JP2006150442A - Aluminum alloy brazing wire, and brazing method of aluminum alloy casting, and brazed liquid-cooled part - Google Patents

Aluminum alloy brazing wire, and brazing method of aluminum alloy casting, and brazed liquid-cooled part Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brazing wire which is excellent in workability and with which brazing of an aluminum alloy casting at a brazing temperature of 530 to 570°C is made possible. <P>SOLUTION: The aluminum alloy casting brazing wire is composed of an Al-Si-based alloy sheet of 5 to 15mass% in Si content, a hollow sheath constructed of a clad material composed of a Cu sheet in which mass of Cu with respect to the mass of the entire sheath corresponds to 22 to 37mass%, and a fluoride-based non-corrosive flux powder containing cesium fluoride filled into the sheath. The brazing wire is set in a brazing part of an attachment body composed of the brazed aluminum alloy casting and another member to be brazed and thereafter, the attachment body is heated and brazed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、アルミニウム合金をろう付けする際に用いるろう付けワイヤーであって、アルミニウム合金製の鞘の中にフラックスを充填したアルミニウム合金ろう付けワイヤー及びこのろう付けワイヤーを用いて低融点のアルミニウム合金鋳物を炉中ろう付けする方法並びにそのろう付け法で製造された液冷部品に関する。   The present invention relates to a brazing wire used for brazing an aluminum alloy, an aluminum alloy brazing wire in which a flux is filled in an aluminum alloy sheath, and a low melting point aluminum alloy using the brazing wire. The present invention relates to a method of brazing a casting in a furnace and a liquid-cooled part manufactured by the brazing method.

一般に、鋳物製品等にはアルミニウム−珪素系の合金(Al−Si系合金)が用いられている。このAl−Si系合金は、純アルミニウムに比べて融点が低く、鋳型によって複雑な形状の部品製作が可能なため、例えば、ピストン,シリンダーヘッド等の用途に用いられている。また、灰色系の発色を活かして建築パネル等の用途等にも使用されている。特にアルミニウム合金のダイカスト製品は、複雑形状品を生産性よく製造できるため、近年、その製造・使用量は増大している。   Generally, an aluminum-silicon alloy (Al-Si alloy) is used for cast products. This Al-Si alloy has a lower melting point than that of pure aluminum, and can be manufactured in a complicated shape with a mold, so that it is used for applications such as pistons and cylinder heads. In addition, it is used for applications such as building panels by utilizing the gray color. In particular, aluminum alloy die-cast products can be manufactured in complex shapes with high productivity, and in recent years, their production and use have increased.

各種用途に用いるに当っても、複数の金属製部品と組み合わせて、接合して使用している。そして、アルミニウム合金鋳物部品の接合方法としても種々の手段があるが、接合面が複雑であったり気密性を必要としたりする場合には、ろう付け法が重用されている。
一般的に、アルミニウム合金のろう付けには、アルミニウム合金からなるろう材が使用される。そして、そのろう付け温度は、通常約600℃程度である。
Even when used in various applications, it is used in combination with a plurality of metal parts. There are various means as a method for joining aluminum alloy cast parts. However, when the joining surface is complicated or airtightness is required, the brazing method is heavily used.
Generally, a brazing material made of an aluminum alloy is used for brazing an aluminum alloy. And the brazing temperature is about about 600 degreeC normally.

アルミニウム材のろう付け法としては、フッ化カリウム系非腐食性フラックス(通称「ノコロック」(登録商標名))とAl−Si系ろう材を用いる方法が広く知られている。
しかし、この「ノコロック」ろう付け法では、KFとAlF3の共晶組成を有するフラックスを使用している。KFとAlF3の共晶点における融点は560〜570℃であり、ろう材として用いるJIS A4045やA4047のAl−Si系合金の融点が577℃であることから、ろう付けの際には、ろう材の融点よりも約30℃高い600℃程度まで加熱している。
この加熱により、融解したフッ化カリウム系フラックスによってアルミニウム材表面の酸化皮膜が溶解除去されるとともに、ろう材との濡れ性が極めて良くなり、融解されたろう材の流動拡散が助長される。接合部同士の接する部分へ流動したろう材がすみ肉(フィレット)を形成して被ろう付け部材を接合する。
As a brazing method for an aluminum material, a method using a potassium fluoride-based non-corrosive flux (commonly called “Nocolok” (registered trademark)) and an Al—Si based brazing material is widely known.
However, this “Nocolok” brazing method uses a flux having a eutectic composition of KF and AlF 3 . Since the melting point of the eutectic point of KF and AlF 3 is 560 to 570 ° C., and the melting point of JIS A4045 and A4047 Al—Si alloys used as the brazing material is 577 ° C. It is heated to about 600 ° C., which is about 30 ° C. higher than the melting point of the material.
By this heating, the oxide film on the surface of the aluminum material is dissolved and removed by the molten potassium fluoride-based flux, the wettability with the brazing material is extremely improved, and the flow diffusion of the molten brazing material is promoted. The brazing material that has flowed to the part where the joints are in contact with each other forms a fillet to join the members to be brazed.

ところが、アルミニウム合金鋳物部品の場合、接合の対象部材がろう材と同じ系統のAl−Si系合金である。このため、フッ化カリウム系フラックスを用いた際のろう付け温度600℃では、接合対象の部品そのものが融解して製品形状を保てなくなる等の問題が生じてくる。このろう付け温度の問題は、ろう付け温度をアルミニウム合金の融点よりも低くすることで解決できるので、従来から、ろう材の低融点化、及びフラックスの低融点化の対策が講じられている。   However, in the case of an aluminum alloy cast part, the joining target member is an Al—Si alloy of the same system as the brazing material. For this reason, at the brazing temperature of 600 ° C. when the potassium fluoride-based flux is used, there arises a problem that the parts to be joined themselves melt and the product shape cannot be maintained. This problem of brazing temperature can be solved by lowering the brazing temperature below the melting point of the aluminum alloy, so that measures have been conventionally taken to lower the melting point of the brazing material and lower the melting point of the flux.

フラックスに関しては、フッ化カリウム系フラックスよりも融点の低いフッ化セシウム系の非腐食性フラックスが開発されている。
一方、低融点ろう材としては融点が480℃前後のZn−Al系合金が古くから知られている(例えば特許文献1)。しかしながら、Al−Si系合金に比べてろうの流動性が悪く、フィレットの耐食性の劣ることから、近年では、融点520〜550℃のAl−Cu−Si系合金ろう材の開発が報告されている。
また、ろう付け接合部へのフラックスとろう材の供給方式として、作業効率改善のためにフラックスを内包又は含有したろう付け用ろう材ワイヤーが提案されている。
Regarding the flux, a cesium fluoride-based non-corrosive flux having a melting point lower than that of the potassium fluoride-based flux has been developed.
On the other hand, as a low melting point brazing material, a Zn—Al alloy having a melting point of around 480 ° C. has been known for a long time (for example, Patent Document 1). However, in recent years, the development of an Al—Cu—Si alloy brazing material having a melting point of 520 to 550 ° C. has been reported because the flowability of the braze is poorer than that of the Al—Si alloy and the corrosion resistance of the fillet is inferior. .
Also, as a method for supplying flux and brazing material to the brazed joint, a brazing wire for brazing containing or containing flux has been proposed to improve work efficiency.

例えば、非特許文献1で、ろう付け用アルミニウム合金材(JIS A4047)を鞘にして、その芯に「ノコロック」フラックス或いはフッ化セシウム系非腐食性フラックスを充填したコアードワイヤーが提案されている。
また特許文献2では、アルミニウム材又はその合金(JIS A1000系)を鞘にして、「ノコロック」フラックス或いはフッ化セシウム系非腐食性フラックスに銅,珪素,亜鉛等の金属粉末を所定の比率で混合し、前記鞘の芯に充填したろう付けワイヤーが提案されている。
さらに、特許文献3には、Al−Cu−Si三元系合金組成を得るための各金属粉末とフッ化セシウム含有フッ化物系非腐食性フラックス粉末をアルミニウム缶に封入し、真空下で400℃に加熱してプレスした固形物を押出して線材化したフラックス含有アルミニウム合金ろう付けワイヤーを製造することが記載されている。
「工業材料」,日刊工業新聞社出版,2003年6月号(Vol.51,No.6)p.90‐91 特開平9−29482号公報 米国特許第5418072号明細書 特開平8−164492号公報
For example, Non-Patent Document 1 proposes a cored wire in which a brazing aluminum alloy material (JIS A4047) is used as a sheath and the core is filled with a “Nokorok” flux or a cesium fluoride-based non-corrosive flux.
In Patent Document 2, aluminum powder or an alloy thereof (JIS A1000 series) is used as a sheath, and a metal powder such as copper, silicon, zinc, etc. is mixed at a predetermined ratio with “Nokorok” flux or cesium fluoride noncorrosive flux. And the brazing wire with which the core of the said sheath was filled is proposed.
Furthermore, in Patent Document 3, each metal powder for obtaining an Al—Cu—Si ternary alloy composition and a cesium fluoride-containing fluoride-based non-corrosive flux powder are enclosed in an aluminum can, and 400 ° C. under vacuum. Describes the production of a flux-containing aluminum alloy brazing wire obtained by extruding a solid material heated and pressed into a wire.
“Industrial Materials”, published by Nikkan Kogyo Shimbun, June 2003 (Vol.51, No.6) p.90-91 JP-A-9-29482 US Pat. No. 5,418,072 JP-A-8-164492

しかしながら、非特許文献1で提案されたろう付けワイヤーも、ろう材として融点が577℃のA4047合金が使用されているために、ろう付け温度は600℃程度である。このため融点が600℃よりも低いアルミニウム合金鋳物のろう付けには使用できない。
また、特許文献2で提案されたろう付けワイヤーでは、鞘に充填する金属粉末として銅を選べば融点が550℃前後の合金組成となり、570℃程度の温度でのろう付けが可能になるが、融点が570℃よりも低い鋳物のろう付けには使用できない。より広範囲の鋳物合金に適用させるためには、銅と珪素等の複数金属の混合粉末を充填して融点がより低くなったろう材とする必要がある。しかし、複数の金属粉末を混合して充填しようとすると、粒度分布や比重の違いによって均一な混合状態での充填は非常に難しい。また、充填する金属粉末は微細であり表面積の総和が非常に大きいため、ろう付け性を阻害する酸化物を非常に多く付随するものになっている。このため、良好なろう付け性を得るには、多量のフラックスの使用が必要になって製造コストを増大させる要因にもなる。
However, the brazing wire proposed in Non-Patent Document 1 also has a brazing temperature of about 600 ° C. because an A4047 alloy having a melting point of 577 ° C. is used as the brazing material. For this reason, it cannot be used for brazing of an aluminum alloy casting having a melting point lower than 600 ° C.
Moreover, in the brazing wire proposed in Patent Document 2, if copper is selected as the metal powder to be filled in the sheath, the melting point becomes an alloy composition of around 550 ° C., and brazing at a temperature of about 570 ° C. is possible. Cannot be used for brazing castings having a temperature lower than 570 ° C. In order to apply to a wider range of casting alloys, it is necessary to fill a mixed powder of a plurality of metals such as copper and silicon to obtain a brazing material having a lower melting point. However, when mixing and filling a plurality of metal powders, filling in a uniform mixed state is very difficult due to the difference in particle size distribution and specific gravity. Further, since the metal powder to be filled is fine and the total surface area is very large, it is accompanied by a very large amount of oxides that inhibit brazing. For this reason, in order to obtain good brazing properties, it is necessary to use a large amount of flux, which causes an increase in manufacturing cost.

さらに、特許文献3で提案された線材化フラックス含有アルミニウム合金ろう付けワイヤーは、ろう材の融点が530℃前後と低いために550℃前後の温度でのろう付けが可能である。しかし、製造工程に難があるとともに、フラックスを含有した粉末成形ワイヤーは成形性が悪く、リング状等、鋳物の接合部位に沿った形状への曲げ加工を、同文献に記載の実施例からもわかるように400℃といった高温下で行う必要があり、製造コストの上昇を招いている。   Further, the wire-forming flux-containing aluminum alloy brazing wire proposed in Patent Document 3 can be brazed at a temperature of about 550 ° C. because the melting point of the brazing material is as low as about 530 ° C. However, there are difficulties in the manufacturing process, and the powder forming wire containing the flux has poor formability, and the bending process to the shape along the joint part of the casting, such as a ring shape, is also possible from the examples described in the same document. As can be seen, it must be carried out at a high temperature of 400 ° C., leading to an increase in manufacturing cost.

上記のように、従来のろう材においては、Al−Si系合金鋳物をろう付け接合する際には、結果としてろう材の融点が低いAl−Cu−Si三元系の合金を形成する元素配合組成にできたとしても、生産性の向上が図れず、また製造コストの高いものになるばかりでなく、加工性が低いために使い勝手が良くないといった問題がある。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、加工性に優れるとともに、530〜570℃のろう付け温度でアルミニウム合金鋳物のろう付けが可能となるろう付けワイヤーを低コストで提供することを目的とする。さらにはこのろう付けワイヤーを用いて、アルミニウム合金鋳物を低い温度でろう付けする方法を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional brazing material, when Al—Si alloy castings are brazed and joined, as a result, an element composition that forms an Al—Cu—Si ternary alloy with a low melting point of the brazing material Even if the composition is achieved, the productivity cannot be improved, the manufacturing cost is high, and the processability is low, so that the usability is not good.
The present invention has been devised to solve such problems, and has a low brazing wire that is excellent in workability and enables brazing of an aluminum alloy casting at a brazing temperature of 530 to 570 ° C. The purpose is to provide at a cost. Furthermore, it aims at providing the method of brazing an aluminum alloy casting at low temperature using this brazing wire.

本発明のアルミニウム合金ろう付けワイヤーは、その目的を達成するため、Al−Si系合金材とCu材のクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなることを特徴とする。
鞘を構築するクラッド材は、Si含有量が5〜15質量%のAl−Si系合金板と、鞘全体の質量に対するCuの質量が22〜37質量%に相当するCu板から構成されていることが好ましい。また、鞘内に充填されたフッ化物系非腐食性フラックス粉末は、固形分として10モル%以上のCsFを含むものが好ましい。
In order to achieve the object, the aluminum alloy brazing wire of the present invention includes a hollow sheath constructed from an Al—Si based alloy material and a Cu clad material, and cesium fluoride filled in the sheath. It is characterized by comprising a fluoride-based non-corrosive flux powder.
The clad material for constructing the sheath is composed of an Al—Si based alloy plate having a Si content of 5 to 15% by mass and a Cu plate corresponding to 22 to 37% by mass of Cu with respect to the mass of the entire sheath. It is preferable. The fluoride non-corrosive flux powder filled in the sheath preferably contains 10 mol% or more of CsF as a solid content.

また、本発明のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法は、上記アルミニウム合金ろう付けワイヤーをろう付けされるアルミニウム合金鋳物と他方の被ろう付け部材からなる組み付け体のろう付け部に配置した後、その組み付け体を加熱することを特徴とする。
加熱は、組み付け体を昇温された炉内、特に530〜570℃の温度に加熱された不活性ガス雰囲気炉内に装入することによりなされることが好ましい。
In addition, the method for brazing an aluminum alloy casting according to the present invention includes arranging the aluminum alloy brazing wire after the aluminum alloy brazing wire is placed on a brazed portion of an assembly including the aluminum alloy casting to be brazed and the other brazed member. It is characterized by heating the body.
The heating is preferably performed by charging the assembled body into a heated furnace, particularly an inert gas atmosphere furnace heated to a temperature of 530 to 570 ° C.

ろう付けされるアルミニウム合金鋳物をダイカスト製品、特にAl−Si系合金からなるものとし、他のアルミニウム合金展伸材或いはアルミニウム合金鋳物を組み付けた後、そのろう付け部に本発明アルミニウム合金ろう付けワイヤーを配置してろう付けしても良い。
当該ろう付け方法を適用すれば、水路構造を有するダイカスト製アルミニウム合金鋳物にアルミニウム合金製蓋を水密接合した液冷部品が容易に得られる。また、アルミニウム合金製水路部材とダイカスト製アルミニウム合金ケースを水密接合した液冷部品が容易に得られる。
The aluminum alloy casting to be brazed is made of a die-cast product, particularly an Al-Si alloy, and another aluminum alloy wrought material or aluminum alloy casting is assembled, and then the aluminum alloy brazing wire of the present invention is attached to the brazed portion. May be placed and brazed.
When the brazing method is applied, a liquid-cooled part in which an aluminum alloy lid is watertightly joined to a die-cast aluminum alloy casting having a water channel structure can be easily obtained. In addition, a liquid-cooled component in which an aluminum alloy channel member and a die-cast aluminum alloy case are watertightly joined can be easily obtained.

本発明によれば、577℃より低い温度で溶融し、しかも濡れ性及び耐食性に優れたAl−Cu−Si系合金をろう材に用いている。さらに、融点を低下させるためにフッ化セシウム(CsF)を含有させたフッ化物系フラックスを用い、ろう材とフラックスを一体にしたろう付けワイヤーをろう付け部に配置している。
したがって、低融点のアルミニウム合金鋳物、殊に共晶点が約577℃であるAl−Si系のダイカスト製品であっても、ろう付け欠陥を発生させることなく、炉中ろう付けすることができる。このため、低温ろう付けが要求されるAl−Si系合金鋳物製品の利用範囲の大幅な拡大に貢献することができる。
According to the present invention, an Al—Cu—Si alloy that melts at a temperature lower than 777 ° C. and is excellent in wettability and corrosion resistance is used for the brazing material. Furthermore, in order to lower the melting point, a fluoride flux containing cesium fluoride (CsF) is used, and a brazing wire in which the brazing material and the flux are integrated is arranged in the brazing portion.
Therefore, even a low melting point aluminum alloy casting, particularly an Al-Si die cast product having an eutectic point of about 577 ° C, can be brazed in a furnace without causing brazing defects. For this reason, it can contribute to the significant expansion of the range of use of Al-Si alloy cast products that require low-temperature brazing.

本発明者等は、鋳造性の良さからAl−Si系合金が多用されているアルミニウム合金鋳物を、Al−Si系合金の共晶温度よりも低い温度でろう付け欠陥を発生させることなく生産性よくろう付けする方法について検討を重ねてきた。
その結果、ろう材として低融点のAl−Cu−Si系合金を用いることが好ましいこと、フラックスとしてCsFを含むフッ化物系非腐食性フラックスを用いることが好ましいこと、さらには、ろう材及びフラックス成分をワイヤー状に一体化し、アルミニウム合金鋳物と他方の被ろう付け部材との組み付け体のろう付け部に配置し、組み付け体を所定温度の雰囲気炉に装入することにより生産性良くろう付けできることを見出した。
以下にその詳細を説明する。
The inventors of the present invention are able to produce an aluminum alloy casting in which an Al—Si based alloy is frequently used due to good castability without causing brazing defects at a temperature lower than the eutectic temperature of the Al—Si based alloy. I have been studying how to braze well.
As a result, it is preferable to use an Al—Cu—Si alloy having a low melting point as the brazing material, it is preferable to use a fluoride-based non-corrosive flux containing CsF as the flux, and further, the brazing material and the flux component That can be brazed with high productivity by placing it in the brazed part of the assembly of the aluminum alloy casting and the other brazed member and inserting the assembly into an atmosphere furnace at a predetermined temperature. I found it.
Details will be described below.

Al−Cu−Si系合金ろう材
本発明は、Al−Cu−Siの三元系共晶点が低融点を呈することを最大限に活用している。しかしながら、Al−Cu−Si三元系共晶合金は塑性加工性が極めて悪い。このため、ろう付けワイヤーの鞘に形作ることが困難になるばかりでなく、ワイヤーを構成することができたとしても、その後に接合品部位に沿った形状への曲げ加工も行い難い。
Al-Cu-Si alloy brazing material The present invention makes the best use of the fact that the ternary eutectic point of Al-Cu-Si exhibits a low melting point. However, the Al—Cu—Si ternary eutectic alloy has extremely poor plastic workability. Therefore, not only is it difficult to form the sheath of the brazing wire, but even if the wire can be formed, it is difficult to bend it into a shape along the joint part.

そこで、本発明では、ろう付け加熱された時点でAl−Cu−Si三元共晶合金を作り出すように、三つの成分をAl−Si系合金材とCu材で別々に供給することにした。そして供給手段としてクラッド法を採用した。
Al−Si系合金材とCu材のクラッド材を用いることにより、ろう付け加熱時にAl−Si系合金とCuを反応(共融)させて融点が525℃のAl−Cu−Si三元系共晶ろうを生成させることができる。この結果、530〜560℃の低い温度範囲で容易にろう付けできる。
Therefore, in the present invention, the three components are separately supplied as an Al—Si based alloy material and a Cu material so as to produce an Al—Cu—Si ternary eutectic alloy when heated by brazing. And the clad method was adopted as a supply means.
By using a clad material of an Al-Si alloy material and a Cu material, an Al-Cu-Si ternary copolymer having a melting point of 525 ° C is obtained by reacting (eutectic) the Al-Si alloy and Cu during brazing heating. Crystalline wax can be produced. As a result, brazing can be easily performed in a low temperature range of 530 to 560 ° C.

また両素材をクラッド材にすることにより、通常表面に形成され、ろう付けを阻害する酸化皮膜量を少なくすることができ、充填するフラックス量も少なくすることができる。
さらに、クラッド材を構成するAl−Si系合金材及びCu材はともに良好な塑性加工性を有している。クラッド材にした後にあっても良好な塑性加工性を維持しているので、通常のワイヤー製造設備を用いて鞘形状への成形加工及び鞘中へのフラックス充填が容易に行えるばかりでなく、被ろう付け体の接合部形状に合わせた曲げ加工が容易に行える。そして、自動トーチろう付け装置を使用する場合にも、連続的な供給が問題なく行える。
Moreover, by using both materials as clad materials, the amount of oxide film that is normally formed on the surface and inhibits brazing can be reduced, and the amount of flux to be filled can also be reduced.
Furthermore, both the Al—Si based alloy material and the Cu material constituting the clad material have good plastic workability. Since good plastic workability is maintained even after the clad material is formed, not only can the sheath wire be formed into a sheath shape and the flux filled into the sheath easily using a normal wire manufacturing facility, Bending process can be easily performed according to the joint shape of the brazed body. And even when using an automatic torch brazing apparatus, continuous supply can be performed without problems.

上記のようにクラッド材として用いる際、共晶ろうを生成しやすくするためには前記クラッド材を構成するAl−Si系合金板はSi含有量が5〜15質量%のもので、Al−Si系合金板とCu板の比率は鞘全体の質量に対するCuの質量が22〜37質量%に相当するように板厚調整することが好ましい。Si、及び/又はCuの量が、これらの数値範囲を外れると、生成するろう組成とAl−Cu−Si三元系共晶組成(Cu;26.7質量%,Si;5.3質量%)との差が大きくなりすぎ、530〜560℃の温度範囲でのろう付けが困難になる。   In order to facilitate the formation of eutectic brazing when used as a clad material as described above, the Al—Si based alloy plate constituting the clad material has an Si content of 5 to 15% by mass, and Al—Si. The ratio of the system alloy plate and the Cu plate is preferably adjusted so that the mass of Cu with respect to the mass of the entire sheath corresponds to 22 to 37% by mass. If the amount of Si and / or Cu is out of these numerical ranges, the resulting braze composition and the Al—Cu—Si ternary eutectic composition (Cu; 26.7 mass%, Si; 5.3 mass%) ) Becomes too large, and brazing in the temperature range of 530 to 560 ° C. becomes difficult.

Si含有量が5〜15質量%のAl−Si系合金材としては、JIS A4343,A4045,A4047,4N43,4N45等が使用できる。
鞘の質量に対するCu材の質量22〜37質量%は、Cuの比重が8.9、Al−Si系合金の比重が2.7であるから、鞘の断面積に対するCu材の断面積の割合(管成形前の板状鞘素材のクラッド率)を8〜15%にすることで満足できる。
なお、Cu材をクラッドした鞘の断面形状は、図1に示すような四つの形態が想定されるが、いずれでも構わない。クラッド率に関する条件を満たしていれば良い。鞘形状への管成形も、通常の方法で変形加工される。
JIS A4343, A4045, A4047, 4N43, 4N45 etc. can be used as an Al-Si system alloy material with Si content of 5-15 mass%.
Since the specific gravity of Cu is 8.9 and the specific gravity of the Al—Si alloy is 2.7, the ratio of the cross-sectional area of the Cu material to the cross-sectional area of the sheath is 22 to 37 mass% of the Cu material relative to the mass of the sheath It can be satisfied by setting the clad rate of the plate-like sheath material before tube forming to 8 to 15%.
In addition, although the four forms as shown in FIG. 1 are assumed as the cross-sectional shape of the sheath clad with the Cu material, any may be used. It suffices if the conditions regarding the cladding rate are satisfied. The tube forming into a sheath shape is also deformed by a normal method.

フッ化物系非腐食性フラックス
鞘内部へのフラックスの充填も通常の方法で行われる。
充填するフラックスとしては、融点が低く、非腐食性に優れたものが用いられる。ろう付け後のフラックス残渣除去工程を省略するためには、フッ化物系非腐食性フラックス粉末を用いることが必要である。また、フラックスの融点をAl−Cu−Si三元系共晶ろう合金の融点525℃以下に下げるためには、フッ化セシウム(CsF)を含有させることが必須となる。
Filling the inside of the fluoride-based non-corrosive flux sheath with a normal method is also performed.
As the filling flux, a flux having a low melting point and excellent non-corrosiveness is used. In order to omit the flux residue removal step after brazing, it is necessary to use fluoride-based non-corrosive flux powder. Further, in order to lower the melting point of the flux to the melting point of 525 ° C. or lower of the Al—Cu—Si ternary eutectic brazing alloy, it is essential to contain cesium fluoride (CsF).

フラックスとしては、通常のアルミニウム合金をろう付けする際に使用されるフッ化物系フラックスを用いることができる。フッ化物系非腐食性フラックスの化合物形態としては、KAlF4,K2AlF5,K3AlF6,AlF3,KF,CsF等があるが、従来と同様にその混合物が使用される。しかし、本発明ではろう材自身の融点を低くしているために、フラックス自体もその融点を低くする必要がある。このため、本発明では、CsFを含有させている。CsF含有量がフッ化物系フラックス全体の10モル%に満たないとフラックスの融点を下げる効果が少なく、フラックスの融点がろう材の融点よりも高くなって、ろう付け時にフラックスが溶融しないおそれがある。したがって、本発明にあっては、固形分として10モル%以上のCsFを含ませていることを必須としている。 As the flux, a fluoride-based flux used when brazing a normal aluminum alloy can be used. The compound form of the fluoride-based non-corrosive flux includes KAlF 4 , K 2 AlF 5 , K 3 AlF 6 , AlF 3 , KF, CsF, etc., but a mixture thereof is used as in the conventional case. However, since the melting point of the brazing filler metal itself is lowered in the present invention, the flux itself needs to have a lower melting point. For this reason, CsF is contained in the present invention. If the CsF content is less than 10 mol% of the entire fluoride-based flux, there is little effect of lowering the melting point of the flux, the melting point of the flux becomes higher than the melting point of the brazing material, and the flux may not melt during brazing. . Therefore, in the present invention, it is essential to contain 10 mol% or more of CsF as a solid content.

本発明のアルミニウム合金ろう付けワイヤーは、酸化皮膜の少ないろう材を用いているために、充填したフラックス量が少量でもろう付けが可能である。
ろう付けワイヤーの質量に対するフラックスの質量、いわゆる充填率は、特に規定する必要はなく、従来のコアードワイヤーの充填率と同程度の20〜40%であれば十分である。
Since the aluminum alloy brazing wire of the present invention uses a brazing material with a small oxide film, it can be brazed even with a small amount of filled flux.
The mass of the flux with respect to the mass of the brazing wire, that is, the so-called filling rate does not need to be specified, and 20 to 40%, which is the same as the filling rate of the conventional cored wire, is sufficient.

上記のように、Al−Si系合金材とCu材のクラッド材を鞘とし、その中にフッ化セシウムを含有させて融点を下げたフッ化物系非腐食性フラックスが充填されたアルミニウム合金ろう付けワイヤーを加熱すると、まず、融点の低いフッ化物系非腐食性フラックスが440〜510℃の温度で溶融し、鞘材及び被ろう付け体接合部の酸化皮膜を除去する。さらに加熱してAl−Cu−Si三元系共晶温度である525℃を超えると鞘であるAl−Si系合金とCuが反応(共融)してAl−Cu−Si三元系共晶合金ろうが生成し、溶融したろうがろう付け温度530〜570℃で被ろう付け体接合部に流動して良好なろう付けがなされることになる。   As mentioned above, brazing aluminum alloy filled with fluoride-based non-corrosive flux that uses Al-Si alloy material and Cu clad material as sheath and contains cesium fluoride to lower melting point When the wire is heated, first, the fluoride non-corrosive flux having a low melting point is melted at a temperature of 440 to 510 ° C., and the oxide film on the joined portion of the sheath material and the brazed body is removed. When further heated to exceed the Al-Cu-Si ternary eutectic temperature of 525 ° C, the sheath Al-Si alloy and Cu react (eutectic) and Al-Cu-Si ternary eutectic An alloy braze is formed, and the molten braze flows to the brazed joint at a brazing temperature of 530 to 570 ° C., and good brazing is achieved.

ろう付け加熱
ろう付けされるアルミニウム合金鋳物を他方の被ろう付け材を組み付け、そのろう付け部にアルミニウム合金ろう付けワイヤーを配置した後、ろう付け部を加熱してろう付けする。このろう付け方法に制限はない。通常と同じろう付け方法で十分である。所定温度に加熱された炉内に装入し、所定時間保持することにより十分にろう付けできる。ただし、本発明にあっては、酸化しやすいアルミニウム合金ろう材を用いている。したがって、ろう付けも、ろう材が酸化されることのない不活性ガス中で行われることが好ましい。ろう材の酸化をより防止するためには、ろう付け雰囲気を一旦真空にした後、窒素等の不活性ガスで置換することが好ましい。
The aluminum alloy casting to be brazed and heat brazed is assembled with the other brazing material and an aluminum alloy brazing wire is placed on the brazed portion, and then the brazed portion is heated and brazed. There is no restriction on the brazing method. The usual brazing method is sufficient. It can be sufficiently brazed by charging in a furnace heated to a predetermined temperature and holding it for a predetermined time. However, in the present invention, an aluminum alloy brazing material that is easily oxidized is used. Therefore, brazing is also preferably performed in an inert gas in which the brazing material is not oxidized. In order to further prevent oxidation of the brazing material, it is preferable that the brazing atmosphere is once evacuated and then replaced with an inert gas such as nitrogen.

次に、本発明ろう付け方法を採用して、液冷部品を製造する事例について説明する。
通常、図2に示すような液冷部品は内部に複雑形状の水路を備えているので、一工程で製造することはできない。そのため、複雑形状の水路部をダイカスト等の鋳造法で作製する方法や鍛造で作製する方法が考えられる。さらに、水路ピッチが小さい場合には、スカイブ或いはワイヤーカットによって作製する場合も考えられる。そして、例えばワイヤーカット法により製造された複雑形状の水路部材2をダイカスト製ケース1の中にセットして液冷部品としている。
Next, a case where a liquid-cooled part is manufactured using the brazing method of the present invention will be described.
Usually, the liquid-cooled component as shown in FIG. 2 has a complex-shaped water channel inside, and cannot be manufactured in one step. For this reason, a method for producing a water channel portion having a complicated shape by a casting method such as die casting or a method for producing it by forging can be considered. Furthermore, when the water channel pitch is small, it may be produced by skiving or wire cutting. Then, for example, a water channel member 2 having a complicated shape manufactured by a wire cutting method is set in a die-cast case 1 to form a liquid cooling component.

本発明液冷部品の一形態としては、ダイカスト製ケースに複雑形状の水路部材をセットし、水密構造を得る手段に冷温ろう付け法を採用したものが挙げられる。
この際、ケース素材として流動性に優れたAl−Si系合金を用いると、鋳造欠陥を発生させることなく、複雑で厚さの薄い部材を容易に製作することができる。さらに、ダイカスト工法を採用することにより、低コストで液冷部品を製造することができる。
As one form of the liquid-cooled part of the present invention, there may be mentioned one in which a water channel member having a complicated shape is set in a die-cast case and a cold and hot brazing method is adopted as means for obtaining a watertight structure.
At this time, if an Al—Si alloy having excellent fluidity is used as the case material, a complicated and thin member can be easily manufactured without causing casting defects. Furthermore, by adopting the die casting method, liquid-cooled parts can be manufactured at low cost.

ダイカスト製ケースは、鋳造性に優れるAl−Si系合金を素材とし、コストが安価なダイカスト法を採用して製造する。水路部材も鋳造性に優れるAl−Si系合金を素材とし、例えばダイカスト法を採用して製造する。水路ピッチが小さい水路部材は、スカイブ或いはワイヤーカットによって作製する。その際の素材としては、1000系或いは6000系等のアルミニウム合金展伸材を用いる。また、水路部材を二つの部材から構成する場合もあるが、この場合には水路を構成するアルミニウムフィンとそれを支える板から構成される。   The die-cast case is manufactured by using a die-casting method that uses an Al—Si alloy having excellent castability as a raw material and is inexpensive. The channel member is also made of an Al—Si alloy having excellent castability, and is manufactured by using, for example, a die casting method. A channel member with a small channel pitch is produced by skiving or wire cutting. As the material at that time, an aluminum alloy wrought material such as 1000 series or 6000 series is used. Moreover, although a water channel member may be comprised from two members, in this case, it is comprised from the plate which supports it and the aluminum fin which comprises a water channel.

ダイカストで製造されたケース1と水路部材2との水密性を確保するために、必要形状に折り曲げた、或いは必要長さに切断したろう付けワイヤー3をそれらの合わせ面にセットする。ろう付けワイヤーは、ダイカストケース或いは水路部材に設けられた凹部にセットすることが好ましい。ろう付けワイヤーがセットされた状態で530〜570℃の温度に加熱された不活性ガス雰囲気炉に装入することにより、ろう付けがなされる。
上記形態は、ダイカスト製ケースと複雑形状の水路部材を組み合わせているが、逆の形態、すなわち、ダイカスト等の鋳造法で作製した複雑形状の水路部材に、展伸材等で製造した蓋部材を組み合わせ、両者の接合部をろう付けワイヤーを用いたろう付け法で水密接合してもよい。
In order to secure the water tightness between the case 1 and the water channel member 2 manufactured by die casting, the brazing wire 3 bent into a required shape or cut to a required length is set on their mating surfaces. The brazing wire is preferably set in a recess provided in the die-cast case or the water channel member. Brazing is performed by inserting the brazing wire into an inert gas atmosphere furnace heated to a temperature of 530 to 570 ° C. with the brazing wire set.
The above-mentioned form combines a die-cast case and a complex-shaped water channel member, but the opposite form, that is, a complex-shaped water channel member produced by a casting method such as die-casting, is provided with a lid member made of wrought material or the like. In combination, the joints of the two may be watertight joined by a brazing method using a brazing wire.

実施例1:
次に、鞘としてのAl−Si系合金材とCu材のクラッド率を種々変更したろう付けワイヤーを実際に作製し、ろう付け試験した例を示す。
Al−Si系合金材とCu材のクラッド鞘材の作製
厚さ10mmのJIS A4045板の2枚の間に、表1に示す厚さのCu板を挟んで先端を溶接して固定し、300℃に加熱して厚さ2mmまでクラッド圧延した。次いで、中間焼鈍,冷間圧延,最終焼鈍を施して、厚さ0.1mmのクラッド鞘材を作製した。
この鞘材の断面を観察して測定したCuのクラッド率と、それを基に計算した鞘材質量に対するCuの質量の割合を表1に併せて示す。
なお、No.1及び2の鞘材は、鞘材質量に対するCuの質量が本発明範囲の22〜37質量%の範囲にあるものである。そして、No.3の鞘材は、鞘材質量に対するCuの質量が本発明範囲より少なく、No.4の鞘材は、鞘材質量に対するCuの質量が本発明範囲より多いものである。さらに、従来例の鞘材(No.5)として、Cu板を挟まない板厚20mmのJIS A4045板から上記と同じ製板工程で厚さ0.1mmの鞘材を作製した。
Example 1:
Next, an example is shown in which brazing wires in which the cladding ratios of the Al—Si based alloy material and the Cu material as the sheath are variously changed are actually manufactured and brazed and tested.
Preparation of Al-Si-based alloy material and Cu clad sheath material A JIS A4045 plate having a thickness of 10 mm is sandwiched between two Cu plates having the thicknesses shown in Table 1 and fixed by welding the tips. 300 It was heated to ° C. and clad rolled to a thickness of 2 mm. Subsequently, intermediate annealing, cold rolling, and final annealing were performed to produce a clad sheath material having a thickness of 0.1 mm.
Table 1 also shows the Cu clad rate measured by observing the cross section of the sheath material, and the ratio of the mass of Cu to the sheath material mass calculated based thereon.
In addition, No. In the sheath materials 1 and 2, the mass of Cu with respect to the mass of the sheath material is in the range of 22 to 37 mass% of the range of the present invention. And No. In the sheath material of No. 3, the mass of Cu with respect to the mass of the sheath material is less than the range of the present invention. In the sheath material No. 4, the mass of Cu with respect to the mass of the sheath material is larger than the range of the present invention. Furthermore, as a conventional sheath material (No. 5), a sheath material having a thickness of 0.1 mm was produced from a JIS A4045 plate having a thickness of 20 mm without sandwiching a Cu plate by the same plate making process as described above.

Figure 2006150442
Figure 2006150442

ろう付けワイヤーの作製
表1に示した5種の鞘材を幅10mm,長さ20mmで切断し、外径1mmの鋼製丸棒に二〜三重に巻付けて、肉厚0.3mm,長さ20mmのろう付けワイヤーの鞘を作製した。この鞘の一端をペンチで閉じておき、これにフッ化セシウムを48モル%含むK−Cs−Al−F系のフッ化物系非腐食性フラックス(第一稀元素工業株式会社製;商品名「CF−2」)粉末を約30mg充填した後、他端を閉じてろう付けワイヤーとした。
なお、フラックスの充填率は、No.1〜4の鞘材では29〜32質量%であり、No.5の鞘材では36質量%であった。
Preparation of brazing wire Five kinds of sheath materials shown in Table 1 were cut into a width of 10 mm and a length of 20 mm, and wound twice or triple around a steel round bar with an outer diameter of 1 mm, and a wall thickness of 0.3 mm and a length of A brazing wire sheath with a thickness of 20 mm was prepared. One end of the sheath is closed with pliers, and a K-Cs-Al-F fluoride non-corrosive flux containing 48 mol% of cesium fluoride (Daiichi Rare Element Industrial Co., Ltd .; trade name " CF-2 ") After filling about 30 mg of powder, the other end was closed to form a brazing wire.
The flux filling rate is No. In the sheath material of 1-4, it is 29-32 mass%. It was 36 mass% in the sheath material of 5.

ろう付け試験
厚さ1mm,幅25mm,長さ55mmのJIS−A3003アルミニウム合金板を下板とし、厚さ1mm,幅25mm,長さ25mmのJIS−A3003アルミニウム合金板を縦板とした逆T字型ろう付け試験片を組付け、下板と縦板の交線の片側に前記ろう付けワイヤーをセットした。この組付け体を窒素ガス雰囲気炉中で550℃まで昇温速度50℃/分で加熱し、550℃で3分間保持した後、約100℃/分で室温まで冷却した。
Brazing test thickness 1 mm, width 25mm, and the JIS-A3003 aluminum alloy plate length 55mm and the lower plate, thickness 1 mm, width 25mm, inverted T-where the JIS-A3003 aluminum alloy sheet of length 25mm and vertical plates A mold brazing test piece was assembled, and the brazing wire was set on one side of the line of intersection of the lower plate and the vertical plate. This assembly was heated in a nitrogen gas atmosphere furnace to 550 ° C. at a heating rate of 50 ° C./min, held at 550 ° C. for 3 minutes, and then cooled to room temperature at about 100 ° C./min.

ろう付け性評価
ろう付け性は、逆T字型試験片の外観を肉眼及び実体顕微鏡で観察するとともに、接合箇所中央部断面を光学顕微鏡で観察することにより下地の侵食状態を調べた。
接合部の外観評価は、ろう付けワイヤーセット側及び反対側のいずれも十分な大きさのフィレットが形成されたものを○,ろう付けワイヤーセット側に鞘材の一部が残存又は反対側のフィレットが小さいものを△,ろうが全く生成しなかったものを×,とした。
また、下地の侵食状態は、溶融したろうによるエロージョン(すなわち下地の融解)の最大深さを測定し、最大深さが0.1mm以下のものを◎,最大深さが0.1〜0.3mmのものを○,最大深さが0.3〜0.5mmのものを△,最大深さが0.5mm以上のものを×,とした。
その評価結果を表2に示す。
Brazing property evaluation The brazing property was determined by observing the appearance of the inverted T-shaped test piece with the naked eye and a stereomicroscope and observing the erosion state of the base by observing the cross section at the center of the joint with an optical microscope.
Appearance evaluation of the joint is ○, where a sufficiently large fillet is formed on both the brazed wire set side and the opposite side, a part of the sheath material remains on the brazed wire set side or the fillet on the opposite side △ is a small one, and × is a case where no wax is generated.
Further, the erosion state of the substrate is measured by measuring the maximum depth of erosion (that is, melting of the substrate) due to the molten wax, and the maximum depth is 0.1 mm or less, and the maximum depth is 0.1 to 0. A sample having a maximum depth of 0.3 to 0.5 mm is indicated by ◯, and a sample having a maximum depth of 0.5 mm or more is indicated by ×.
The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2006150442
Figure 2006150442

表2の結果からもわかるように、本発明例であるNo.1,2の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側、反対側のいずれも良好にろう付けされている。ろう付けワイヤーセット側に生じた下地の侵食も0.3mm以下であった。
これに対して、比較例である、Cuの比率が少ないNo.3の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側に鞘材が多量に残存し、反対側に流動したろうは少なかった。また、Cuの比率が多いNo.4の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側の下地が激しく侵食されていた。これは、鞘材に対するCuの比率が37質量%を超えるとろう付けワイヤーのCuが余剰となり、接合すべき下地のアルミニウム合金と反応(共融)してAl−Cu−Si三元系共晶を生成していき、結果として下地に激しい侵食(エロージョン=融解)が生じたものと推測される。
なお、Cuを含まない従来の鞘材であるNo.5のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、溶融したフラックスのしみだしは見られたものの、ろう付けワイヤーがそのままの形状で残存し、ろうは生成していなかった。
以上に説明したように、鞘の質量に対するCuの質量の比率を22〜37質量%とすることにより、低い温度で良好なろう付けが可能であることがわかる。
As can be seen from the results in Table 2, the present invention is No. In the case of brazing using brazing wires of 1 or 2 sheath materials, both the brazing wire set side and the opposite side are well brazed. The erosion of the base that occurred on the brazing wire set side was also 0.3 mm or less.
On the other hand, No. 1 which is a comparative example and has a small Cu ratio. In the case of brazing using the brazing wire of No. 3 sheath material, a large amount of the sheath material remained on the brazing wire set side, and there was little brazing that flowed on the opposite side. In addition, No. with a large Cu ratio. In the case of brazing using the brazing wire of No. 4 sheath material, the base on the brazing wire set side was severely eroded. This is because when the ratio of Cu to the sheath material exceeds 37% by mass, Cu in the brazing wire becomes excessive, and reacts (eutectic) with the underlying aluminum alloy to be bonded to form an Al—Cu—Si ternary eutectic. As a result, it is presumed that severe erosion (erosion = melting) occurred in the substrate.
In addition, No. which is the conventional sheath material which does not contain Cu. In the case of brazing using the brazing wire No. 5, although the oozing of the melted flux was seen, the brazing wire remained in its original shape and no brazing was formed.
As explained above, it can be seen that by setting the ratio of the mass of Cu to the mass of the sheath to 22 to 37 mass%, it is possible to perform good brazing at a low temperature.

実施例2:
次に、フッ化物系非腐食性フラックスを内蔵したアルミニウム合金ろう付けワイヤーを用いてアルミニウム合金鋳物をろう付けした例について説明する。
ろう付け性評価のために、Al−7%Si−0.3%Mg合金(AC4C)からなるL=30mm,W=50mm,t=6mmのダイカスト材と、3003合金からなるL=30mm,W=50mm,t=1mmの板材を用意した。
ダイカスト材に板材を立て、逆T字型ろう付け試験片を組み付け、下板と縦板の交線の片側に前記ろう付けワイヤーを長さ50mmに切断してセットした。この組み付け体を雰囲気炉に入れ、雰囲気炉の内部を一旦真空にした後に窒素ガスで置換した。その後、この炉内で、組み付け体を520℃まで約40分で加熱し、さらに520〜580℃の各温度で5分保持した後、冷却することでろう付けを行った。
Example 2:
Next, an example in which an aluminum alloy casting is brazed using an aluminum alloy brazing wire incorporating a fluoride non-corrosive flux will be described.
For brazing evaluation, L = 30 mm, W = 50 mm, t = 6 mm die-cast material made of Al-7% Si-0.3% Mg alloy (AC4C), and L = 30 mm, W made of 3003 alloy. = 50 mm, t = 1 mm plate material was prepared.
A plate material was set up on the die-cast material, an inverted T-shaped brazing test piece was assembled, and the brazing wire was cut into a length of 50 mm and set on one side of the line of intersection of the lower plate and the vertical plate. This assembly was placed in an atmosphere furnace, and the inside of the atmosphere furnace was once evacuated and then replaced with nitrogen gas. Thereafter, in this furnace, the assembly was heated to 520 ° C. in about 40 minutes, further held at each temperature of 520 to 580 ° C. for 5 minutes, and then brazed by cooling.

ろう付け性評価
ろう付け後、逆T字ろう付け試験片を切断してろう付け状態を目視で観察してろう付け性を評価した。その結果を表3に示す。
なお、表中の評価は、外観観察によりダイカスト材と板材が全く問題なくろう付けされているものを良好として○で、一部にでもろう付け不良箇所があるものを不良として×で表示した。
After brazing , the inverted T-shaped brazing specimen was cut and the brazing state was visually observed to evaluate brazing. The results are shown in Table 3.
The evaluations in the table are indicated as “Good” when the die-cast material and the plate material are brazed without any problem by appearance observation, and indicated as “Poor” when there is a part where the brazing is defective.

《参考例》
本発明のフッ化物系非腐食性フラックス内蔵アルミニウム合金ろう付け用ワイヤー利用技術の有効性を確認するために、縦材として、3003合金板の両面にろう材としての固相線温度577℃の4343合金板を10%の割合でクラッドした、いわゆるろうクラッド材を用い、フラックスとして、通常のノコロック(登録商標)粉末を用いてろう付け試験を行った。
実施例と同じサイズのダイカスト材をベース材とし、このベース材のろう付け箇所表面にノコロックを塗布した後、前記ろうクラッド材を立て、逆T字ろう付け試験用組み付け体を作製した。
その組み付け体を雰囲気炉に入れ、実施例と同様に加熱した。この場合、炉内で、組み付け体を560℃まで約40分で加熱し、さらに560〜590℃の各温度で5分保持した後、冷却することでろう付けを行った。
そして、実施例と同様に、ろう付け後、逆T字ろう付け試験片を切断してろう付け状態を目視で観察してろう付け性を評価した。その結果を併せて表3に示す。
《Reference example》
In order to confirm the effectiveness of the fluoride-based non-corrosive flux-containing aluminum alloy brazing wire utilization technology of the present invention, as a vertical material, 4343 having a solidus temperature of 577 ° C. as a brazing material on both sides of a 3003 alloy plate. A brazing test was performed using a so-called brazing clad material obtained by cladding an alloy plate at a rate of 10% and using a normal Nocolok (registered trademark) powder as a flux.
A die-cast material having the same size as that of the example was used as a base material, and after applying noco-lock to the surface of the base material to be brazed, the brazing clad material was erected to prepare an assembly for an inverted T-shaped brazing test.
The assembly was placed in an atmospheric furnace and heated as in the example. In this case, the assembly was heated in a furnace to 560 ° C. in about 40 minutes, further held at each temperature of 560 to 590 ° C. for 5 minutes, and then brazed by cooling.
In the same manner as in the examples, after brazing, the inverted T-shaped brazing specimen was cut and the brazing state was visually observed to evaluate the brazing property. The results are also shown in Table 3.

表3の結果か明らかなように、フラックス内蔵ろう付けワイヤーを被ろう付け部に適用し、530〜570℃の温度範囲でろう付けすると、良好なろう付け部が得られることがわかった。
これに対して、ろう付け温度が530℃を下回ると、ろう材が溶融せずにろう付けできないことがわかる。逆に570℃を上回るほどに高い温度でろう付けすると、ベース材であるAC4C材そのものが部分溶融するようになって、良好なろう付けはできていない。
As is clear from the results in Table 3, it was found that when the brazing wire with built-in flux was applied to the brazed part and brazed in a temperature range of 530 to 570 ° C., a good brazed part was obtained.
On the other hand, when the brazing temperature is lower than 530 ° C., it can be seen that the brazing material does not melt and cannot be brazed. On the other hand, when brazing at a high temperature exceeding 570 ° C., the AC4C material itself, which is the base material, partially melts, and good brazing has not been achieved.

ろう材として4343合金を用いた参考例にあっては、560〜570℃のろう付け温度でもろう材が溶融せず、良好なろう付けはできていない。また、580℃を超える温度でろう付けすると、ベース材であるAC4C材そのものが部分溶融するようになって、良好なろう付けはできていない。
このように、共晶温度が低いAl−Cu−Si系合金を作るAl−Si系合金材とCu材のクラッド材をろう材として用い、さらにCsFを含ませて溶融温度を下げたフッ化物系フラックスを用いることにより、共晶温度が低いアルミニウム合金鋳物も、低いろう付け温度で問題なくろう付けすることが可能になる。
In the reference example using the 4343 alloy as the brazing material, the brazing material does not melt even at a brazing temperature of 560 to 570 ° C., and good brazing has not been achieved. Further, when brazing at a temperature exceeding 580 ° C., the AC4C material itself, which is the base material, is partially melted, and satisfactory brazing has not been achieved.
Thus, a fluoride system in which an Al-Si-based alloy material for producing an Al-Cu-Si based alloy having a low eutectic temperature and a Cu clad material are used as a brazing material and the melting temperature is lowered by further containing CsF. By using a flux, an aluminum alloy casting having a low eutectic temperature can be brazed without problems at a low brazing temperature.

Figure 2006150442
Figure 2006150442

Al−Si系合金材とCu材のクラッド材による鞘の断面形状を説明する図The figure explaining the cross-sectional shape of the sheath by the clad material of Al-Si system alloy material and Cu material ダイカスト部材を用いた液冷部品の断面構造を説明する図The figure explaining the section structure of the liquid cooling parts using a die-casting member

符号の説明Explanation of symbols

1:ダイカスト製ケース 2:水路部材 3:ろう付けワイヤー 1: Die-cast case 2: Channel member 3: Brazing wire

Claims (11)

Al−Si系合金材とCu材のクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなることを特徴とするアルミニウム合金ろう付けワイヤー。   Aluminum comprising a hollow sheath constructed from an Al-Si alloy material and a Cu clad material, and a fluoride non-corrosive flux powder containing cesium fluoride filled in the sheath Alloy brazing wire. 鞘を構築するクラッド材は、Si含有量が5〜15質量%のAl−Si系合金板と、鞘全体の質量に対するCuの質量が22〜37質量%に相当するCu板から構成されている請求項1に記載のアルミニウム合金ろう付けワイヤー。   The clad material for constructing the sheath is composed of an Al—Si based alloy plate having a Si content of 5 to 15% by mass and a Cu plate corresponding to 22 to 37% by mass of Cu with respect to the mass of the entire sheath. The aluminum alloy brazing wire according to claim 1. フッ化物系非腐食性フラックス粉末が、固形分として10モル%以上のCsFを含むものである請求項1又は2に記載のアルミニウム合金ろう付けワイヤー。   The aluminum alloy brazing wire according to claim 1 or 2, wherein the fluoride non-corrosive flux powder contains 10 mol% or more of CsF as a solid content. 請求項1〜3の何れか1項に記載のアルミニウム合金ろう付けワイヤーを、ろう付けされるアルミニウム合金鋳物と他方の被ろう付け部材からなる組み付け体のろう付け部に配置した後、その組み付け体を加熱することを特徴とするアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   After the aluminum alloy brazing wire according to any one of claims 1 to 3 is arranged in a brazed portion of an assembly composed of an aluminum alloy casting to be brazed and the other brazed member, the assembly A method for brazing an aluminum alloy casting characterized by heating the steel. 加熱が、組み付け体を昇温された炉内に装入することによりなされる請求項4に記載のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   The method for brazing an aluminum alloy casting according to claim 4, wherein the heating is performed by charging the assembly into a heated furnace. ろう付けが、530〜570℃の温度範囲の加熱により行われる請求項4又は5記載のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   The method for brazing an aluminum alloy casting according to claim 4 or 5, wherein the brazing is performed by heating in a temperature range of 530 to 570 ° C. 加熱炉が、不活性ガス雰囲気炉である請求項4〜6の何れか1項に記載のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   The method for brazing an aluminum alloy casting according to any one of claims 4 to 6, wherein the heating furnace is an inert gas atmosphere furnace. ろう付けされるアルミニウム合金鋳物がダイカスト製品である請求項4〜7の何れか1項に記載のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   The method for brazing an aluminum alloy casting according to any one of claims 4 to 7, wherein the aluminum alloy casting to be brazed is a die-cast product. ダイカスト製品がAl−Si系合金からなるものである請求項8に記載のアルミニウム合金鋳物のろう付け方法。   The method for brazing an aluminum alloy casting according to claim 8, wherein the die-cast product is made of an Al-Si alloy. 請求項4〜9の何れか1項に記載のろう付け方法を利用して、水路構造を有するアルミニウム合金鋳物にアルミニウム合金製蓋を水密接合した液冷部品。   A liquid-cooled component obtained by watertightly bonding an aluminum alloy lid to an aluminum alloy casting having a water channel structure using the brazing method according to any one of claims 4 to 9. 請求項4〜9の何れか1項に記載のろう付け方法を利用して、アルミニウム合金製水路部材とダイカスト製アルミニウム合金ケースを水密接合した液冷部品。   A liquid-cooled component obtained by watertightly bonding an aluminum alloy channel member and a die-cast aluminum alloy case using the brazing method according to any one of claims 4 to 9.
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