JP2002254167A - Brazing method and magnesium-containing aluminum alloy - Google Patents

Brazing method and magnesium-containing aluminum alloy

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JP2002254167A
JP2002254167A JP2001058361A JP2001058361A JP2002254167A JP 2002254167 A JP2002254167 A JP 2002254167A JP 2001058361 A JP2001058361 A JP 2001058361A JP 2001058361 A JP2001058361 A JP 2001058361A JP 2002254167 A JP2002254167 A JP 2002254167A
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Japan
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brazing
magnesium
aluminum alloy
containing aluminum
flux
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Japanese (ja)
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Kazuo Okamura
和夫 岡村
Katsumi Suzuki
克美 鈴木
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Asahi Tec Corp
Original Assignee
Asahi Tec Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out brazing using fluorine as flux, concerning the brazing of a magnesium-containing aluminum alloy. SOLUTION: On the joining face of the magnesium-containing aluminum alloy 12 with an other side part 10, a nickel layer is formed by nonelectlytic plating, and by using a fluorine-based compound as the flux, the flux is coated on the joining face under the pastelike state as shown by X, then the brazing is performed in a furnace which is under the nitrogen replacement.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はその成分としてマ
グネシウムを含有するアルミニューム合金をフッ素系フ
ラックスを用いてろう付けするための方法及びマグネシ
ウム含有アルミニューム合金製品に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for brazing an aluminum alloy containing magnesium as a component thereof using a fluorine-based flux and a magnesium-containing aluminum alloy product.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニュームの表面に形成される酸化
皮膜は強固で耐食性に優れるが、ろう材の濡れ性が不良
であるため、以前は、アルミニューム又はアルミニュー
ム合金のろう付けは技術的に困難とされていた。しかし
ながら、ろう材として塩素系化合物をフラックスとする
アルミニューム合金系(Al−Si系)ろう材が提供されるよ
うになり、この種のろう材によればそれに含有される塩
素系フラックスによりアルミニューム表面の酸化皮膜を
容易に分解しうるため、ろう材の濡れが著しく改善さ
れ、その結果アルミニューム若しくはアルミニューム合
金同士でもろう付けが可能となった。
2. Description of the Related Art Although the oxide film formed on the surface of aluminum is strong and has excellent corrosion resistance, the wettability of brazing material is poor. Had been difficult. However, an aluminum alloy (Al-Si) brazing material using a chlorine-based compound as a brazing material has been provided, and according to this type of brazing material, the aluminum based on the chlorine-based flux contained therein is used. Since the oxide film on the surface can be easily decomposed, the wetting of the brazing material is remarkably improved, and as a result, brazing of aluminum or aluminum alloy can be performed.

【0003】ところが、塩素系フラックスは潮解性があ
り、腐食性が強いためろう付け作業後に残留フラックス
の除去作業が必須となり、また、ろう付け作業用の炉や
治具の腐食の進行が早かったり作業環境が不良となると
いった問題点があった。
However, chlorine-based fluxes are deliquescent and highly corrosive, so it is necessary to remove residual flux after brazing, and the rate of corrosion of the brazing furnace and jig is too fast. There is a problem that the working environment becomes poor.

【0004】そこで、塩素系化合物をフラックスとする
ろう付けの代わりにフッ素系化合物をフラックスとする
ろう付けが開発されるに至った。即ち、フッ素系化合物
をフラックスとするろう付けではろう付け後にフラック
スが残留したままでも腐食の問題もなく、また真空炉を
必要としない利点があるため、近年は殆どのアルミニュ
ーム合金のろう付け作業においてはフッ素系化合物をフ
ラックスとするろう材を使用するようになってきている
という事情がある。
[0004] Therefore, instead of brazing using a chlorine-based compound as a flux, brazing using a fluorine-based compound as a flux has been developed. In other words, brazing using a fluorine-based compound as a flux has the advantage that there is no problem of corrosion even if the flux remains after brazing and that there is no need for a vacuum furnace. In such a case, there is a situation that a brazing filler metal using a fluorine compound as a flux has been used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記のように最近はろ
う材としてはフッ素系化合物をフラックスとするものが
殆どであるが、フッ素系化合物をフラックスとするろう
材の場合、マグネシウム含有アルミニューム合金(アル
ミニューム合金におけるJISの合金呼称において6000番
代の所謂Al-Mg-Si系合金など)においてはろう付けが困
難という問題があり、特にマグネシウムの含有率が0.4
%を超える合金の場合はフッ素系化合物をフラックスと
するろう付けは殆ど採用できなかった。即ち、マグネシ
ウム含有合金をフッ素系化合物をフラックスでろう付け
した場合に、合金中のマグネシウムとフラックス中のフ
ッ素とが反応することよりマグネシウムのフッ素化合物
(ふっ化マグネシウム)が生成され、そのため、フッ素
によるアルミニューム表面上の酸化皮膜の除去というフ
ラックス本来の機能が不充分となる。そのため、合金表
面へのろう材の濡れ性が不充分となるため、ろう付けの
接合度合がどうしても足りなくなってしまっていた。
As described above, most of the brazing materials used recently have a fluorine compound as a flux. However, in the case of a brazing material having a fluorine compound as a flux, a magnesium-containing aluminum alloy is used. (Al-Mg-Si alloys such as the 6000th alloy in the JIS alloy designation for aluminum alloys) have the problem that brazing is difficult, especially when the magnesium content is 0.4%.
%, Brazing using a fluorine compound as a flux could hardly be employed. That is, when a magnesium-containing alloy is brazed with a fluorine-based compound by flux, magnesium in the alloy reacts with fluorine in the flux to produce a fluorine compound of magnesium (magnesium fluoride). The original function of the flux of removing the oxide film on the aluminum surface becomes insufficient. As a result, the wettability of the brazing material to the alloy surface becomes insufficient, and the joining degree of brazing is inevitably insufficient.

【0006】この発明は以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、マグネシウム含有アルミニューム合金部品
のろう付けをフッ素化合物をフラックスとして行いうる
ようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to braze a magnesium-containing aluminum alloy part by using a fluorine compound as a flux.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、少なくとも一方がマグネシウム含有アルミニュ
ーム合金製である部品同士をフッ素系化合物をフラック
スとすとしてろう付けする方法において、マグネシウム
含有アルミニューム合金部品の、相手方部品との接合面
に同合金に対する密着性が良好でかつ前記ろう材の濡れ
性が良好な金属層を下地形成し、その後前記ろう材を使
用してろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法が
提供される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for brazing parts, at least one of which is made of a magnesium-containing aluminum alloy, by using a fluorine-based compound as a flux. A metal layer having good adhesion to the alloy and good wettability of the brazing material is formed on the surface of the aluminum alloy component to be joined to the mating component, and then brazing is performed using the brazing material. A brazing method is provided.

【0008】請求項1の発明の作用効果を説明すると、
マグネシウム含有アルミニューム合金部品は相手方部品
との接合面に金属層が下地形成され、その後にアルミニ
ューム合金同士をフッ素系化合物をフラックスとしてろ
う付けしている。マグネシウム含有合金とその上の金属
層とは強固に密着した状態となっている。そして、マグ
ネシウム合金中のマグネシウムとフラックス中のフッ素
とは遮断された状態になり、フラックス中のフッ素と合
金中のマグネシウムとの反応が防止され、フラックスに
よる酸化物分解作用を得ることができる。他方、ろう付
けはマグネシウム含有アルミニューム合金上の金属層に
対して行われ、そのろう付け性は良好である。そして、
金属層に対するろう材の濡れ性が良好であるため、ろう
材は一旦溶融状態になれば表面張力により瞬時に接合面
の全体に伝達され、部品のコーナー同士などのろう付け
の困難な部位にあっても確実なろう付けを実施すること
ができる。
The operation and effect of the first aspect of the invention will be described.
In a magnesium-containing aluminum alloy part, a metal layer is formed on a joint surface with a counterpart part, and then the aluminum alloy is brazed with a fluorine-based compound as a flux. The magnesium-containing alloy and the metal layer thereover are in a state of firm adhesion. Then, the magnesium in the magnesium alloy and the fluorine in the flux are cut off, the reaction between the fluorine in the flux and the magnesium in the alloy is prevented, and the oxide can be decomposed by the flux. On the other hand, brazing is performed on the metal layer on the magnesium-containing aluminum alloy, and the brazing property is good. And
Because of the good wettability of the brazing material to the metal layer, once the brazing material is in a molten state, it is instantaneously transmitted to the entire joint surface due to surface tension, and is applied to parts where corners of parts are difficult to braze. However, reliable brazing can be performed.

【0009】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、マグネシウム含有アルミニュー
ム合金部品の、相手方部品との接合面上の下地層を構成
する前記金属はニッケルであることを特徴とするろう付
け方法が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In the invention described in (1), there is provided a brazing method, wherein the metal constituting the underlayer on the joint surface of the magnesium-containing aluminum alloy component with the mating component is nickel.

【0010】請求項2の発明の作用・効果を説明する
と、マグネシウム含有アルミニューム合金部品は相手方
部品との接合面にニッケル層が下地形成されるが、この
ニッケル層の形成は無電解メッキによった場合極めて良
好に行うことができる。即ち、マグネシウム含有アルミ
ニューム合金の表面に厚さ5から10ミクロンの極薄の
均一な厚みの下地層を強固に形成することができる。そ
して、その後にアルミニューム合金同士をフッ素系化合
物のフラックスを用いてろう付けしているが、このとき
マグネシウム含有合金上のニッケル層によりマグネシウ
ム合金中のマグネシウムとフラックス中のフッ素とは遮
断され、かつフラックス中のフッ素により酸化物は分解
されるため、ろう材の濡れ性が良好となり、部品のコー
ナー同士などのろう付けの困難な部位にあっても確実な
ろう付けを実施することができる。
The operation and effect of the second aspect of the present invention will be described. In the magnesium-containing aluminum alloy part, a nickel layer is formed as a base on a joint surface with a mating part. This nickel layer is formed by electroless plating. Can be performed very well. That is, an extremely thin underlayer having a thickness of 5 to 10 microns can be firmly formed on the surface of the magnesium-containing aluminum alloy. After that, the aluminum alloys are brazed using a fluorine-based compound flux.At this time, the magnesium in the magnesium alloy and the fluorine in the flux are cut off by the nickel layer on the magnesium-containing alloy, and Since the oxides are decomposed by the fluorine in the flux, the wettability of the brazing material is improved, and reliable brazing can be performed even at locations where brazing is difficult such as between corners of components.

【0011】請求項3に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明において、マグネシウム含有アルミニュー
ム合金表面へのニッケル下地層の形成のため無電解メッ
キを行うことを特徴とするろう付け方法が提供される。
According to the invention described in claim 3, according to claim 2
The present invention provides a brazing method characterized by performing electroless plating for forming a nickel underlayer on the surface of a magnesium-containing aluminum alloy.

【0012】請求項3の発明の作用・効果を説明する
と、ニッケル下地層は地としてのマグネシウム含有アル
ミニューム合金とフラックス中のフッ素を遮断する機能
を達成する限りにおいて薄ければ薄いほどよいといいう
るが、無電解メッキによりその厚みが5〜10ミクロン
と極薄であるが均一性が高く凹凸が少ない下地層を形成
することができ、その意図した機能を効率的に達成する
ことができる。
The function and effect of the third aspect of the present invention will be described. The thinner the nickel underlayer, the better, as long as it achieves the function of blocking the magnesium-containing aluminum alloy as the ground and fluorine in the flux. Although it is possible to form a base layer having a very small thickness of 5 to 10 microns by electroless plating, but having high uniformity and little unevenness, the intended function can be efficiently achieved.

【0013】請求項4に記載の発明によれば、少なくと
も一方がマグネシウム含有アルミニューム合金製である
部品同士をフッ素系化合物をフラックスとしてろう付け
してなるマグネシウム含有アルミニューム合金製品であ
って、マグネシウム含有アルミニューム合金部品の、相
手方部品とのろう付け接合面に同合金に対する密着性が
良好でかつ前記ろう材の濡れ性が良好な金属の下地層が
備えられ、前記マグネシウム含有アルミニューム合金部
品は下地層を介して相手側部品にろう付けされているこ
とを特徴とするをマグネシウム含有アルミニューム合金
製品が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a magnesium-containing aluminum alloy product obtained by brazing parts, at least one of which is made of a magnesium-containing aluminum alloy, with a fluorine compound as a flux. The aluminum-containing aluminum alloy part, which has a good adhesion to the alloy and a good wettability of the brazing material, is provided on the brazing joint surface with the counterpart part of the aluminum-containing aluminum alloy part. A magnesium-containing aluminum alloy product is provided, which is brazed to a counterpart component through an underlayer.

【0014】請求項4の発明の作用・効果を説明する
と、マグネシウム含有アルミニューム合金部品の、相手
方部品との接合面に下地金属層を設けることにより、フ
ッ素系化合物をフラックスとしてろう付けするに際し、
下地金属層はマグネシウム含有アルミニューム合金中の
マグネシウムとフラックス中のフッ素とを遮断するた
め、ろう付け性が良好となり、接合面同士を強固にろう
付けさせたマグネシウム含有アルミニューム合金製品を
得ることができる。
The function and effect of the invention of claim 4 will be described. When a base metal layer is provided on a joint surface of a magnesium-containing aluminum alloy part with a counterpart part, when brazing a fluorine-based compound as a flux,
Since the base metal layer blocks magnesium in the magnesium-containing aluminum alloy and fluorine in the flux, brazing properties are good, and it is possible to obtain a magnesium-containing aluminum alloy product in which the joining surfaces are brazed firmly. it can.

【0015】請求項5に記載の発明によれば、請求項4
に記載の発明において、前記下地層を構成する金属はニ
ッケルであることを特徴とするをマグネシウム含有アル
ミニューム合金製品が提供される。
According to the invention set forth in claim 5, according to claim 4,
In the invention described in (1), a metal forming the underlayer is nickel, and a magnesium-containing aluminum alloy product is provided.

【0016】請求項5の発明の作用効果を説明すると下
地金属層を構成する金属をニッケルとすることにより無
電解メッキにより極薄のニッケル層をマグネシウム含有
アルミニューム合金の相手方部品との接合面に形成する
ことができ、下地ニッケル層を介して双方の部品の強固
にろう付けした製品を得ることができる。
According to the fifth aspect of the invention, the metal constituting the base metal layer is made of nickel, so that an ultra-thin nickel layer is formed by electroless plating on the joint surface of the magnesium-containing aluminum alloy with the mating part. And a firmly brazed product of both components through the underlying nickel layer.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施においてマグネシウ
ム含有アルミニューム合金としてはAl-Mg系(アルミニ
ューム合金におけるJISの合金呼称において5000番代の
もの)や、Al-Mg-Si系(アルミニューム合金におけるJI
Sの合金呼称において6000番代やもの)、Al-Zn-Mg系
(アルミニューム合金におけるJISの合金呼称において7
000番代やもの)などの展伸材用のアルミニューム合金
が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the practice of the present invention, magnesium-containing aluminum alloys include Al-Mg-based (aluminum alloys of the 5000th JIS alloy name) and Al-Mg-Si-based (aluminum JI in alloys
Al-Zn-Mg-based alloys (in the JIS alloy designation of 7
Aluminum alloys for wrought materials such as 000th and monoliths.

【0018】フラックスとしてはフッ素系化合物を使用
する。このようなフラックスとしてはNaCl-KCl-LiCL系
のアルカリ金属の塩化物を主成分とし、これにNaF, KF
及びAlF3などのふっ化塩を少量添加したものである。そ
の例としては窒素ガス雰囲気の炉中でのろう付け用とし
て米国のALCOA社のNo.30, No. 53, No. 105などの製品
が挙げられる。ろう材としては溶融温度が母材としての
マグネシウム含有アルミニューム合金に近接している
が、それより幾分低い溶融温度のものであり、かつ窒素
ガス雰囲気の炉中でのろう付けにおいて良好なろう付け
性を示すものである。このようなろう材の組成としてAl
-Si合金系のものが好ましく、JIS Z3263にはその成分
(特にSiの含有割合)より各種のもの(4343, 4045, 40
04, 4005, 4N04, 4104, 4N43, 4N45, 4145, 4047などの
合金番号で特定)が規定されており、その中から適当な
合金番号のものを選択する。本発明の実施にはJIS Z326
3における合金番号4047のものが特に好適である。ま
た、ろう材の性状としてはろう材を板状若しくは棒状に
形成したものでも、AL-Si系合金の心材の表面(片面又
は両面)にろう材をクラッディングした所謂ブレージン
グシートを利用してもよい。また、粉末状のろう材とフ
ラックスと液体バインダーにて混合されてペースト状に
したものも採用可能である。
A fluorine compound is used as the flux. Such a flux is mainly composed of an alkali metal chloride of the NaCl-KCl-LiCL system, and NaF, KF
And a small amount of a fluoride salt such as AlF3. Examples include products such as No. 30, No. 53 and No. 105 of ALCOA of the United States for brazing in a furnace in a nitrogen gas atmosphere. Although the melting temperature of the brazing material is close to that of the magnesium-containing aluminum alloy as the base material, the melting temperature is somewhat lower than that of the magnesium-containing aluminum alloy, and it is suitable for brazing in a furnace in a nitrogen gas atmosphere. It shows the attachment property. The composition of such brazing material is Al
-Si alloys are preferred, and JIS Z3263 contains various types (4343, 4045, 40
04, 4005, 4N04, 4104, 4N43, 4N45, 4145, 4047, etc.), and select the appropriate alloy number from among them. JIS Z326 is used in the practice of the present invention.
Alloy No. 4047 in 3 is particularly preferred. Further, as the properties of the brazing material, even if the brazing material is formed in a plate shape or a rod shape, a so-called brazing sheet in which the brazing material is clad on the surface (one surface or both surfaces) of the core material of the AL-Si alloy is used. Good. A paste made by mixing a powdery brazing material, a flux and a liquid binder can also be used.

【0019】この発明において、ろう付け作業に先だっ
て相手方部品との接合面に金属面の下地用皮膜形成処理
が行われる。この金属被覆としてはマグネシウム含有ア
ルミニューム合金に対する密着性が良好でかつ前記ろう
材の濡れ性が良好なものが選定基準となるが、このよう
な下地金属としてはニッケル(Ni)が好ましく、かつニッ
ケルの皮膜形成は無電解メッキによるものが好ましい。
下地金属層としては薄ければ薄いほど好ましく、厚くて
もせいぜい10ミクロン程度であるが、無電解メッキに
より母材としてのマグネシウム含有アルミニューム合金
の表面に数ミクロンから10ミクロンと極薄であるが均
一な厚みの強固な下地層を形成すること容易に可能であ
る。ニッケル下地層の厚みの管理は無電解メッキ液浸漬
時間のコントロールにより所望に行うことができる。ニ
ッケルの下地層をマグネシウム含有アルミニューム合金
の接合面に形成することによりろう付け中においてろう
材中のフラックス中のフッ素とマグネシウム含有アルミ
ニューム合金中のマグネシウムとを遮断し、ろう付けは
ニッケルなどの下地金属層に行われるため、フッ素によ
る合金表面の酸化物分解というフラックス本来の機能が
少しも損なわれることがなく、ニッケル層表面でのろう
材の濡れはよいため、ろう材は溶融することにより接合
面間の隙間を毛細管現象によって瞬間的に伝達され、冷
却することによりろう材は下地金属層に強固に接着する
ことができる。即ち、この発明ではマグネシウム含有ア
ルミニューム合金部品の接合面に下地金属層が付着さ
れ、下地金属層にろう材が付着し、換言すれば、下地金
属層の仲介によりマグネシウム含有アルミニューム合金
部品の、相手方のアルミニューム合金部品に対するろう
付けが行われていることになる。ニッケル層成形法とし
ては無電解メッキが好ましいが数ミクロンという極薄の
ニッケル被覆を合金表面に均一に形成しうるものであれ
ば電気メッキ法も採用しうる。また、下地金属層の材質
としては無電解メッキにより極薄の均一厚みに形成しう
るという観点からはニッケルが最も好ましいが、ニッケ
ル以外の金属としてクロム(Cr) や銅(Cu)や場合によっ
ては銀(Ag)や金(Au)も採用しうるであろう。
In the present invention, prior to the brazing operation, an undercoating film forming process for the metal surface is performed on the joint surface with the counterpart component. As the metal coating, one having good adhesion to a magnesium-containing aluminum alloy and good wettability of the brazing material is a selection criterion, and nickel (Ni) is preferable as such a base metal, and nickel is preferable. Is preferably formed by electroless plating.
The thinner the base metal layer is, the more preferable it is. The thickness is at most about 10 microns, but it is as thin as several microns to 10 microns on the surface of a magnesium-containing aluminum alloy as a base material by electroless plating. It is possible to easily form a strong underlayer having a uniform thickness. The thickness of the nickel underlayer can be controlled by controlling the immersion time of the electroless plating solution. By forming a base layer of nickel on the joint surface of the magnesium-containing aluminum alloy, fluorine in the flux in the brazing material and magnesium in the magnesium-containing aluminum alloy are interrupted during brazing, and brazing is performed using nickel or the like. Since the flux is carried out on the base metal layer, the original function of the flux, which is the decomposition of oxides on the alloy surface by fluorine, is not impaired at all, and the brazing material is well wet on the nickel layer surface. The gap between the joint surfaces is instantaneously transmitted by capillary action, and the brazing material can be firmly adhered to the underlying metal layer by cooling. That is, in the present invention, the base metal layer is attached to the joining surface of the magnesium-containing aluminum alloy part, and the brazing material adheres to the base metal layer. In other words, the magnesium-containing aluminum alloy part is mediated by the base metal layer. This means that brazing is performed on the aluminum alloy part of the other party. Electroless plating is preferred as a method for forming the nickel layer, but an electroplating method can also be employed as long as a nickel coating as thin as several microns can be uniformly formed on the alloy surface. In addition, nickel is most preferable as the material of the base metal layer from the viewpoint that it can be formed to an extremely thin uniform thickness by electroless plating.However, as a metal other than nickel, chromium (Cr) or copper (Cu) or in some cases, Silver (Ag) and gold (Au) could also be used.

【0020】ニッケルなどの金属被覆はマグネシウム含
有アルミニューム合金の接合面に形成する。即ち、接合
すべき部品が双方ともマグネシウム含有アルミニューム
合金の場合は双方の接合面にニッケルなどの金属被覆を
形成する。また、マグネシウム含有アルミニューム合金
とマグネシウムを含有しないアルミニューム合金との接
合の場合はニッケルなどの金属被覆の形成はマグネシウ
ム含有アルミニューム合金の接合面のみに形成すればよ
く、相手方の接合面にはニッケルなどの金属被覆は必要
ない。
The metal coating such as nickel is formed on the joint surface of the magnesium-containing aluminum alloy. That is, when both components to be joined are magnesium-containing aluminum alloys, a metal coating such as nickel is formed on both joining surfaces. In addition, in the case of joining a magnesium-containing aluminum alloy and an aluminum alloy not containing magnesium, the formation of a metal coating such as nickel may be formed only on the joining surface of the magnesium-containing aluminum alloy, and the joining surface of the other party may be formed. No metal coating such as nickel is required.

【0021】ろう付け法としては窒素などの不活性ガス
置換下での炉中ろう付け(カナダのALCAN社のノコロッ
ク法)が低コストで、かつ管理・メンテナンスが容易の
ため好ましい。即ち、接合すべきマグネシウム含有金属
は相手方との接合表面にニッケルなどの金属の極薄の皮
膜を形成し、この状態で接合面にフッ素系化合物をフラ
ックスとして処理される。ろう材の処理としては粉末状
ろう材とフラックスと液体バインダーと混練してなるペ
ースト状のろう材を塗布してもよいし、フッ素系化合物
のフラックスを用いてクラッディングしたブレージング
シート又は棒状又は線状のろう材を接合面に当てるよう
にしてもよい。炉内を窒素ガス置換しかつ接合すべきア
ルミニューム合金の温度をろう材の融点より高いがアル
ミニューム合金の融点より低い温度に加熱することによ
りろう材は溶融し、溶融したろう材は接合面間の隙間を
表面張力によって瞬時に隈なく伝達され、その温度にて
一定時間保持した後、炉内温度を下げることによりろう
材は固化し、ろう付けが完了される。ろう付けに際し、
マグネシウム含有アルミニューム合金の表面のニッケル
などの金属層はろう材フラックス中のフッ素をマグネシ
ウム対して遮断し、そのため、フラックス中のフッ素は
接合面における酸化物の分解に対して有効に機能させる
ことができる。そのため、フッ素含有フラックスによっ
て表面の酸化皮膜は除去されるためろう材の濡れ性は良
好となり、良好なろう付けを行うことができる。なお、
場合によっては不活性ガス置換下の炉中ろう付けの代わ
りに真空下でろう付けを行うことも可能である。
As a brazing method, in-furnace brazing under a purge of an inert gas such as nitrogen (Nocoloc method of ALCAN, Canada) is preferred because of low cost and easy management and maintenance. That is, the magnesium-containing metal to be joined forms an extremely thin film of a metal such as nickel on the joining surface with the counterpart, and in this state, the joining surface is treated with a fluorine compound as a flux. As the processing of the brazing material, a paste brazing material obtained by kneading a powdery brazing material, a flux and a liquid binder may be applied, or a brazing sheet or a rod or a wire clad using a flux of a fluorine-based compound. A brazing filler metal may be applied to the joint surface. By replacing the inside of the furnace with nitrogen gas and heating the temperature of the aluminum alloy to be joined to a temperature higher than the melting point of the brazing material but lower than the melting point of the aluminum alloy, the brazing material is melted, and the molten brazing material is joined to the joining surface. The gap between them is instantaneously transmitted by the surface tension, and after being kept at that temperature for a certain period of time, the brazing material is solidified by lowering the furnace temperature, and the brazing is completed. When brazing,
The metal layer, such as nickel, on the surface of the magnesium-containing aluminum alloy blocks fluorine in the brazing filler metal flux from magnesium, so that the fluorine in the flux can effectively function to decompose oxides at the joint surface. it can. Therefore, since the oxide film on the surface is removed by the fluorine-containing flux, the wettability of the brazing material is improved, and good brazing can be performed. In addition,
In some cases, it is also possible to perform the brazing under vacuum instead of the brazing in a furnace with inert gas exchange.

【0022】[0022]

【実施例】図1〜図3はこの発明の実施例によるろう付
けを行う電子部品としてのヒートシンクを示し、大きさ
としては150mm×250mm×20mmのものである。ヒートシン
クは本体10と蓋体12とからなり、本体10は蛇行状
のリブ14を備え、本体10に蓋体12を装着し、ビス
13にて締結することによりリブ14によって冷却媒体
の通過のための蛇行通路16が形成される。蛇行通路1
6は一端において本体側面における入口ポート18に連
通し、他端において本体側面における出口ポート20に
連通している。
1 to 3 show a heat sink as an electronic component to be brazed according to an embodiment of the present invention, which has a size of 150 mm × 250 mm × 20 mm. The heat sink includes a main body 10 and a lid 12. The main body 10 has a meandering rib 14. The lid 12 is attached to the main body 10, and is fastened with screws 13 to allow a cooling medium to pass through the rib 14. Meandering passage 16 is formed. Meandering passage 1
6 is connected at one end to an inlet port 18 on the side of the main body, and at the other end to an outlet port 20 on the side of the main body.

【0023】本体10及び蓋体12はAl-MG-Si系アルミ
ニューム合金展伸材であるJIS6061(溶融温度範囲=582
〜652℃)によって形成された。
The main body 10 and the lid 12 are made of wrought Al-MG-Si aluminum alloy JIS6061 (melting temperature range: 582).
652652 ° C.).

【0024】次ぎに、本体10と蓋体12との表面には
ニッケルの無電解メッキが実施された。無電解メッキの
ため本体10と蓋体12とは脱脂などの前処理実施後、
NiとPとを主成分とする無電解メッキ液(日本カニゼン
株式会社より「シューマー」の商品名(登録商標)にて販
売されているもの)に浸漬された。浸漬時間は所定の厚
みのニッケルメッキ層が得られるように設定され、これ
により本体10及び蓋体12の相互接合面を含めた前面
に厚さが7.0ミクロンのニッケル下地層が形成された。
Next, electroless plating of nickel was performed on the surfaces of the main body 10 and the lid 12. After the pretreatment such as degreasing, the main body 10 and the lid 12 for electroless plating,
It was immersed in an electroless plating solution containing Ni and P as main components (sold by Nippon Kanigen Co., Ltd. under the trade name (registered trademark) of “Summer”). The immersion time was set so that a nickel plating layer having a predetermined thickness was obtained, whereby a nickel underlayer having a thickness of 7.0 μm was formed on the front surface including the interconnecting surfaces of the main body 10 and the lid 12.

【0025】このようにニッケル下地層を形成後、本体
10及び蓋体12とのろう付けを実施した。フラックス
としてはフッ素系化合物よりなるもので米国ALCOA社の
製品番号30のものを使用した。そして、ろう材としはて
Ni-Si系ろう材であるJIS4047(固層線温度=577℃:液
層線温度=580℃)であった。ろう材はフッ素系フラッ
クスを含んだ状態で粉末状態で入手可能なもの(ナイス
株式会社の商品名F12若しくはF19)であり、これをペー
スト状とし本体10及び蓋体12との接合面に適量が塗
布された。図3においては本体10と蓋体12との合体
前の状態が示され、本体10における蓋体12との接合
面に矢印Xのようにペースト状のろう材が塗布され、そ
の後蓋体12を本体に合体させ、ビス13にて締結す
る。
After the formation of the nickel underlayer, the main body 10 and the lid 12 were brazed. The flux used was a fluorine-based compound having a product number of 30 from ALCOA, USA. And brazing material
It was JIS4047 (solid layer temperature = 577 ° C: liquid layer temperature = 580 ° C), which is a Ni-Si brazing material. The brazing filler metal is available in a powder state containing a fluorine-based flux (trade name: F12 or F19 of Nice Co., Ltd.). Applied. FIG. 3 shows a state before the main body 10 and the lid 12 are combined, and a paste brazing material is applied to the joint surface of the main body 10 with the lid 12 as shown by an arrow X. Combine with the main body and fasten with screws 13.

【0026】そして、本体10と蓋体12とを合体させ
た状態で窒素ガスで置換した600℃の炉内おいてろう付
け作業を実施した。本体10と蓋体12との接合部の温
度がろう材の融点まで上昇し完全に液層となる。この状
態で10〜20分間保持するとろう材は表面張力下で本
体10と蓋体12との接合面を濡らす。次ぎに、製品へ
の加熱を停止し、冷却することによりろう材を固化せし
めることにより本体10と蓋体12とのろう付けが完了
した。
Then, the brazing operation was performed in a furnace at 600 ° C. in which the main body 10 and the lid body 12 were combined and replaced with nitrogen gas. The temperature at the joint between the main body 10 and the lid 12 rises to the melting point of the brazing material, and becomes a complete liquid layer. When held in this state for 10 to 20 minutes, the brazing material wets the joint surface between the main body 10 and the lid 12 under surface tension. Next, the heating of the product was stopped, and the brazing material was solidified by cooling to complete the brazing of the main body 10 and the lid 12.

【0027】本体10と蓋体12の接合面を上記のよう
にろう付けすることにより得られたヒートシンクについ
て入口ポート18より閉塞された出口ポート20に向け
て、加圧体として窒素ガス(N2)を8kg/cm2の圧力下に
て導入し、ろう付け面からのガス漏れの有無をチェック
したが窒素ガスの漏洩は認められなかった。
With respect to the heat sink obtained by brazing the joint surface between the main body 10 and the lid 12 as described above, the nitrogen gas (N 2) is used as a pressurizing body from the inlet port 18 toward the closed outlet port 20. Was introduced under a pressure of 8 kg / cm2, and the presence or absence of gas leakage from the brazing surface was checked, but no leakage of nitrogen gas was recognized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1はこの発明の実施例におけるマグネシウム
含有アルミニューム合金製品としてのヒートシンクの平
面図である。
FIG. 1 is a plan view of a heat sink as a magnesium-containing aluminum alloy product according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1のI−I線に沿って表される矢視断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1;

【図3】図3は図1及び図2のヒートシンクの本体と蓋
とのろう付け工程を説明する図である。
FIG. 3 is a view for explaining a brazing process of a main body and a lid of the heat sink of FIGS. 1 and 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…本体 12…蓋体 14…リブ 16…蛇行通路 18…入口ポート 20…出口ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Body 12 ... Lid 14 ... Rib 16 ... Meandering passage 18 ... Inlet port 20 ... Outlet port

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一方がマグネシウム含有アル
ミニューム合金製である部品同士をフッ素系化合物をフ
ラックスとするアルミニューム合金ろう材にてろう付け
する方法において、マグネシウム含有アルミニューム合
金部品の、相手方部品との接合面に同合金に対する密着
性が良好でかつ前記ろう材の濡れ性が良好な金属層を下
地形成し、その後前記フラックス及びろう材を使用して
ろう付けを行うことを特徴とするろう付け方法。
1. A method of brazing parts, at least one of which is made of a magnesium-containing aluminum alloy, with an aluminum alloy brazing material using a fluorine compound as a flux, comprising: Forming a metal layer having good adhesion to the alloy and good wettability of the brazing material on the bonding surface of the underlayer, and then performing brazing using the flux and the brazing material. Method.
【請求項2】 請求項1に記載の発明において、マグネ
シウム含有アルミニューム合金部品の、相手側部品との
接合面上の下地層を構成する前記金属はニッケルである
ことを特徴とするろう付け方法。
2. The brazing method according to claim 1, wherein the metal constituting the underlayer on the joint surface of the magnesium-containing aluminum alloy component with the mating component is nickel. .
【請求項3】 請求項2に記載の発明において、マグネ
シウム含有アルミニューム合金表面へのニッケル下地層
の形成のため無電解メッキを行うことを特徴とするろう
付け方法。
3. The brazing method according to claim 2, wherein electroless plating is performed to form a nickel underlayer on the surface of the magnesium-containing aluminum alloy.
【請求項4】 少なくとも一方がマグネシウム含有アル
ミニューム合金製である部品同士をフッ素系化合物をフ
ラックスとするアルミニューム合金ろう材にてろう付け
してなるマグネシウム含有アルミニューム合金製品であ
って、マグネシウム含有アルミニューム合金部品の、相
手方部品とのろう付け接合面に同合金に対する密着性が
良好でかつ前記ろう材の濡れ性が良好な金属の下地層が
備えられ、前記マグネシウム含有アルミニューム合金部
品は前記下地金属層を介して相手方部品にろう付けされ
ていることを特徴とするをマグネシウム含有アルミニュ
ーム合金製品。
4. A magnesium-containing aluminum alloy product obtained by brazing parts at least one of which is made of a magnesium-containing aluminum alloy with an aluminum alloy brazing material containing a fluorine compound as a flux. The aluminum alloy part has a base layer of a metal having good adhesion to the alloy and good wettability of the brazing material on a brazing joint surface with a counterpart part, and the magnesium-containing aluminum alloy part is preferably A magnesium-containing aluminum alloy product, which is brazed to a counterpart part through an underlayer metal layer.
【請求項5】 請求項4に記載の発明において、前記下
地層を構成する金属はニッケルであることを特徴とする
をマグネシウム含有アルミニューム合金製品。
5. The magnesium-containing aluminum alloy product according to claim 4, wherein the metal forming the underlayer is nickel.
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