JP2003071586A - ろう付け用複合材及びこれを用いたろう付け製品 - Google Patents
ろう付け用複合材及びこれを用いたろう付け製品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性、耐食性に優れ、製造コストを安価に
することができるろう付け用複合材を提供する。 【解決手段】 基材１１表面にろう層を形成してなるろ
う付け用複合材１０において、ろう層を、少なくともＴ
ｉ又はＴｉ合金層１２と、Ｆｅ又はＦｅ合金層１３との
積層体から構成する。Ｆｅ元素を混合することにより、
Ｔｉを用いたろう層の低融点化が可能になり、１２００
℃近傍でのろう付けが可能になる。これによって耐熱
性、耐食性に優れたろう付け用複合材を得ることができ
る。従来のように接合部に粉末Ｎｉろう材を塗布すると
いう作業も不要になり、製造コストを安価にすることが
できる。
することができるろう付け用複合材を提供する。 【解決手段】 基材１１表面にろう層を形成してなるろ
う付け用複合材１０において、ろう層を、少なくともＴ
ｉ又はＴｉ合金層１２と、Ｆｅ又はＦｅ合金層１３との
積層体から構成する。Ｆｅ元素を混合することにより、
Ｔｉを用いたろう層の低融点化が可能になり、１２００
℃近傍でのろう付けが可能になる。これによって耐熱
性、耐食性に優れたろう付け用複合材を得ることができ
る。従来のように接合部に粉末Ｎｉろう材を塗布すると
いう作業も不要になり、製造コストを安価にすることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付け用複合材
及びこれを用いたろう付け製品に係り、特に、排ガス再
循環装置用クーラ及び燃料電池改質器用クーラ等の熱交
換器や、燃料電池用部材等に用いられるろう付け用複合
材及びこれを用いたろう付け製品に関する。
及びこれを用いたろう付け製品に係り、特に、排ガス再
循環装置用クーラ及び燃料電池改質器用クーラ等の熱交
換器や、燃料電池用部材等に用いられるろう付け用複合
材及びこれを用いたろう付け製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用オイルクーラの接合材としてス
テンレス基クラッド材が使用されている。これは、基材
であるステンレス鋼板の片面又は両面に、ろう材として
の機能を有するＣｕ材がクラッドされている。
テンレス基クラッド材が使用されている。これは、基材
であるステンレス鋼板の片面又は両面に、ろう材として
の機能を有するＣｕ材がクラッドされている。
【０００３】また、ステンレス鋼や、Ｎｉ基又はＣｏ基
合金などからなる部材のろう付け材として、接合部の耐
食性に優れる各種Ｎｉろうに、Ｎｉ、Ｃｒ、又はＮｉ−
Ｃｒ合金の中から選択される金属粉末を４〜２２重量％
添加してなる粉末Ｎｉろう材が提案されている（特開２
０００−１０７８８３号公報参照）。
合金などからなる部材のろう付け材として、接合部の耐
食性に優れる各種Ｎｉろうに、Ｎｉ、Ｃｒ、又はＮｉ−
Ｃｒ合金の中から選択される金属粉末を４〜２２重量％
添加してなる粉末Ｎｉろう材が提案されている（特開２
０００−１０７８８３号公報参照）。
【０００４】また、基材であるステンレス鋼の表面部に
Ｎｉ層及びＴｉ層を有する、即ちＮｉ／Ｔｉ／ステンレ
ス鋼というろう付け層構造を有する自己ろう付け性複合
材がある（特開平７−２９９５９２号公報参照）。
Ｎｉ層及びＴｉ層を有する、即ちＮｉ／Ｔｉ／ステンレ
ス鋼というろう付け層構造を有する自己ろう付け性複合
材がある（特開平７−２９９５９２号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ろう材又はろう付け用複合材を、高温・高腐食性のガス
又は液体に晒される熱交換器（例えば排ガス再循環装置
（ＥＧＲ；Exhaust GasRecirculation）用クーラ）の接
合用ろう材として使用する場合、以下に示すような問題
があった。
ろう材又はろう付け用複合材を、高温・高腐食性のガス
又は液体に晒される熱交換器（例えば排ガス再循環装置
（ＥＧＲ；Exhaust GasRecirculation）用クーラ）の接
合用ろう材として使用する場合、以下に示すような問題
があった。
【０００６】 前述したステンレス基クラッド材を自
動車用オイルクーラの接合材として使用する場合、耐熱
性及び耐食性について問題が全くないが、このステンレ
ス基クラッド材をＥＧＲ用クーラの接合材として使用す
る場合、ＥＧＲ用クーラ内は高温で、かつ、腐食性の高
い排気ガスが循環されることから、ステンレス基クラッ
ド材のろう材（Ｃｕ材）では、耐熱性及び耐食性が十分
でないという問題があった。
動車用オイルクーラの接合材として使用する場合、耐熱
性及び耐食性について問題が全くないが、このステンレ
ス基クラッド材をＥＧＲ用クーラの接合材として使用す
る場合、ＥＧＲ用クーラ内は高温で、かつ、腐食性の高
い排気ガスが循環されることから、ステンレス基クラッ
ド材のろう材（Ｃｕ材）では、耐熱性及び耐食性が十分
でないという問題があった。
【０００７】 前述した各種Ｎｉろう材は粉末状であ
ることから、各接合部に粉末Ｎｉろう材をそれぞれ塗布
するという作業が必要になる。つまり、ろう付け作業に
多大な労力を要するため、ろう付け製品の生産性が著し
く低く、その結果、製造コストの上昇を招くという問題
があった。
ることから、各接合部に粉末Ｎｉろう材をそれぞれ塗布
するという作業が必要になる。つまり、ろう付け作業に
多大な労力を要するため、ろう付け製品の生産性が著し
く低く、その結果、製造コストの上昇を招くという問題
があった。
【０００８】 前述した自己ろう付け性複合材は、ろ
うの湯流れ性が悪く、複雑な形状をした構造材に適用し
た場合十分な接合層を形成できないという問題があっ
た。
うの湯流れ性が悪く、複雑な形状をした構造材に適用し
た場合十分な接合層を形成できないという問題があっ
た。
【０００９】以上の事情を考慮して創案された本発明の
一の目的は、耐熱性、耐食性に優れ、製造コストを安価
にすることができるろう付け用複合材を提供することに
ある。
一の目的は、耐熱性、耐食性に優れ、製造コストを安価
にすることができるろう付け用複合材を提供することに
ある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、接合部の信頼
性が良好で、製造コストを安価にすることができるろう
付け製品を提供することにある。
性が良好で、製造コストを安価にすることができるろう
付け製品を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、基材表面にろ
う層を形成してなるろう付け用複合材において、上記ろ
う層を、少なくともＴｉ又はＴｉ合金層と、Ｆｅ又はＦ
ｅ合金層との積層体から構成したものである。
う層を形成してなるろう付け用複合材において、上記ろ
う層を、少なくともＴｉ又はＴｉ合金層と、Ｆｅ又はＦ
ｅ合金層との積層体から構成したものである。
【００１２】ここで上記ろう層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層
と、Ｆｅ又はＦｅ合金層と、Ｎｉ−Ｐ合金層との積層体
から構成してもよい。
と、Ｆｅ又はＦｅ合金層と、Ｎｉ−Ｐ合金層との積層体
から構成してもよい。
【００１３】上記基材がＦｅ合金からなってもよく、特
にステンレス鋼からなってもよい。この場合、上記Ｆｅ
又はＦｅ合金層が、上記基材の表層部からなるＦｅ合金
層であってもよい。
にステンレス鋼からなってもよい。この場合、上記Ｆｅ
又はＦｅ合金層が、上記基材の表層部からなるＦｅ合金
層であってもよい。
【００１４】上記ろう層が、Ｂ、Ｓｉ、Ｍｎ又はＣｏを
一以上含むのが好ましい。
一以上含むのが好ましい。
【００１５】また、本発明に係るろう付け製品は、上記
ろう付け用複合材を他の部材にろう付けしてなるもので
ある。
ろう付け用複合材を他の部材にろう付けしてなるもので
ある。
【００１６】本発明に係るろう付け用複合材は、特に基
材表面部にＴｉ又はＴｉ合金層が形成されていることが
特徴である。本来、Ｔｉ金属単体は融点が１６９０℃と
高いため、ステンレス接合用のろう材としては機能しな
いと考えられていた。しかし、Ｆｅ元素を混合すること
により、ろう材の低融点化が可能になり、１２００℃近
傍でのろう付けが可能になることを本発明者らは見出し
た。
材表面部にＴｉ又はＴｉ合金層が形成されていることが
特徴である。本来、Ｔｉ金属単体は融点が１６９０℃と
高いため、ステンレス接合用のろう材としては機能しな
いと考えられていた。しかし、Ｆｅ元素を混合すること
により、ろう材の低融点化が可能になり、１２００℃近
傍でのろう付けが可能になることを本発明者らは見出し
た。
【００１７】従って、本発明によれば、Ｔｉをろう材と
して用いることができ、耐熱性、耐食性に優れたろう付
け用複合材を得ることができる。
して用いることができ、耐熱性、耐食性に優れたろう付
け用複合材を得ることができる。
【００１８】さらに本発明者らは、基材をＦｅ合金さら
にはステンレス鋼とした場合、ＴｉへのＦｅの供給源と
して基材を用いることが可能であり、Ｆｅ合金又はステ
ンレス鋼のＮｉ成分がろう中へ溶け込むことで低融点化
が促進されることも見出した。この場合、ろう層を形成
する成分でＴｉ以外は基材から供給可能となるため、Ｆ
ｅ、Ｎｉなどの層を多重に設ける必要が無くなり、加工
コストを大幅に低減できる。
にはステンレス鋼とした場合、ＴｉへのＦｅの供給源と
して基材を用いることが可能であり、Ｆｅ合金又はステ
ンレス鋼のＮｉ成分がろう中へ溶け込むことで低融点化
が促進されることも見出した。この場合、ろう層を形成
する成分でＴｉ以外は基材から供給可能となるため、Ｆ
ｅ、Ｎｉなどの層を多重に設ける必要が無くなり、加工
コストを大幅に低減できる。
【００１９】一方、本発明に係るろう付け用複合材を用
いたろう付け製品によれば、ろう付け製品のろう付け部
ないし接合部の信頼性が良好となる。
いたろう付け製品によれば、ろう付け製品のろう付け部
ないし接合部の信頼性が良好となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態を添
付図面に基いて説明する。
付図面に基いて説明する。
【００２１】［第１実施形態］本発明に係るろう付け用
複合材の第１実施形態を図１に示す。なお、図２及び図
３には第１実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
複合材の第１実施形態を図１に示す。なお、図２及び図
３には第１実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
【００２２】図１に示すように、第一実施形態に係るろ
う付け用複合材１０は全体として板条の形状をなし、所
定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出され
る。ろう付け用複合材１０は、Ｆｅ合金特にステンレス
鋼からなる基材１１の表面部にろう層を形成してなり、
ろう層は、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合
金層１３との積層体からなっている。ここで基材１１の
表面部とは外部に露出するような全ての面をいい、図示
例では上面部にのみＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３とが形成される。また図示例では基材１
１側から順にＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ合
金層１３とが形成され、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３が最も
表面側となって外部に露出している。
う付け用複合材１０は全体として板条の形状をなし、所
定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出され
る。ろう付け用複合材１０は、Ｆｅ合金特にステンレス
鋼からなる基材１１の表面部にろう層を形成してなり、
ろう層は、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合
金層１３との積層体からなっている。ここで基材１１の
表面部とは外部に露出するような全ての面をいい、図示
例では上面部にのみＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３とが形成される。また図示例では基材１
１側から順にＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ合
金層１３とが形成され、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３が最も
表面側となって外部に露出している。
【００２３】図２に示す第１変形例では、基材１１の下
面部にもろう層即ちＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３とが順次積層形成されている。即ち基材
１１の片面だけでなく両面にＦｅ又はＦｅ合金層１２と
Ｔｉ又はＴｉ合金層１３とが形成されている。図３に示
す第２変形例では、ろう付け用複合材１０が全体として
棒又はワイヤ形状をなし、所定の外径を有して図の紙面
厚さ方向に延出される。所定径の基材１１の表面部即ち
外周面部に、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ合
金層１３とが順次積層形成されている。
面部にもろう層即ちＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３とが順次積層形成されている。即ち基材
１１の片面だけでなく両面にＦｅ又はＦｅ合金層１２と
Ｔｉ又はＴｉ合金層１３とが形成されている。図３に示
す第２変形例では、ろう付け用複合材１０が全体として
棒又はワイヤ形状をなし、所定の外径を有して図の紙面
厚さ方向に延出される。所定径の基材１１の表面部即ち
外周面部に、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ合
金層１３とが順次積層形成されている。
【００２４】これら第１実施形態では、Ｔｉ又はＴｉ合
金層１３側からろう付けを行う。この際、下層のＦｅ又
はＦｅ合金層１２からＦｅ元素が溶け込み、Ｔｉの低融
点化が可能になる。これによって1200℃近傍でＴｉのろ
う付けが可能になり、Ｔｉを用いた耐熱性、耐食性及び
ろう付け性能に優れたろう付け部ないし接合部を得るこ
とができ、また、従来のように接合部に粉末Ｎｉろう材
を塗布するという作業も不要になり、製造コストを安価
にすることができる。一方、この複合材１０を他の部材
にろう付けしてろう付け製品を製作することができる。
この場合、ろう付け製品における接合部の信頼性が良好
となり、製造コストも安価となる。
金層１３側からろう付けを行う。この際、下層のＦｅ又
はＦｅ合金層１２からＦｅ元素が溶け込み、Ｔｉの低融
点化が可能になる。これによって1200℃近傍でＴｉのろ
う付けが可能になり、Ｔｉを用いた耐熱性、耐食性及び
ろう付け性能に優れたろう付け部ないし接合部を得るこ
とができ、また、従来のように接合部に粉末Ｎｉろう材
を塗布するという作業も不要になり、製造コストを安価
にすることができる。一方、この複合材１０を他の部材
にろう付けしてろう付け製品を製作することができる。
この場合、ろう付け製品における接合部の信頼性が良好
となり、製造コストも安価となる。
【００２５】なお、その他の変形例も可能であり、例え
ば積層順序を変えて基材１１側から順にＴｉ又はＴｉ合
金層１３、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２としてもよい。
ば積層順序を変えて基材１１側から順にＴｉ又はＴｉ合
金層１３、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２としてもよい。
【００２６】［第２実施形態］本発明に係るろう付け用
複合材の第２実施形態を図４に示す。なお、図５及び図
６には第２実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
複合材の第２実施形態を図４に示す。なお、図５及び図
６には第２実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
【００２７】図４に示すように、第２実施形態に係るろ
う付け用複合材２０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材２０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｔ
ｉ又はＴｉ合金層１３を直接積層してなるクラッド材で
ある。
う付け用複合材２０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材２０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｔ
ｉ又はＴｉ合金層１３を直接積層してなるクラッド材で
ある。
【００２８】図５に示す第１変形例では、基材１１の下
面部にもＴｉ又はＴｉ合金層１３が積層形成されてい
る。図６に示す第２変形例では、ろう付け用複合材２０
が全体として棒又はワイヤ形状をなし、所定径の基材１
１の外周面部にＴｉ又はＴｉ合金層１３が積層形成され
ている。
面部にもＴｉ又はＴｉ合金層１３が積層形成されてい
る。図６に示す第２変形例では、ろう付け用複合材２０
が全体として棒又はワイヤ形状をなし、所定径の基材１
１の外周面部にＴｉ又はＴｉ合金層１３が積層形成され
ている。
【００２９】この第２実施形態の場合、ろう付けの際
に、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３の下層に位置するステンレ
ス製基材１１の表層部のＦｅ元素又はＮｉ元素が溶け込
み、Ｔｉの低融点化が可能になる。これによって前記同
様の作用効果を得ることができる。このように第２実施
形態は、上記第１実施形態のＦｅ又はＦｅ合金層１２が
基材１１の表層部からなるＦｅ合金層となっており、言
い換えれば、上記第１実施形態のＦｅ又はＦｅ合金層１
２が基材１１の表層部と一体化したものとなっている。
そしてろう層は、基材１１の表層部と、Ｔｉ又はＴｉ合
金層１３との積層体からなっている。このようにＦｅ又
はＦｅ合金層１２を基材１１の表層部と一体化したこと
によって、別途Ｆｅ又はＦｅ合金層１２を形成する必要
が無くなり、製造コストをより安価にすることができ
る。
に、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３の下層に位置するステンレ
ス製基材１１の表層部のＦｅ元素又はＮｉ元素が溶け込
み、Ｔｉの低融点化が可能になる。これによって前記同
様の作用効果を得ることができる。このように第２実施
形態は、上記第１実施形態のＦｅ又はＦｅ合金層１２が
基材１１の表層部からなるＦｅ合金層となっており、言
い換えれば、上記第１実施形態のＦｅ又はＦｅ合金層１
２が基材１１の表層部と一体化したものとなっている。
そしてろう層は、基材１１の表層部と、Ｔｉ又はＴｉ合
金層１３との積層体からなっている。このようにＦｅ又
はＦｅ合金層１２を基材１１の表層部と一体化したこと
によって、別途Ｆｅ又はＦｅ合金層１２を形成する必要
が無くなり、製造コストをより安価にすることができ
る。
【００３０】［第３実施形態］本発明に係るろう付け用
複合材の第３実施形態を図７に示す。なお、図８及び図
９には第３実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
複合材の第３実施形態を図７に示す。なお、図８及び図
９には第３実施形態の第１変形例及び第２変形例を示
し、同様の部分には同一符号を付してある。
【００３１】図７に示すように、第３実施形態に係るろ
う付け用複合材３０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材３０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｆ
ｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３と、
Ｎｉ−Ｐ合金層１４とを順次積層してなる。つまり基材
表面に形成されたろう層が、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２
と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４と
の積層体からなっている。図示例では基材１１側から順
にＦｅ又はＦｅ合金層１２、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３、
Ｎｉ−Ｐ合金層１４という順番で積層が行われ、Ｎｉ−
Ｐ合金層１４が最も表面側となる。ここではＮｉ−Ｐ合
金層１４が無電解メッキによって形成される。
う付け用複合材３０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材３０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｆ
ｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３と、
Ｎｉ−Ｐ合金層１４とを順次積層してなる。つまり基材
表面に形成されたろう層が、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２
と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４と
の積層体からなっている。図示例では基材１１側から順
にＦｅ又はＦｅ合金層１２、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３、
Ｎｉ−Ｐ合金層１４という順番で積層が行われ、Ｎｉ−
Ｐ合金層１４が最も表面側となる。ここではＮｉ−Ｐ合
金層１４が無電解メッキによって形成される。
【００３２】図８に示す第１変形例では、基材１１の下
面部にもＦｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合金
層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。図９に示す第２変形例では、ろう付け用複合材３０
が全体として棒又はワイヤ形状をなし、所定径の基材１
１の外周面部にＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ
合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。
面部にもＦｅ又はＦｅ合金層１２と、Ｔｉ又はＴｉ合金
層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。図９に示す第２変形例では、ろう付け用複合材３０
が全体として棒又はワイヤ形状をなし、所定径の基材１
１の外周面部にＦｅ又はＦｅ合金層１２とＴｉ又はＴｉ
合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。
【００３３】この第３実施形態の場合、ろう付けの際
に、Ｎｉ−Ｐ合金層１４のＮｉ元素とＦｅ又はＦｅ合金
層１２のＦｅ元素とがＴｉに溶け込み、Ｔｉの低融点化
が可能になる。これによって前記同様の作用効果を得る
ことができる。
に、Ｎｉ−Ｐ合金層１４のＮｉ元素とＦｅ又はＦｅ合金
層１２のＦｅ元素とがＴｉに溶け込み、Ｔｉの低融点化
が可能になる。これによって前記同様の作用効果を得る
ことができる。
【００３４】なお、その他の変形例も可能で、例えば積
層順序を変えることが考えられる。例えば、基材１１側
から順にＮｉ−Ｐ合金層１４、Ｔｉ又はＴｉ合金層１
３、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２としてもよい。
層順序を変えることが考えられる。例えば、基材１１側
から順にＮｉ−Ｐ合金層１４、Ｔｉ又はＴｉ合金層１
３、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２としてもよい。
【００３５】［第４実施形態］本発明に係るろう付け用
複合材の第４実施形態を図１０に示す。なお、図１１及
び図１２には第４実施形態の第１変形例及び第２変形例
を示し、同様の部分には同一符号を付してある。
複合材の第４実施形態を図１０に示す。なお、図１１及
び図１２には第４実施形態の第１変形例及び第２変形例
を示し、同様の部分には同一符号を付してある。
【００３６】図１０に示すように、第４実施形態に係る
ろう付け用複合材４０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材４０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｔ
ｉ又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とを順次
積層してなる。図示例では基材１１側から順にＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３、Ｎｉ−Ｐ合金層１４という順番で積層
が行われ、Ｎｉ−Ｐ合金層１４が最も表面側となる。こ
こでもＮｉ−Ｐ合金層１４が無電解メッキによって形成
される。
ろう付け用複合材４０もまた全体として板条の形状をな
し、所定の幅及び厚さを有して図の紙面厚さ方向に延出
される。このろう付け用複合材４０は、Ｆｅ合金特にス
テンレス鋼からなる基材１１の表面部特に上面部に、Ｔ
ｉ又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とを順次
積層してなる。図示例では基材１１側から順にＴｉ又は
Ｔｉ合金層１３、Ｎｉ−Ｐ合金層１４という順番で積層
が行われ、Ｎｉ−Ｐ合金層１４が最も表面側となる。こ
こでもＮｉ−Ｐ合金層１４が無電解メッキによって形成
される。
【００３７】図１１に示す第１変形例では、基材１１の
下面部にもＴｉ又はＴｉ合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１
４とが積層形成されている。図１２に示す第２変形例で
は、ろう付け用複合材４０が全体として棒又はワイヤ形
状をなし、所定径の基材１１の外周面部にＴｉ又はＴｉ
合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。
下面部にもＴｉ又はＴｉ合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１
４とが積層形成されている。図１２に示す第２変形例で
は、ろう付け用複合材４０が全体として棒又はワイヤ形
状をなし、所定径の基材１１の外周面部にＴｉ又はＴｉ
合金層１３とＮｉ−Ｐ合金層１４とが積層形成されてい
る。
【００３８】この第４実施形態も第２実施形態同様にＦ
ｅ又はＦｅ合金層が基材１１の表層部からなるＦｅ合金
層となっており、ろう層が、基材１１の表層部と、Ｔｉ
又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とからなっ
ている。そしてこの第４実施形態では、ろう付けの際
に、ステンレス製基材１１の表層部のＦｅ元素又はＮｉ
元素と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４のＮｉ元素とがＴｉに溶け
込み、Ｔｉの低融点化が可能になる。これによって前記
同様の作用効果を得ることができる。また特にＦｅ又は
Ｆｅ合金層を基材１１の表層部と一体化したので製造コ
ストをより安価にすることができる。
ｅ又はＦｅ合金層が基材１１の表層部からなるＦｅ合金
層となっており、ろう層が、基材１１の表層部と、Ｔｉ
又はＴｉ合金層１３と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４とからなっ
ている。そしてこの第４実施形態では、ろう付けの際
に、ステンレス製基材１１の表層部のＦｅ元素又はＮｉ
元素と、Ｎｉ−Ｐ合金層１４のＮｉ元素とがＴｉに溶け
込み、Ｔｉの低融点化が可能になる。これによって前記
同様の作用効果を得ることができる。また特にＦｅ又は
Ｆｅ合金層を基材１１の表層部と一体化したので製造コ
ストをより安価にすることができる。
【００３９】なお、その他の変形例も可能で、例えば積
層順序を変えて基材１１側から順にＮｉ−Ｐ合金層１
４、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３としてもよい。
層順序を変えて基材１１側から順にＮｉ−Ｐ合金層１
４、Ｔｉ又はＴｉ合金層１３としてもよい。
【００４０】［他の実施形態］第１〜第４実施形態にお
いて、ろう層に、ボロン（Ｂ）、珪素（Ｓｉ）、マンガ
ン（Ｍｎ）又はコバルト（Ｃｏ）を一以上含んでもよ
い。例えば第１実施形態では、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２
とＴｉ又はＴｉ合金層１３との一方又は両方に上記Ｂ等
の元素を一以上予め混合させておくことができる。これ
は、ろう材の融点や濡れ性を調整すると共に、一般に靭
性、接合強度を低下させるとされるＴｉ−Ｆｅ系金属間
化合物の生成を抑制し、これらの特性を向上させるのに
有効である。
いて、ろう層に、ボロン（Ｂ）、珪素（Ｓｉ）、マンガ
ン（Ｍｎ）又はコバルト（Ｃｏ）を一以上含んでもよ
い。例えば第１実施形態では、Ｆｅ又はＦｅ合金層１２
とＴｉ又はＴｉ合金層１３との一方又は両方に上記Ｂ等
の元素を一以上予め混合させておくことができる。これ
は、ろう材の融点や濡れ性を調整すると共に、一般に靭
性、接合強度を低下させるとされるＴｉ−Ｆｅ系金属間
化合物の生成を抑制し、これらの特性を向上させるのに
有効である。
【００４１】本実施形態のろう付け用複合材１０〜４０
は、ＥＧＲ用クーラや燃料電池改質器用クーラ等の熱交
換器及び燃料電池用部材などに好適であり、この他にも
オイルクーラ、ラジエータ、二次電池部材などに適用可
能である。特に、高い耐熱性、耐食性を有することか
ら、高温・高腐食性のガス又は液体に晒されるＥＧＲ用
クーラの接合用として最適である。
は、ＥＧＲ用クーラや燃料電池改質器用クーラ等の熱交
換器及び燃料電池用部材などに好適であり、この他にも
オイルクーラ、ラジエータ、二次電池部材などに適用可
能である。特に、高い耐熱性、耐食性を有することか
ら、高温・高腐食性のガス又は液体に晒されるＥＧＲ用
クーラの接合用として最適である。
【００４２】この他にも本発明の実施形態は種々のもの
が可能である。
が可能である。
【００４３】
【実施例】［実施例１］ＳＵＳ３０４（ＪＩＳ規格）か
らなる厚さ２．５ｍｍ、幅１５０ｍｍのステンレス鋼条
材の表面に、このステンレス鋼条材側から順に厚さ０．
１５ｍｍのＦｅ条材と、厚さ０．２ｍｍのＴｉ条材とを
圧延法によりクラッドして複合基材を作製し、さらにこ
れに圧延を繰り返し、Ｆｅ条材とＴｉ条材との合計厚さ
を７０μｍとして、評価用試料としてのろう付け用複合
材を作製した。これは前記第１実施形態に対応したもの
である。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう
層を溶融した後、ろう特性を評価した。
らなる厚さ２．５ｍｍ、幅１５０ｍｍのステンレス鋼条
材の表面に、このステンレス鋼条材側から順に厚さ０．
１５ｍｍのＦｅ条材と、厚さ０．２ｍｍのＴｉ条材とを
圧延法によりクラッドして複合基材を作製し、さらにこ
れに圧延を繰り返し、Ｆｅ条材とＴｉ条材との合計厚さ
を７０μｍとして、評価用試料としてのろう付け用複合
材を作製した。これは前記第１実施形態に対応したもの
である。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう
層を溶融した後、ろう特性を評価した。
【００４４】［実施例２］前記同様のステンレス鋼条材
の表面に直接前記同様のＴｉ条材を圧延法によりクラッ
ドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、評価用試料と
してのろう付け用複合材を作製した。これは前記第２実
施形態に対応したものである。
の表面に直接前記同様のＴｉ条材を圧延法によりクラッ
ドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、評価用試料と
してのろう付け用複合材を作製した。これは前記第２実
施形態に対応したものである。
【００４５】［実施例３］前記同様のステンレス鋼条材
の表面に、このステンレス鋼条材側から順に前記同様の
Ｆｅ条材と、前記同様のＴｉ条材とを圧延法によりクラ
ッドして複合基材を作製し、さらにこれに圧延を繰り返
し、Ｆｅ条材とＴｉ条材との合計厚さを５０μｍとし
た。その後、Ｔｉ条材の表面に厚さ２０μｍの無電解Ｎ
ｉ−Ｐメッキを行い、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ−Ｐの合計厚さ
を７０μｍとして、評価用試料としてのろう付け用複合
材を作製した。これは前記第３実施形態に対応したもの
である。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう
層を溶融した後、ろう特性を評価した。
の表面に、このステンレス鋼条材側から順に前記同様の
Ｆｅ条材と、前記同様のＴｉ条材とを圧延法によりクラ
ッドして複合基材を作製し、さらにこれに圧延を繰り返
し、Ｆｅ条材とＴｉ条材との合計厚さを５０μｍとし
た。その後、Ｔｉ条材の表面に厚さ２０μｍの無電解Ｎ
ｉ−Ｐメッキを行い、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ−Ｐの合計厚さ
を７０μｍとして、評価用試料としてのろう付け用複合
材を作製した。これは前記第３実施形態に対応したもの
である。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう
層を溶融した後、ろう特性を評価した。
【００４６】［実施例４］前記同様のステンレス鋼条材
の表面に、前記同様のＴｉ条材を直接圧延法によりクラ
ッドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、その後Ｔｉ
条材の表面に無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行い、評価用試料
としてのろう付け用複合材を作製した。これは前記第４
実施形態に対応したものである。
の表面に、前記同様のＴｉ条材を直接圧延法によりクラ
ッドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、その後Ｔｉ
条材の表面に無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行い、評価用試料
としてのろう付け用複合材を作製した。これは前記第４
実施形態に対応したものである。
【００４７】［比較例１］前記同様のステンレス鋼条材
の表面に、このステンレス鋼条材側から順に前記同様の
Ｆｅ条材と、厚さ０．２ｍｍのＮｉ条材とを圧延法によ
りクラッドして複合基材を作製し、さらにこれに圧延を
繰り返し、Ｆｅ条材とＮｉ条材との合計厚さを７０μｍ
として、比較用試料としてのろう付け用複合材を作製し
た。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう特性
を評価した。
の表面に、このステンレス鋼条材側から順に前記同様の
Ｆｅ条材と、厚さ０．２ｍｍのＮｉ条材とを圧延法によ
りクラッドして複合基材を作製し、さらにこれに圧延を
繰り返し、Ｆｅ条材とＮｉ条材との合計厚さを７０μｍ
として、比較用試料としてのろう付け用複合材を作製し
た。本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう特性
を評価した。
【００４８】［比較例２］前記同様のステンレス鋼条材
の表面に、厚さ０．１５ｍｍのＮｉ条材を直接圧延法に
よりクラッドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、比
較用試料としてのろう付け用複合材を作製した。［比較
例３］前記同様のステンレス鋼条材の表面に、このステ
ンレス鋼条材側から順に前記同様のＴｉ条材と、厚さ
０．１５ｍｍのＮｉ条材とを圧延法によりクラッドして
複合基材を作製し、さらにこれに圧延を繰り返し、Ｔｉ
条材とＮｉ条材との合計厚さを７０μｍとして、比較用
試料としてのろう付け用複合材を作製した。本複合材を
１２００℃の真空炉で加熱し、ろう特性を評価した。
の表面に、厚さ０．１５ｍｍのＮｉ条材を直接圧延法に
よりクラッドし、実施例１と同様に最終圧延を行い、比
較用試料としてのろう付け用複合材を作製した。［比較
例３］前記同様のステンレス鋼条材の表面に、このステ
ンレス鋼条材側から順に前記同様のＴｉ条材と、厚さ
０．１５ｍｍのＮｉ条材とを圧延法によりクラッドして
複合基材を作製し、さらにこれに圧延を繰り返し、Ｔｉ
条材とＮｉ条材との合計厚さを７０μｍとして、比較用
試料としてのろう付け用複合材を作製した。本複合材を
１２００℃の真空炉で加熱し、ろう特性を評価した。
【００４９】［従来例１］前記同様のステンレス鋼条材
とＣｕ条材とを圧延法によりクラッドして二層構造のク
ラッドろう材を作製した。このときＣｕ条材の厚さが５
０μｍとなるように圧延加工を行った。本ろう材を１２
００℃の真空炉で加熱し、ろう層を溶融した後、ろう特
性を評価した。
とＣｕ条材とを圧延法によりクラッドして二層構造のク
ラッドろう材を作製した。このときＣｕ条材の厚さが５
０μｍとなるように圧延加工を行った。本ろう材を１２
００℃の真空炉で加熱し、ろう層を溶融した後、ろう特
性を評価した。
【００５０】［従来例２］前記同様のステンレス鋼条材
の片面に、市販の粉末Ｎｉろう材を合成樹脂バインダで
溶いた混練物を塗布し、ろう付け用複合材を作製した。
本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう層を溶融
した後、ろう特性を評価した。
の片面に、市販の粉末Ｎｉろう材を合成樹脂バインダで
溶いた混練物を塗布し、ろう付け用複合材を作製した。
本複合材を１２００℃の真空炉で加熱し、ろう層を溶融
した後、ろう特性を評価した。
【００５１】これら実施例１〜４、比較例１〜３、及び
従来例１，２に対して、ろうの湯流れ性（フィレット形
成状態）、腐食発生の有無、及びろう付け生産性を調べ
た結果を表１に示す。
従来例１，２に対して、ろうの湯流れ性（フィレット形
成状態）、腐食発生の有無、及びろう付け生産性を調べ
た結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】ここで腐食試験は、塩素イオン、硝酸イオ
ン及び硫酸イオンを含んだ腐食性溶液中に、試料を１０
００時間浸漬し、取出し後のろう付け部について組織観
察を行い、腐食発生の有無を調べることによって行っ
た。また濡れ性については、各複合材の表面にＳＵＳ３
０４からなるステンレスパイプを載せ、１２００℃でろ
う付けした際の、ろう付け部のフィレット（面取り）形
状を調べることによって評価した。
ン及び硫酸イオンを含んだ腐食性溶液中に、試料を１０
００時間浸漬し、取出し後のろう付け部について組織観
察を行い、腐食発生の有無を調べることによって行っ
た。また濡れ性については、各複合材の表面にＳＵＳ３
０４からなるステンレスパイプを載せ、１２００℃でろ
う付けした際の、ろう付け部のフィレット（面取り）形
状を調べることによって評価した。
【００５４】表１によれば、本発明の実施例１〜４は従
来例と比較して耐食性が向上している。また比較例１〜
３はＴｉ同様耐食性に優れるＮｉ系のクラッドろう材で
あるが、比較例１，２は１２００℃のろう付け温度では
溶融せず、ろう材として機能しなかった。これに対し、
比較例３については、Ｔｉが加わることでＮｉの融点が
低下し１２００℃で溶融可能となるが、ろうの湯流れ性
が実施例に比べて劣っていた。一方、実施例３，４は、
Ｎｉを用いながらも湯流れ性が良く、耐食性にも優れて
いた。
来例と比較して耐食性が向上している。また比較例１〜
３はＴｉ同様耐食性に優れるＮｉ系のクラッドろう材で
あるが、比較例１，２は１２００℃のろう付け温度では
溶融せず、ろう材として機能しなかった。これに対し、
比較例３については、Ｔｉが加わることでＮｉの融点が
低下し１２００℃で溶融可能となるが、ろうの湯流れ性
が実施例に比べて劣っていた。一方、実施例３，４は、
Ｎｉを用いながらも湯流れ性が良く、耐食性にも優れて
いた。
【００５５】従来例２は、湯流れ性や耐食性は良好であ
るが、粉末ろう材を用いるため生産性が著しく低下して
しまう。一方、実施例１〜４は複合材自身にろう材を含
んでいるため、生産性が明らかに向上する。これによっ
て製造コストを安価にすることができる。
るが、粉末ろう材を用いるため生産性が著しく低下して
しまう。一方、実施例１〜４は複合材自身にろう材を含
んでいるため、生産性が明らかに向上する。これによっ
て製造コストを安価にすることができる。
【００５６】このように、本発明の実施例１〜４は湯流
れ性、耐食性及び生産性のいずれの要求も満足するもの
であり、極めて優れたろう付け用複合材であるというこ
とがいえる。そして湯流れ性が良好であるため、複雑形
状をした構造材にも容易に適用可能である。かかる複合
材を用いてろう付け製品を製作すれば、たとえ複雑形状
をした接合部であっても十分な接合層を形成でき、接合
部の信頼性を高められる。そして製品の耐熱性、耐食性
を向上させ、製造コストを安価にすることができる。
れ性、耐食性及び生産性のいずれの要求も満足するもの
であり、極めて優れたろう付け用複合材であるというこ
とがいえる。そして湯流れ性が良好であるため、複雑形
状をした構造材にも容易に適用可能である。かかる複合
材を用いてろう付け製品を製作すれば、たとえ複雑形状
をした接合部であっても十分な接合層を形成でき、接合
部の信頼性を高められる。そして製品の耐熱性、耐食性
を向上させ、製造コストを安価にすることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５８】（１） 耐熱性、耐食性に優れ製造コスト
を安価にすることができるろう付け用複合材を提供でき
る。
を安価にすることができるろう付け用複合材を提供でき
る。
【００５９】（２） 接合部の信頼性が良好で製造コス
トが安価なろう付け製品を提供できる。
トが安価なろう付け製品を提供できる。
【図１】本発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】第１実施形態の第１変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】第１実施形態の第２変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２実施形態の断面図である。
【図５】第２実施形態の第１変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図６】第２実施形態の第２変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の第３実施形態の断面図である。
【図８】第３実施形態の第１変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図９】第３実施形態の第２変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明の第４実施形態の断面図である。
【図１１】第４実施形態の第１変形例を示す断面図であ
る。
る。
【図１２】第４実施形態の第２変形例を示す断面図であ
る。
る。
１０，２０，３０，４０ ろう付け用複合材
１１ 基材
１２ Ｆｅ又はＦｅ合金層
１３ Ｔｉ又はＴｉ合金層
１４ Ｎｉ又はＮｉ合金層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２３Ｋ 35/32 ３１０ Ｂ２３Ｋ 35/32 ３１０Ｂ
(72)発明者 黒田 洋光
茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立
電線株式会社総合技術研究所内
(72)発明者 青山 正義
茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立
電線株式会社総合技術研究所内
(72)発明者 白井 枢覚
茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立
電線株式会社豊浦工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 基材表面にろう層を形成してなるろう付
け用複合材において、上記ろう層を、少なくともＴｉ又
はＴｉ合金層と、Ｆｅ又はＦｅ合金層との積層体から構
成したことを特徴とするろう付け用複合材。 - 【請求項２】 上記ろう層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層と、
Ｆｅ又はＦｅ合金層と、Ｎｉ−Ｐ合金層との積層体から
構成した請求項１記載のろう付け用複合材。 - 【請求項３】 上記基材がＦｅ合金からなる請求項１又
は２記載のろう付け用複合材。 - 【請求項４】 上記基材がステンレス鋼からなる請求項
３記載のろう付け用複合材。 - 【請求項５】 上記Ｆｅ又はＦｅ合金層が、上記基材の
表層部からなるＦｅ合金層である請求項３又は４記載の
ろう付け用複合材。 - 【請求項６】 上記ろう層が、Ｂ、Ｓｉ、Ｍｎ又はＣｏ
を一以上含む請求項１乃至５いずれかに記載のろう付け
用複合材。 - 【請求項７】 請求項１乃至６いずれかに記載のろう付
け用複合材を他の部材にろう付けしてなることを特徴と
するろう付け製品。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264572A JP4234918B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 熱交換器用ろう付け用複合材及びこれを用いた熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264572A JP4234918B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 熱交換器用ろう付け用複合材及びこれを用いた熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003071586A true JP2003071586A (ja) | 2003-03-11 |
| JP4234918B2 JP4234918B2 (ja) | 2009-03-04 |
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ID=19091153
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001264572A Expired - Fee Related JP4234918B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 熱交換器用ろう付け用複合材及びこれを用いた熱交換器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4234918B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008055471A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi Cable Ltd | ろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け製品 |
| WO2008132944A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ihi Corporation | 熱交換器、熱交換器の製造方法及びｅｇｒシステム |
| CN105458430A (zh) * | 2014-09-03 | 2016-04-06 | 清华大学 | 一种金属板接合体的制造方法 |
| JP2016535233A (ja) * | 2013-08-29 | 2016-11-10 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | はんだが被覆された担体によって接続された複数の熱交換器ブロックを備えたプレート式熱交換器の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103100834A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种硬质合金钢复合刀具的制造方法 |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001264572A patent/JP4234918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| WO2008132944A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ihi Corporation | 熱交換器、熱交換器の製造方法及びｅｇｒシステム |
| JP2008275183A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Ihi Corp | 熱交換器、熱交換器の製造方法及びｅｇｒシステム |
| JP2016535233A (ja) * | 2013-08-29 | 2016-11-10 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | はんだが被覆された担体によって接続された複数の熱交換器ブロックを備えたプレート式熱交換器の製造方法 |
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