JP2003181685A - 成形性に優れたブレージングシートおよびその製造方法 - Google Patents
成形性に優れたブレージングシートおよびその製造方法Info
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Abstract
ニッケルろうを結合剤を介して固定した後、ベーキング
処理をして心材と粉末ニッケルとの接合を強化し、しか
る後に雰囲気炉あるいは真空炉で溶融・凝固させる。
Description
やコジェネレイタ等に内蔵される熱交換器の熱交換セル
等に使用される成形性に優れたブレージングシートおよ
びその製造方法に関する。
れる用途の熱交換セルは、平板とコルゲート加工した浪
板を交互に重ね、その接触界面に粉末状あるいはペース
ト状ニッケルろうを置き、雰囲気ろう付けや真空ろう付
けすることにより製造されていた(以下、この方法を
「置きろう付け」と称する)。
立ての難易度が増し、置きろう付け法を適用するのも限
界になりつつある。この背景から、ニッケルろうのプレ
コート化、すなわちブレージングシートの必要性が高ま
っている。
77856号公報、特開昭53−77858号公報、特
開昭53−123353号公報および特開平9−308
986号公報が知られている。前三者はステンレス鋼を
含む鋼や銅それにその合金表面に無電解或いは電解メッ
キ法でニッケルベース或いはコバルトベースのロウを付
着させるブレージングシートおよびその製造方法に関す
るものである。しかし、これらの方法は還元剤として添
加する次亜燐酸ナトリウムのPを取り込んで、リン合
金、例えばNi−8〜12%P合金として付着合金の低
融点化を図るもので、結果的にHv400〜500の硬
質膜となり、塑性能をほとんど持たない欠点を有する。
性のバインダーで繊維間を接着して抄造されたシート
に、少量の粉末状ろう材を低温熱分解性のバインダーと
共に含浸またはコーティングするブレージングシートの
製造方法に関するものである。
の方法を板状の金属に応用し、低温熱分解性のバインダ
ーで粉末状ろう粉を心材であるステンレス鋼表面に固定
して、雰囲気あるいは真空中で溶融させて、ブレージン
グシートを作っても、ろうがステンレス鋼基材中に溶融
浸食し、脆い金属間化合物を形成するため、その成形能
は全く期待できない状態になる。
ングシートおよびその製造方法について開示されていな
かった。
鑑みて行ったもので、心材がステンレス鋼で、皮材がニ
ッケルろうから成る成形性に優れたブレージングシート
およびその製造方法を提供することである。
の構成からなる。
質量%以上30質量%以下のCrを含有するステンレス
鋼からなる心材と、心材と皮材の界面に介在するNiメ
ッキ層とを備えた成形性に優れたブレージングシート。
材に粉末ニッケルろうを結合剤を介して固定する工程
と、この工程の後ベーキング処理をして心材と粉末ニッ
ケルとの接合を強化する工程と、この工程の後に雰囲気
炉あるいは真空炉で溶融・凝固させる工程とを備えたブ
レージングシートの製造方法。
あることを特徴とする(2)のブレージングシートの製
造方法。
ンレス鋼の組織欠陥(鋭敏化)を促す温度域にブレージ
ング温度がなく、しかも高温使用に耐えて耐食性に優れ
たろう材として、ニッケルろうを選定する。ここでいう
ニッケルろうとは、JIS Z 3265で規定される
ものである。
レージングであるから、ブレージング温度は825℃以
上であり、この温度域において、相変態を伴わないこと
が唯一の制約となる。
とNb、TiそれにZrで安定化したフェライト系ステ
ンレス鋼が対象となり、心材の最低限度の制約を10質
量%以上30質量%以下のCrを含有するステンレス鋼
とする。他の添加成分については、得ようとするブレー
ジングシートの特性、ブレージングシートの使用目的な
どに応じて、上記の制約を満たす限り任意の成分の任意
の量含有することができる。
ングシートの延性を確保するためには、溶融ろう材と心
材との合金反応を抑制しなければならないが、そのため
にはその界面に拡散障壁を設ける必要がある。この拡散
障壁に要求される特性は、融点がブレージング温度より
十分高いこと、十分な延性があること、耐食的であるこ
と、それにステンレス鋼を構成する元素の不純物拡散係
数が十分小さいことである。ニッケルろうにはBNi−
1からBNi−7までJIS Z3265に規定されて
いるが、ブレージング温度は825℃から1205℃
で、ブレージング温度の最高温度は1200℃を考えれ
ばよい。これらの条件に合致し、電気メッキ等の工業的
方法で容易に適用可能な拡散障壁材はNiである。表1
にその対比を示す。
材としての特性と同等の特性を有する限りにおいて、N
iに任意の他の成分が含まれているものも本発明のNi
めっき層である。
ス鋼の心材にNiめっきし、Niメッキされた心材に粉
末ニッケルろうを結合剤を介して固定する工程と、この
工程の後ベーキング処理をして心材と粉末ニッケルとの
接合を強化する工程と、この工程の後に雰囲気炉あるい
は真空炉で溶融・凝固させる工程とを備えている。
っき層の配置)心材表面への拡散障壁材としてのNiめ
っき層の配置は例えば以下の工程から成る一般的な電気
メッキにて行うことができる。 心材表面の脱脂:溶剤脱脂、アルカリ脱脂、アルカリ
電解脱脂いずれの方法でも良い。 活性化処理:40℃、100g/Lの塩酸水溶液への
浸漬処理室温、100g/Lの塩酸水溶液中での陰極電
解(5〜10A/dm2 ) 下地Niメッキ:塩化ニッケル250g/Lと塩酸
100g/Lからなる室温の水溶液中でのニッケルメッ
キ。電流密度は5〜10A/dm2 Niメッキ:一般的なワット浴組成。例えば硫酸ニッ
ケル240g/L、塩酸ニッケル60g/L、ホウ酸4
0g/LからなるpHが4から4.5の50〜60℃水
溶液中での0.6〜8A/dm2陰極電解処理 〜の工程によりニッケルメッキを行う。メッキ厚さ
は厚い程良いが、薄いとメッキ膜欠陥を伴い易く、また
ニッケルろう材との合金化が進んで拡散障壁の役目を損
なうので、2μm以上好ましくは5μm以上のニッケル
メッキ厚さは必要である。
を結合剤を介して固定)上記心材に粉末状ろう粉を固定
するが、それは次の手順による。まず、結合剤、好まし
くは所定濃度のPVA(ポリビニルアルコール)水溶液
をメッキ心材に塗布し、その上にロウ粉を噴霧等により
固定する。ろう粉の固定量はPVA水溶液の濃度やろう
粉の粒径で変化させる。この場合、ろう粉の固定量は片
面当り50g/m2〜200g/m2程度で、PVA水
溶液の濃度は1g/L〜4g/L程度、ろう粉の粒径は
φ30μm〜φ100μm程度であるのが好ましい。 (ベーキング処理)次いで、ベーキング処理を行なう。
この処理は、例えば100℃で乾燥して、ろう粉をメッ
キ心材に強固に固定する。抜き加工のみか、極めて軽度
の成形であれば、この状態でブレージングシートとして
扱えるが、一般加工用途としては次のろう溶融工程が必
須となる。
活性雰囲気のもとで、ニッケルメッキ心材に固定された
粉末状ろう粉を溶融させブレージングシートとする。溶
融温度はJIS Z3265に参考として示されている
温度範囲(825〜1205℃)で問題ない。
す。0.18mm厚さのステンレス鋼:SUS430J
1L(質量%で、0.015%C−0.46%Si−
0.13%Mn−0.27%Ni−19.25%Cr−
0.43%Cu−0.59%Nb−0.018%N)焼
鈍材を心材とした。
メッキを施した。先ず、40℃で100g/Lの塩酸水
溶液に5分浸漬してから、室温の100g/L塩酸水溶
液中で7A/dm2の電流密度で1分間陰極電解して活
性化した。
その上にワット浴にてニッケルメッキを施した。下地N
iメッキは、塩化ニッケル250g/Lと塩酸100g
/Lからなる室温の水溶液中で5A/dm2の電流密度
の1分間の陰極電解処理で実施した。Niメッキ条件は
液組成が、硫酸ニッケル240g/L、塩酸ニッケル6
0g/L、ホウ酸40g/LのpHが4の水溶液で、5
5℃で5A/dm2の電流密度の基で陰極電解し、5μ
m厚さのニッケルメッキを施した。
mLのお湯に溶かし、ニッケルメッキ心材に塗布した
後、その上に50〜100μmに分級したBNi−5粉
末を噴霧した。これを大気中100℃にて30分間乾燥
し、ろう粉を心材に固定した。なお、比較例として、ニ
ッケルメッキを施さないものもアルカリ脱脂後、同様に
BNi−5粉末を塗布・固定した。
を行い、本発明及び比較例に係るブレージングシートを
製作した。真空度は8×10-5Torr.で、昇温速度
15℃/分で1200℃まで昇温後3分間の保持を加え
てBNi−5粉末を溶融させた。
0度U曲げ試験で評価した。、結果を表2に示す。
た本発明例では密着曲げが可能であるが、拡散障壁(N
iめっき層)がない比較例では180度U曲げ自体が困
難で、U曲げ内寸法を基材厚さ(0.18mm)の20
0倍以上離さないと割れを回避できなかった。
相の形成をニッケルメッキ層が抑制したことによるもの
である。本発明によるブレージングシートの断面組織を
図1(A),(B)に示す。
皮材ととの間に核酸障壁(Niめっき層)を施し、Ni
メッキされたステンレス鋼心材に粉末ニッケルろうを結
合剤を介して固定した後、ベーキング処理をして心材と
粉末ニッケルとの接合を強化し、しかる後に雰囲気炉あ
るいは真空炉で溶融・凝固させることにより、成形性に
優れたブレージングシートを得ることができる。
顕微鏡写真で、(A)は全体構成を示す断面組織、
(B)はその部分拡大図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ニッケルろうからなる皮材と、10質量
%以上30質量%以下のCrを含有するステンレス鋼か
らなる心材と、心材と皮材の界面に介在するNiメッキ
層とを備えた成形性に優れたブレージングシート。 - 【請求項2】 粉末ニッケルろうをNiメッキされたス
テンレス鋼の心材に結合剤を介して固定する工程と、こ
の工程の後ベーキング処理をして心材と粉末ニッケルと
の接合を強化する工程と、この工程の後に雰囲気炉ある
いは真空炉で溶融・凝固させる工程とを備えたブレージ
ングシートの製造方法。 - 【請求項3】 結合材がポリビニールアルコールである
ことを特徴とする請求項2のブレージングシートの製造
方法。
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