に表面が
脱脂される限り、材料、時間及び温度に関して変り得る
ものである。アルカリ水溶液の使用は、好ましいもので
ある。脱脂に有用な弱アルカリ溶液の一例は、63℃（14
5°F）において35秒間アルミニウム表面を洗浄できるこ
ととされた、1%のBetz Kleen 180溶液の様な、1034 hPa
（15 psi）の圧力で2.0%のKOH溶液（pH 11.0）である。
洗浄剤に晒した後、処理済表面が濯がれるのが普通であ
る。上述の様に、脱脂におけるこれら具体的な態様の使
用が、本発明に重要である。この具体的な処理工程を用
いないで、代わりにアセトンなどによる他の従来の脱脂
処理を行った場合、フィレット形成が極度に悪化する
（商業的に有用ではない）ことを、本件発明者は予期せ
ず見出した。
溶液を噴霧するという形態のみでは、商業的に有用なロ
ウ付可能な表面が得られないということが見出された。
むしろ、本発明について重要なことは、アルミニウム表
面にまず、たとえば揮発性油などを用いた熱脱脂処理が
施されるか、あるいはアルカリ水溶液、たとえば水酸化
カリウムや水酸化ナトリウムなどの弱アルカリ性水溶
液、による脱脂処理が施されることである、ということ
を本発明者は見出した。そのような脱脂技術は、当業者
にはよく知られている。また、上述の技術に使用される
他の物質や処理条件は、本明細書の内容を考慮すると、
当業者には自明のものであろう。熱脱脂又はアルカリ水
溶液による脱脂の具体的な処理工程は、結果的に表面が
脱脂される限り、材料、時間及び温度に関して変り得る
ものである。アルカリ水溶液の使用は、好ましいもので
ある。脱脂に有用な弱アルカリ溶液の一例は、63℃（14
5°F）において35秒間アルミニウム表面を洗浄できるこ
ととされた、1%のBetz Kleen 180溶液の様な、1034 hPa
（15 psi）の圧力で2.0%のKOH溶液（pH 11.0）である。
洗浄剤に晒した後、処理済表面が濯がれるのが普通であ
る。上述の様に、脱脂におけるこれら具体的な態様の使
用が、本発明に重要である。この具体的な処理工程を用
いないで、代わりにアセトンなどによる他の従来の脱脂
処理を行った場合、フィレット形成が極度に悪化する
（商業的に有用ではない）ことを、本件発明者は予期せ
ず見出した。
【００１３】本発明において、本発明の化成被覆が施さ
れるアルミニウム表面は、鋼などの別の金属に担持され
ても良いし、アルミニウム製物品の全体を占めても良
い。またアルミニウムは、薄板状であっても、あるいは
三次元物品であっても良い。例えば、本発明により設け
られる化成被膜は、冷間ミリングにより後で芯材にクラ
ッドされるアルミニウム薄板の表面に形成しても良く、
その様な状況において本発明による化成被覆処理は、特
にロウ付け用に行われ得る様に、クラッドの片面に施し
ても両面に施しても良い。フラックスを薄板に塗布しそ
してフラックスを板材表面に機械的に埋め込むことによ
り、ブレージング・シートを製造する方法が、ここでの
参照によりここに組み込まれる1998年11月17日になされ
た米国特許出願09/193,364号に記載されている。フラッ
クスを機械的に埋め込む技術は、本発明の化成被覆アル
ミニウム薄板が上記米国特許出願のフラックス・シート
に置き換わった本発明の改良案において、用いることが
出来る。上述のように、本発明のロウ付可能化成被覆処
理が施されるアルミニウム材は、ここではアルミニウム
又はアルミニウム合金材を意味する。アルミニウム合金
材の例には、ほとんどがアルミニウムで、珪素、銅、マ
ンガン、亜鉛、チタン、鉄、クロム、ジルコニウム、マ
グネシウムなどの金属の少なくとも一つを含有する合金
が含まれる。特定の例としては、米国アルミニウム協会
規定の1000系、3000系、4000系、5000系及び6000系のア
ルミニウム合金のような、アルミニウム合金材が挙げら
れる。熱交換器の製造という用途のためのアルミニウム
としては、純アルミニウム又は、3003又は3003クラッド
を持つ4045, 4047又は4343の様なアルミニウム合金が最
適であろう。
れるアルミニウム表面は、鋼などの別の金属に担持され
ても良いし、アルミニウム製物品の全体を占めても良
い。またアルミニウムは、薄板状であっても、あるいは
三次元物品であっても良い。例えば、本発明により設け
られる化成被膜は、冷間ミリングにより後で芯材にクラ
ッドされるアルミニウム薄板の表面に形成しても良く、
その様な状況において本発明による化成被覆処理は、特
にロウ付け用に行われ得る様に、クラッドの片面に施し
ても両面に施しても良い。フラックスを薄板に塗布しそ
してフラックスを板材表面に機械的に埋め込むことによ
り、ブレージング・シートを製造する方法が、ここでの
参照によりここに組み込まれる1998年11月17日になされ
た米国特許出願09/193,364号に記載されている。フラッ
クスを機械的に埋め込む技術は、本発明の化成被覆アル
ミニウム薄板が上記米国特許出願のフラックス・シート
に置き換わった本発明の改良案において、用いることが
出来る。上述のように、本発明のロウ付可能化成被覆処
理が施されるアルミニウム材は、ここではアルミニウム
又はアルミニウム合金材を意味する。アルミニウム合金
材の例には、ほとんどがアルミニウムで、珪素、銅、マ
ンガン、亜鉛、チタン、鉄、クロム、ジルコニウム、マ
グネシウムなどの金属の少なくとも一つを含有する合金
が含まれる。特定の例としては、米国アルミニウム協会
規定の1000系、3000系、4000系、5000系及び6000系のア
ルミニウム合金のような、アルミニウム合金材が挙げら
れる。熱交換器の製造という用途のためのアルミニウム
としては、純アルミニウム又は、3003又は3003クラッド
を持つ4045, 4047又は4343の様なアルミニウム合金が最
適であろう。
【００１４】アルミニウム表面は、まず上述の様に油分
及び油脂が本質的にない状態に処理される。上述の様
に、このアルミニウム表面は芯材上に最初に設けられる
クラッド層であり得る。その後、希釈KF水溶液が噴霧さ
れるが、その水中のKFは0.5〜15.0 wt.%の濃度を持つこ
とが要求される。本発明に最適なものとされたこの溶液
は、本質的に水中のKFからなる。そのKF溶液は、粉末が
製造設備に持ち込まれることのないように、例えば水中
にフッ化カリウム（KF）を溶解させることにより、又
は、例えば40%溶液である商業的に入手可能な溶液を希
釈化することにより、作ることが出来る。化成被覆がロ
ウ付可能被膜を得るためのものであれば、化成被覆浴の
KFの濃度は、重量を基準として0.9% から 1.4%であれば
より好ましく、1.0% から 1.3%であれば最も好ましい。
上記の良好かつ比較的低いKF濃度範囲を用いれば、高品
質のロウ付を、低コストで環境に好ましい方法で、最適
に得ることが出来る。上記被膜がアルミニウム上の高耐
久性の耐摩耗性被膜用に使用されるのであれば、KF濃度
は1.0から5.0 wt. %が最適である。
及び油脂が本質的にない状態に処理される。上述の様
に、このアルミニウム表面は芯材上に最初に設けられる
クラッド層であり得る。その後、希釈KF水溶液が噴霧さ
れるが、その水中のKFは0.5〜15.0 wt.%の濃度を持つこ
とが要求される。本発明に最適なものとされたこの溶液
は、本質的に水中のKFからなる。そのKF溶液は、粉末が
製造設備に持ち込まれることのないように、例えば水中
にフッ化カリウム（KF）を溶解させることにより、又
は、例えば40%溶液である商業的に入手可能な溶液を希
釈化することにより、作ることが出来る。化成被覆がロ
ウ付可能被膜を得るためのものであれば、化成被覆浴の
KFの濃度は、重量を基準として0.9% から 1.4%であれば
より好ましく、1.0% から 1.3%であれば最も好ましい。
上記の良好かつ比較的低いKF濃度範囲を用いれば、高品
質のロウ付を、低コストで環境に好ましい方法で、最適
に得ることが出来る。上記被膜がアルミニウム上の高耐
久性の耐摩耗性被膜用に使用されるのであれば、KF濃度
は1.0から5.0 wt. %が最適である。
【００１５】本件発明者らは、KF浴の濃度が本発明の方
法に必要とされる最低KF濃度の0.5 wt. %よりもずっと
低い時には、ここで述べられた優れた化成被膜が形成さ
れないことを、驚きと共に見出した。むしろ、上述の米
国特許5,820,015号に開示された様に、アルミニウムが
エッチングされるに過ぎない。対照的に、図１及び２は
それぞれ、本発明による、0.6及び1.2 wt. %の、より濃
度の高いKF水溶液が用いられた場合に形成された化成被
膜を示す。両方の面上に、K3AlF6結晶被膜が存在する。
エッチングにおいてKF濃度が低いと、商業的に有用なフ
ラックスレス・ロウ付可能被膜が生成されない。
法に必要とされる最低KF濃度の0.5 wt. %よりもずっと
低い時には、ここで述べられた優れた化成被膜が形成さ
れないことを、驚きと共に見出した。むしろ、上述の米
国特許5,820,015号に開示された様に、アルミニウムが
エッチングされるに過ぎない。対照的に、図１及び２は
それぞれ、本発明による、0.6及び1.2 wt. %の、より濃
度の高いKF水溶液が用いられた場合に形成された化成被
膜を示す。両方の面上に、K3AlF6結晶被膜が存在する。
エッチングにおいてKF濃度が低いと、商業的に有用なフ
ラックスレス・ロウ付可能被膜が生成されない。
【００１６】噴霧自体の物理的な作用に起因して、圧力
を高くするにつれ、噴霧水溶液のKF濃度を下げつつ被覆
を施すことが出来る。同様に、例１に示される様に異な
る圧力で噴霧された場合、同じ濃度のKF溶液でもロウ付
適性が異なる結果となる。また、比較例２に示される様
に、所望の被膜を生成するのに、噴霧用の濃度は浸漬に
より得られるものに要する濃度よりも、低くされるべき
である。
を高くするにつれ、噴霧水溶液のKF濃度を下げつつ被覆
を施すことが出来る。同様に、例１に示される様に異な
る圧力で噴霧された場合、同じ濃度のKF溶液でもロウ付
適性が異なる結果となる。また、比較例２に示される様
に、所望の被膜を生成するのに、噴霧用の濃度は浸漬に
より得られるものに要する濃度よりも、低くされるべき
である。
【００１７】アルミニウム表面の脱脂処理は、上述の全
てについて同じとした。発明者は、本発明のアルミニウ
ム化成被膜表面の実施形態（例えば690〜2068 hPa（10
〜30 psi）で0.9から1.4 wt. %のKF濃度）がフラックス
無しに適切なロウ付を可能にし、その一方KF濃度がK3Al
F6の表面化成被膜を形成するのに十分ではない（例えば
1379 hPa（20 psi）で0.1 wt. %のKF濃度）単なるエッ
チング面は、エッチングにより酸化物が減少したアルミ
ニウム表面を与えるに過ぎない、と考えている。
てについて同じとした。発明者は、本発明のアルミニウ
ム化成被膜表面の実施形態（例えば690〜2068 hPa（10
〜30 psi）で0.9から1.4 wt. %のKF濃度）がフラックス
無しに適切なロウ付を可能にし、その一方KF濃度がK3Al
F6の表面化成被膜を形成するのに十分ではない（例えば
1379 hPa（20 psi）で0.1 wt. %のKF濃度）単なるエッ
チング面は、エッチングにより酸化物が減少したアルミ
ニウム表面を与えるに過ぎない、と考えている。
【００１８】本発明の化成被膜は、アルミニウムに強固
に固着し、全てがK3AlF6 からなるか、あるいは少量のK
AlF4とのK3AlF6の混合物から本質的になることが、見出
された。すなわち、本発明の化成被膜は、（a）実質的
に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大きな割合のK3AlF6
と比較的小さな割合のKAlF4、から本質的になる。この
被膜は、フラックス材料と組成が類似しているが、以下
の点で異なると考えられる。ロウ付けにおいてよくある
様にアルミニウムがクラッド層を担持する場合、NOCOLO
K（商標）とは異なり、化成被膜がクラッド層より先に
融けることはない。化成被膜はアルミニウム酸化物を置
換する機能をし、それ程保持力がないので、クラッド層
が融点に達したときにはクラッド層の流動を許容する。
この本質的な違いにより、従来のカリウム・フルオロア
ルミネート・フラックスを持つ物品よりも優れたロウ付
用物品がもたらされると考えられる。
に固着し、全てがK3AlF6 からなるか、あるいは少量のK
AlF4とのK3AlF6の混合物から本質的になることが、見出
された。すなわち、本発明の化成被膜は、（a）実質的
に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大きな割合のK3AlF6
と比較的小さな割合のKAlF4、から本質的になる。この
被膜は、フラックス材料と組成が類似しているが、以下
の点で異なると考えられる。ロウ付けにおいてよくある
様にアルミニウムがクラッド層を担持する場合、NOCOLO
K（商標）とは異なり、化成被膜がクラッド層より先に
融けることはない。化成被膜はアルミニウム酸化物を置
換する機能をし、それ程保持力がないので、クラッド層
が融点に達したときにはクラッド層の流動を許容する。
この本質的な違いにより、従来のカリウム・フルオロア
ルミネート・フラックスを持つ物品よりも優れたロウ付
用物品がもたらされると考えられる。
【００１９】化成被膜を生成する方法においては、洗浄
済のアルミニウムにKF水溶液が噴霧されて化成被膜層を
形成する。アルミニウムに接触すると、化学的に反応し
て上述の被膜を形成するカリウム及びフッ素を含むKF溶
液は、アルミニウムの表面に固く結合する。希釈KF溶液
は、32から100℃（90から212°F）の温度で用いられ、
その温度は好ましくは49から65℃（120から150°F）、
より好ましくは54から65℃（130から150°F）である。
これは、54から63℃（130から145°F）が理想的であろ
う。被膜を作るために、アルミニウムは、少なくとも5
秒間KF水溶液噴霧に接触させられ、この時間は、最大で
約4分間が適切であり、15から60秒までが好ましく、最
も好ましくは30から60秒、また圧力は345〜3447 hPa（5
〜50 psi）、最も好ましくは690〜2068 hPa（10〜30 ps
i）、である。化成被覆を施すのに最適なパラメーター
の選択は、本明細書から当業者には明らかであろう。明
らかな様に、アルミニウムが化成被覆溶液と接触する時
間が長くなると、化成被膜の厚さが増す。同様に、温度
が高まるにつれ、与えられた厚さの化成被膜の形成に要
する時間は短くなる。本明細書の開示から当業者には明
らかな様に、所望の被膜特性を得るのに、所定の濃度に
おいて圧力が調節される。例えば、1.2%のKF濃度におい
ては690〜2068 hPa（10〜30 psi）の圧力が、3447 hPa
（50 psi）の圧力よりも好ましく、後者の方がロウ付の
結果が劣る。1.2%であれば、3447 hPa（50psi）の圧力
は耐摩耗性被膜を生成するのに望ましいと思われる。発
明者は、本発明の被膜が極めて安定しており、化成被覆
されたアルミニウムは、ロウ付けまでの少なくとも数ヶ
月間、ロウ付け適性が全く損なわれること無く保管され
得ることも、見出した。
済のアルミニウムにKF水溶液が噴霧されて化成被膜層を
形成する。アルミニウムに接触すると、化学的に反応し
て上述の被膜を形成するカリウム及びフッ素を含むKF溶
液は、アルミニウムの表面に固く結合する。希釈KF溶液
は、32から100℃（90から212°F）の温度で用いられ、
その温度は好ましくは49から65℃（120から150°F）、
より好ましくは54から65℃（130から150°F）である。
これは、54から63℃（130から145°F）が理想的であろ
う。被膜を作るために、アルミニウムは、少なくとも5
秒間KF水溶液噴霧に接触させられ、この時間は、最大で
約4分間が適切であり、15から60秒までが好ましく、最
も好ましくは30から60秒、また圧力は345〜3447 hPa（5
〜50 psi）、最も好ましくは690〜2068 hPa（10〜30 ps
i）、である。化成被覆を施すのに最適なパラメーター
の選択は、本明細書から当業者には明らかであろう。明
らかな様に、アルミニウムが化成被覆溶液と接触する時
間が長くなると、化成被膜の厚さが増す。同様に、温度
が高まるにつれ、与えられた厚さの化成被膜の形成に要
する時間は短くなる。本明細書の開示から当業者には明
らかな様に、所望の被膜特性を得るのに、所定の濃度に
おいて圧力が調節される。例えば、1.2%のKF濃度におい
ては690〜2068 hPa（10〜30 psi）の圧力が、3447 hPa
（50 psi）の圧力よりも好ましく、後者の方がロウ付の
結果が劣る。1.2%であれば、3447 hPa（50psi）の圧力
は耐摩耗性被膜を生成するのに望ましいと思われる。発
明者は、本発明の被膜が極めて安定しており、化成被覆
されたアルミニウムは、ロウ付けまでの少なくとも数ヶ
月間、ロウ付け適性が全く損なわれること無く保管され
得ることも、見出した。
【００２０】上述の様に、本発明の処理の具体的な用途
の１つは、ロウ付可能アルミニウム表面を提供すること
である。例えば、自動車において使用されている様な、
空調システム用のコンデンサーなどの熱交換器組立体を
組立てるのに、用いられ得る。その様な熱交換器組立体
は、少なくとも一つで、好ましくは複数の、上述のもの
の様なアルミニウム合金材から出来たチューブを含むの
が一般的である。最適品質のロウ付け可能表面を得るた
めには、化成被覆が施されるアルミニウム又はアルミニ
ウム・クラッド材が、0.20 %以下のマグネシウムを含む
のが好ましい。各チューブは、内面及び外面を持つ。チ
ューブの内面及び外面はそれぞれ、アルミニウム合金ク
ラッドを持つのが一般的である。熱交換器組立体用のそ
の様なクラッドの一つが、その様な内容について参照す
ることでここに組込まれる米国特許5,771,962号に開示
されている。その明細書に開示されている様に、クラッ
ドは、重量パーセントで、0.01〜0.3 wt. %のリチウ
ム、0.2から0.7 wt. %のマグネシウム、0.01〜0.1 wt.
%のナトリウム、4〜13 wt. %の珪素、0〜1 wt. %のマン
ガン、0.01から0.1 wt. %の銅、0〜0.3 wt. %の亜鉛、
0.01〜0.7 wt. %のベリリウム及び、合計が1 wt. %を越
えない不純物、そして残部アルミニウムからなる。アル
ミニウムのクラッドは、それがクラッドされるアルミニ
ウムよりも10〜100℃低い融点を持つのが一般的で、例
えば、Al-Si共晶合金は重量を基準に7〜12%のSiを表面
に含む。
の１つは、ロウ付可能アルミニウム表面を提供すること
である。例えば、自動車において使用されている様な、
空調システム用のコンデンサーなどの熱交換器組立体を
組立てるのに、用いられ得る。その様な熱交換器組立体
は、少なくとも一つで、好ましくは複数の、上述のもの
の様なアルミニウム合金材から出来たチューブを含むの
が一般的である。最適品質のロウ付け可能表面を得るた
めには、化成被覆が施されるアルミニウム又はアルミニ
ウム・クラッド材が、0.20 %以下のマグネシウムを含む
のが好ましい。各チューブは、内面及び外面を持つ。チ
ューブの内面及び外面はそれぞれ、アルミニウム合金ク
ラッドを持つのが一般的である。熱交換器組立体用のそ
の様なクラッドの一つが、その様な内容について参照す
ることでここに組込まれる米国特許5,771,962号に開示
されている。その明細書に開示されている様に、クラッ
ドは、重量パーセントで、0.01〜0.3 wt. %のリチウ
ム、0.2から0.7 wt. %のマグネシウム、0.01〜0.1 wt.
%のナトリウム、4〜13 wt. %の珪素、0〜1 wt. %のマン
ガン、0.01から0.1 wt. %の銅、0〜0.3 wt. %の亜鉛、
0.01〜0.7 wt. %のベリリウム及び、合計が1 wt. %を越
えない不純物、そして残部アルミニウムからなる。アル
ミニウムのクラッドは、それがクラッドされるアルミニ
ウムよりも10〜100℃低い融点を持つのが一般的で、例
えば、Al-Si共晶合金は重量を基準に7〜12%のSiを表面
に含む。
【００２１】ロウ付けに関しては、本発明の化成被覆
は、ロウ付け前に何回でもアルミニウム表面に施すこと
が出来る。例えば、製造設備における熱交換器の様な物
品の組立前後に関わらず施すことが出来る。代わりに、
アルミニウムのブレージング・シートへプレス作業の前
後いずれにおいても、被覆を施すことが出来る。更に、
上述の様に化成被覆は、蒸発性化成油及び熱脱脂を用い
る最終転造作業の前（上述の米国特許出願09/193,364号
による）又は後のいずれかにおいてロウ付け可能層を設
けるために、冷間転造作業中に基板に施すことが出来
る。ここに開示されたアルミニウムにロウ付け可能な化
成被覆を施す本発明の思想の範囲内のこれらのものなど
の観点は全て、本発明に含まれる。
は、ロウ付け前に何回でもアルミニウム表面に施すこと
が出来る。例えば、製造設備における熱交換器の様な物
品の組立前後に関わらず施すことが出来る。代わりに、
アルミニウムのブレージング・シートへプレス作業の前
後いずれにおいても、被覆を施すことが出来る。更に、
上述の様に化成被覆は、蒸発性化成油及び熱脱脂を用い
る最終転造作業の前（上述の米国特許出願09/193,364号
による）又は後のいずれかにおいてロウ付け可能層を設
けるために、冷間転造作業中に基板に施すことが出来
る。ここに開示されたアルミニウムにロウ付け可能な化
成被覆を施す本発明の思想の範囲内のこれらのものなど
の観点は全て、本発明に含まれる。
【００２２】上述した方法により形成される化成被膜
が、アルミニウム上に高耐久性の耐摩耗性表面層をもた
らすことも、思いがけず見出された。これは、アルミニ
ウム表面が使用中に摺動摩擦に晒される場合に、特に有
用である。例えば、空調用コンプレッサーに使用される
アルミニウム、又はアルミニウム合金製斜板は、使用中
に摺動摩擦に晒される表面を持つ。本発明の化成被膜
は、表面上に単に塗布されるだけの表面被膜に対し、化
成被膜析出処理の特性により、上述した様にアルミニウ
ム表面を特有に化学的に覆うという点で有利である。つ
まり、アルミニウム表面の一部がKF溶液中に溶解し、そ
して、KF溶液から再析出してアルミニウムと一体的に接
合されたK3AlF6表面層を形成する。この表面層は、アル
ミニウムに耐摩耗性表面をもたらすのに加え、潤滑性も
良好である。本発明のKF化成被膜は、例４に示す様に、
一般的に使用されるスズの化成被膜よりも耐久性が有る
ことが発見された。
が、アルミニウム上に高耐久性の耐摩耗性表面層をもた
らすことも、思いがけず見出された。これは、アルミニ
ウム表面が使用中に摺動摩擦に晒される場合に、特に有
用である。例えば、空調用コンプレッサーに使用される
アルミニウム、又はアルミニウム合金製斜板は、使用中
に摺動摩擦に晒される表面を持つ。本発明の化成被膜
は、表面上に単に塗布されるだけの表面被膜に対し、化
成被膜析出処理の特性により、上述した様にアルミニウ
ム表面を特有に化学的に覆うという点で有利である。つ
まり、アルミニウム表面の一部がKF溶液中に溶解し、そ
して、KF溶液から再析出してアルミニウムと一体的に接
合されたK3AlF6表面層を形成する。この表面層は、アル
ミニウムに耐摩耗性表面をもたらすのに加え、潤滑性も
良好である。本発明のKF化成被膜は、例４に示す様に、
一般的に使用されるスズの化成被膜よりも耐久性が有る
ことが発見された。
【００２３】本発明の方法に従い施される化成被覆によ
って利点を奏すると思われる他のアルミニウム表面に
は、それらに限定されるものではないが、1000系、2000
系、3000系、4000系、5000系及び6000系の熱処理形アル
ミニウム合金、及びA390の様な鋳造用合金、が含まれ
る。化成被覆が施されて耐摩耗性表面を得ることが出来
る更に別の表面は、本発明の開示から当業者には明白と
なろう。これには、ピストン・リング及び他のエンジン
部品が含まれ得るが、それらに限定されるものではな
い。この化成被膜は、ロウ付けに有利なだけでなく摩擦
の作用に対して耐性のある表面保護被膜としての、化学
的な保護膜をなすので有利である。つまり、この表面保
護層は基材アルミニウムの耐摩耗性を強化し、そして有
効耐用寿命試験によると一般的なスズの化成被膜よりも
30%長い寿命を持ち得る。
って利点を奏すると思われる他のアルミニウム表面に
は、それらに限定されるものではないが、1000系、2000
系、3000系、4000系、5000系及び6000系の熱処理形アル
ミニウム合金、及びA390の様な鋳造用合金、が含まれ
る。化成被覆が施されて耐摩耗性表面を得ることが出来
る更に別の表面は、本発明の開示から当業者には明白と
なろう。これには、ピストン・リング及び他のエンジン
部品が含まれ得るが、それらに限定されるものではな
い。この化成被膜は、ロウ付けに有利なだけでなく摩擦
の作用に対して耐性のある表面保護被膜としての、化学
的な保護膜をなすので有利である。つまり、この表面保
護層は基材アルミニウムの耐摩耗性を強化し、そして有
効耐用寿命試験によると一般的なスズの化成被膜よりも
30%長い寿命を持ち得る。
【００２４】本発明の別の観点において、上記被膜は、
エポキシ接着剤の様な一般的な接着剤と良好に接合する
被膜をもたらすことも、思いがけず発見された。この特
徴は、例えば自動車ボデーの組立など、アルミニウム部
品同士の接着による接合を含む製造の際に、有利であ
る。
エポキシ接着剤の様な一般的な接着剤と良好に接合する
被膜をもたらすことも、思いがけず発見された。この特
徴は、例えば自動車ボデーの組立など、アルミニウム部
品同士の接着による接合を含む製造の際に、有利であ
る。
【００２５】
【実施例】[例１]アルミニウム・シートとして、大きさ
が3cm x 3cmの4045シートを持つ3003クラッドが8枚、8
本の長さ2.0 cmの3003チューブと共に、8回のチューブ
／シート・ロウ付け試験のために、準備された。まず、
これらシートとチューブの７対の試料に、本発明の実施
形態に従いBetz Kleen 180希釈溶液（KOH洗浄液）を噴
霧することにより、個別に処理された。その後、化成被
覆工程を行なう意図でカリウムとフッ素を含む処理溶液
が、８対全てに噴霧された。そのKF濃度と噴霧条件は表
1に示されている。試料は、洗浄液そしてKF噴霧後に、R
O水で濯がれた。そして、試料は49℃（120°F）で乾燥
され、ロウ付けが試みられた。試料８は、アルカリ洗浄
されなかったので、本発明の実施形態に従わない唯一の
試料である。試料１及び７には、優れたフラックスレス
・ロウ付可能被膜を得るための本発明による最適KF範囲
から外れた処理条件（濃度／圧力）で、噴霧が行われ
た。それで、0.6%のKF噴霧で化成被膜は生じたものの、
それは良好なフラックスレス・ロウ付け接合をもたらす
のに最適なものではない。1を最高の等級とする1から5
までの目盛に基いたこれら８個の試料のチューブ／シー
ト接合性評価結果が、表１に列挙されている。この表か
ら、試料８（本発明ではない）が、最もチューブ／シー
ト接合性が良くないことが判る。
が3cm x 3cmの4045シートを持つ3003クラッドが8枚、8
本の長さ2.0 cmの3003チューブと共に、8回のチューブ
／シート・ロウ付け試験のために、準備された。まず、
これらシートとチューブの７対の試料に、本発明の実施
形態に従いBetz Kleen 180希釈溶液（KOH洗浄液）を噴
霧することにより、個別に処理された。その後、化成被
覆工程を行なう意図でカリウムとフッ素を含む処理溶液
が、８対全てに噴霧された。そのKF濃度と噴霧条件は表
1に示されている。試料は、洗浄液そしてKF噴霧後に、R
O水で濯がれた。そして、試料は49℃（120°F）で乾燥
され、ロウ付けが試みられた。試料８は、アルカリ洗浄
されなかったので、本発明の実施形態に従わない唯一の
試料である。試料１及び７には、優れたフラックスレス
・ロウ付可能被膜を得るための本発明による最適KF範囲
から外れた処理条件（濃度／圧力）で、噴霧が行われ
た。それで、0.6%のKF噴霧で化成被膜は生じたものの、
それは良好なフラックスレス・ロウ付け接合をもたらす
のに最適なものではない。1を最高の等級とする1から5
までの目盛に基いたこれら８個の試料のチューブ／シー
ト接合性評価結果が、表１に列挙されている。この表か
ら、試料８（本発明ではない）が、最もチューブ／シー
ト接合性が良くないことが判る。
【００２６】更に、K3AlF6が形成されたことを確認する
ために、各材料の表面についてのX線解析パターンが得
られた。それは、試料８を含む全ての試料に形成されて
いることが確認された。しかしながら、本発明に従って
いない試料８にはK3AlF6が存在しているにも関わらず、
化成被覆の施された材料が良好にロウ付けされなかっ
た。これは、本発明に従い必要とされる２つの洗浄手順
のうち一方を使用することに、重要な意味があることを
示す。
ために、各材料の表面についてのX線解析パターンが得
られた。それは、試料８を含む全ての試料に形成されて
いることが確認された。しかしながら、本発明に従って
いない試料８にはK3AlF6が存在しているにも関わらず、
化成被覆の施された材料が良好にロウ付けされなかっ
た。これは、本発明に従い必要とされる２つの洗浄手順
のうち一方を使用することに、重要な意味があることを
示す。
【００２７】試料３のアルミニウム材料から得られたX
線解析パターンが図３に示されており、その表面形態が
図２に示されている。更に、試料1の表面形態が図１に
示されている。
線解析パターンが図３に示されており、その表面形態が
図２に示されている。更に、試料1の表面形態が図１に
示されている。
【表１】
【００２８】[例２]これは、本発明の噴霧法によらず、
浸漬処理により準備された比較例である。チューブとシ
ートの組がまず、本発明の実施形態によるものと同様に
Betz Kleen 180希釈溶液を用いて洗浄することにより、
個別に処理された。その組はその後、60℃（140F）の1.
5%KF浴中で45秒間、浸漬された。試料は、洗浄液そして
KF浸漬の後、RO水を用いて濯がれた。その後、試料は49
℃（120F）にて乾燥され、そしてロウ付けが試みられ
た。この試料の、１を最高の等級とする１〜５の目盛を
用いたチューブ／シート接合性評価は、５であった。こ
の比較例の表面形態が、図４に示されている。この比較
例は、噴霧処理の物理的作用により、本発明の化成被膜
を生成するのに浸漬法を用いる場合の閾値である2.0%未
満まで、処理浴の濃度を低くすることが出来ることを示
す。
浸漬処理により準備された比較例である。チューブとシ
ートの組がまず、本発明の実施形態によるものと同様に
Betz Kleen 180希釈溶液を用いて洗浄することにより、
個別に処理された。その組はその後、60℃（140F）の1.
5%KF浴中で45秒間、浸漬された。試料は、洗浄液そして
KF浸漬の後、RO水を用いて濯がれた。その後、試料は49
℃（120F）にて乾燥され、そしてロウ付けが試みられ
た。この試料の、１を最高の等級とする１〜５の目盛を
用いたチューブ／シート接合性評価は、５であった。こ
の比較例の表面形態が、図４に示されている。この比較
例は、噴霧処理の物理的作用により、本発明の化成被膜
を生成するのに浸漬法を用いる場合の閾値である2.0%未
満まで、処理浴の濃度を低くすることが出来ることを示
す。
【００２９】[例３]通常のサイズのエバポレーターが、
まず熱脱脂され、そして以下の噴霧処理に従って処理さ
れた。a）Betz Kleen 180溶液（2%, 63℃（145F）, 35
秒, 1724 hPa（25 psi））、b）濯ぎ、c）KF溶液（1.2
%, 60℃（140F）, 35秒, 1724 hPa（25psi））、d）濯
ぎ、である。部品はその後、組立てられ、外面にフラッ
クスが塗布され、乾燥されてロウ付けされた。ロウ付け
により、最大2206 kPa（320 psi）の高内圧試験におい
て完全性が保たれるという優れた内部接合が得られた。
この例は、本発明の材料が、「フラックスレス」内部接合
を得るのに使用され得ることを示す。
まず熱脱脂され、そして以下の噴霧処理に従って処理さ
れた。a）Betz Kleen 180溶液（2%, 63℃（145F）, 35
秒, 1724 hPa（25 psi））、b）濯ぎ、c）KF溶液（1.2
%, 60℃（140F）, 35秒, 1724 hPa（25psi））、d）濯
ぎ、である。部品はその後、組立てられ、外面にフラッ
クスが塗布され、乾燥されてロウ付けされた。ロウ付け
により、最大2206 kPa（320 psi）の高内圧試験におい
て完全性が保たれるという優れた内部接合が得られた。
この例は、本発明の材料が、「フラックスレス」内部接合
を得るのに使用され得ることを示す。
【００３０】[例４]アルミニウム斜板に、63℃（145
oF）の弱アルカリKOH洗浄液（1.7%のBetz Kleen180溶
液）が3447 hPa（50 psi）にて35秒間、噴霧された。水
道水を用いて濯いだ後、斜板に、60℃（140oF）で1.2 w
t.%のKF溶液が3447 hPa（50 psi）にて35秒間、噴霧さ
れた。最終的な濯ぎの後、主にK3AlF6からなる被膜を持
つ被覆済み斜板部品が、コンプレッサーに組立てられ
た。斜板の被膜は、コンプレッサー試験機にて機能耐久
性評価がなされ、一般的なスズの化成被膜に比し耐久性
が30%向上しているのが確認された。
oF）の弱アルカリKOH洗浄液（1.7%のBetz Kleen180溶
液）が3447 hPa（50 psi）にて35秒間、噴霧された。水
道水を用いて濯いだ後、斜板に、60℃（140oF）で1.2 w
t.%のKF溶液が3447 hPa（50 psi）にて35秒間、噴霧さ
れた。最終的な濯ぎの後、主にK3AlF6からなる被膜を持
つ被覆済み斜板部品が、コンプレッサーに組立てられ
た。斜板の被膜は、コンプレッサー試験機にて機能耐久
性評価がなされ、一般的なスズの化成被膜に比し耐久性
が30%向上しているのが確認された。
【００３１】本発明の具体的な実施形態を図示及び説明
したが、本発明から逸脱すること無しに種々の変更と改
良がなされ得ることが当業者には明らかであろうし、添
付の請求項においては、本発明の思想及び範囲に入る全
ての改良案及び均等物に及ぶことが意図されている。
したが、本発明から逸脱すること無しに種々の変更と改
良がなされ得ることが当業者には明らかであろうし、添
付の請求項においては、本発明の思想及び範囲に入る全
ての改良案及び均等物に及ぶことが意図されている。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、アルミニウムに、良好
な潤滑特性を持たせつつ耐摩耗性表面を与えるととも
に、表面を接着する前の表面調整としても利用され得る
方法を提供出来る。
な潤滑特性を持たせつつ耐摩耗性表面を与えるととも
に、表面を接着する前の表面調整としても利用され得る
方法を提供出来る。
【図１】KF濃度がロウ付け最適範囲外の、0.6%のKF濃度
／60℃（140F）／35秒／1034 hPa（15 psi）の条件で処
理された、1 cm四方の3003/4045合金の顕微鏡写真であ
る。
／60℃（140F）／35秒／1034 hPa（15 psi）の条件で処
理された、1 cm四方の3003/4045合金の顕微鏡写真であ
る。
【図２】本発明の実施形態に従い、1.2%のKF濃度／60℃
（140F）／35秒／1034hPa（15 psi）の条件で処理され
た、1 cm四方の3003/4045合金の顕微鏡写真である。
（140F）／35秒／1034hPa（15 psi）の条件で処理され
た、1 cm四方の3003/4045合金の顕微鏡写真である。
【図３】K3AlF6の標準解析パターンと比較した、試料３
の被膜についてのX線解析パターンの図である。
の被膜についてのX線解析パターンの図である。
【図４】本発明の実施形態によらない、1.5%のKF濃度／
60℃（140F）／35秒の条件で浸漬処理された、1 cm四方
の3003/4045合金の顕微鏡写真である。
60℃（140F）／35秒の条件で浸漬処理された、1 cm四方
の3003/4045合金の顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キンバリー アン ラザルツ アメリカ合衆国 ミシガン州 48197，イ プシランティ ヒッコリー ポイント 5110 (72)発明者 マシュー ジョン ザルゼック アメリカ合衆国 ミシガン州，カントン カントリー クラブ レーン 310 (72)発明者 ティモシー バン エバンス アメリカ合衆国 ミシガン州 48197，イ プシランティ ヒッコリー ポイント ブ ラバード 5110 Ｆターム(参考） 4K026 AA09 AA22 BA01 BB03 BB04 CA16 CA28 DA06 DA13 DA14 EA08
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム表面に化成被覆を施す方法
であって、 （a）油脂及び油分が実質的に除去される様に、熱脱脂
又はアルカリ水溶液脱脂により処理されたアルミニウム
表面を準備する工程、及び、 （b）（a）実質的に全てがK3AlF6、又は（b）比較的大
きな割合のK3AlF6と比較的小さな割合のKAlF4からなる
混合物、から本質的になる化成被膜を上記処理済表面上
に形成する様に、上記表面に、32〜100℃で0.5〜15 wt.
%のKF水溶液を、345〜3447 hPaの圧力で少なくとも５秒
間噴霧する工程、 を有する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US56575000A | 2000-05-08 | 2000-05-08 | |
| US09/565750 | 2000-05-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001316847A true JP2001316847A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=24259937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001120863A Pending JP2001316847A (ja) | 2000-05-08 | 2001-04-19 | Ｋｆ溶液噴霧によるアルミニウム上の化成被覆 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1154041B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001316847A (ja) |
| KR (1) | KR20010104649A (ja) |
| DE (1) | DE60116180T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019042717A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面処理金属板の製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10314700A1 (de) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter Werkstücke |
| FR2873718B1 (fr) * | 2004-07-28 | 2007-02-02 | Pechiney Rhenalu Sa | Procede de formation d'une couche de conversion sur un produit en alliage d'aluminium destine a etre brase |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5696083A (en) * | 1979-12-29 | 1981-08-03 | Nippon Parkerizing Co Ltd | Washing method for aluminum or aluminum alloy |
| US5820015A (en) * | 1996-04-02 | 1998-10-13 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Process for improving the fillet-forming capability of brazeable aluminum articles |
| EP0973629A1 (en) * | 1997-04-09 | 2000-01-26 | KAISER ALUMINUM & CHEMICAL CORPORATION | Brazing filler alloy containing calcium |
| US6187388B1 (en) * | 1998-08-06 | 2001-02-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of simultaneous cleaning and fluxing of aluminum cylinder block bore surfaces for thermal spray coating adhesion |
| US6475301B1 (en) * | 1999-07-06 | 2002-11-05 | Visteon Global Technologies, Inc. | Conversion coatings on aluminum from KF solutions |
-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120863A patent/JP2001316847A/ja active Pending
- 2001-04-20 EP EP01303662A patent/EP1154041B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-20 DE DE60116180T patent/DE60116180T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-07 KR KR1020010024524A patent/KR20010104649A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019042717A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面処理金属板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60116180D1 (de) | 2006-02-02 |
| KR20010104649A (ko) | 2001-11-26 |
| EP1154041B1 (en) | 2005-12-28 |
| DE60116180T2 (de) | 2006-08-10 |
| EP1154041A1 (en) | 2001-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050309 |