JP2007044713A - ろう付方法およびろう付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラックスを用いることなくＭｇ含有のろう付品を良好にろう付する。
【解決手段】 被ろう付部材１０ａとろう材１０ｂの一部または全部にＭｇを含有するろう付用組み立て体１０を炭素質カバー５で覆って非酸化性雰囲気下でフラックスを用いることなくろう付する。加熱炉１内に前記ろう付組み立て体１０および炭素質カバー５を収容して、該加熱炉１内に不活性ガス供給手段９によって不活性ガスを導入して加熱炉１内を非酸化性雰囲気とする。非酸化性雰囲気内に残存する少量の酸素がカーボンと反応し、もしくは吸着されて炭素質カバー内の酸素濃度が極めて低くなり、高温下でフラックスがなくても酸化皮膜の破壊が始まり、良好なろう付が可能になる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フラックスを使用しない非酸化性雰囲気中において、Ｍｇを含有する材料のろう付を行なうろう付方法およびろう付装置に関する。

ラジエータ、ヒータコア、コンデンサ、エバポレータ、インタークーラやオイルクーラなどの自動車用熱交換器やその他のろう付により製造されるのろう付製品を製造する場合、非腐食性フッ化物系フラックスを用いたり、ろう材に０．５〜１．５％のＭｇを含有させ、真空中にて、ろう付する方法が主に用いられている。フツ化物系フラックスによりろう付する場合、ろう材を貼り合わせたブレージングシートやフィン材などに適当な加工を施し、これらを組付けたあと、フラックス懸濁液を塗布して乾燥し、これを高純度窒素ガス雰囲気中などのような非酸化性雰囲気中でろう付温度に加熱しろう付熱処理を行なっている。

この手法ではまず、フラックスを使用するとともにこのフラックスを塗布・乾燥するための工程を必要とし、フラックスの費用と、製造工程におけるコスト的な問題を抱えている。特許文献１では、ろう付炉内に炭素質を形成させることによって炉内の酸素濃度を低く保って、フラックスを低減できる手法を提案しているものの、フラックスおよびこれを塗布する工程は削除できておらず、本質的な問題解決とはなっていない。

近年の省資源化などの環境問題により自動車の省燃費化が加速しており、熱交換器の小型軽量化が求められるようになってきており、これにともない各部材の薄肉、高強度化する必要がある。アルミニウム合金の高強度化のためにはＭｇを添加することがもっとも有効であるが、フッ化物系フラックスとＭｇが反応してＭｇＦ_２を形成するため、酸化皮膜破壊のためにフラックスが有効に作用しにくくなるため、ろう付性が不十分である上、材料中のＭｇが残留しないため、せっかく材料中に添加しても高強度化への寄与が小さくなり、薄肉の材料では全く残らないこともある。
さらにフラックスは５００〜５６０℃で溶融するが、これが炉内に残留および蒸発して炉壁に付着するため短期間での炉のメンテナンスが必要となる。フラックスを用いない真空ろう付では、ろう材に添加したＭｇが真空中で蒸発、ゲッター作用により酸化皮膜を破壊し、ろう付している。ろう材や犠牲材を貼り合わせたクラッド材の耐食性を確保するためには、ろう材や犠牲材にＺｎを添加するが、真空ろう付ではＺｎは蒸発してしまうため、ろう付後の耐食性を確保することが難しくなる。また、このように蒸発したＭｇやＺｎにより真空炉内が汚染されるため、この場合も短期間での炉のメンテナンスが必要となる。

このような問題を解決するため、特許文献２では、覆い内に被ろう付部材とＭｇ供給源を置くことにより、フラックスを用いない非酸化性雰囲気ろう付を可能にする方法が提案されている。
特開２００４−５０２２３号公報 特開平９−８５４３３号公報

しかし、特許文献２に示される方法では、覆いとして、ステンレス、軟鋼、アルミニウム合金などの金属材が用いられており、金属材表面に付着したＨ_２Ｏなどが逆に雰囲気を悪化させるため、十分に予熱しておくなどの手間が必要であるという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、フラックスを使用せずに、材料中にＭｇを添加してもろう付が可能で、かつ、ろう付後に材料中に、ＭｇやＺｎが残存するろう付方法およびろう付装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のろう付方法のうち、請求項１記載の発明は、被ろう付部材とろう材の一部または全部にＭｇを含有するろう付用組み立て体を炭素質カバーで覆って非酸化性雰囲気下でフラックスを用いることなくろう付することを特徴とする。

請求項２記載のろう付方法の発明は、請求項１記載の発明において、前記ろう付用組み立て体のうちＭｇを含む材料の表面積ａと、前記炭素質カバー内部の容積ｂとの比ａ／ｂが２〜２００であることを特徴とする。

請求項３記載のろう付方法の発明は、請求項１または２に記載の発明において、加熱炉内に前記ろう付組み立て体および炭素質カバーを収容して、該加熱炉内に不活性ガスを導入して加熱炉内を非酸化性雰囲気とすることを特徴とする。

請求項４記載のろう付方法の発明は、請求項３記載の発明において、ろう付中に前記加熱炉内に不活性ガスを供給して周囲大気圧に対し加熱炉内を正圧に維持することを特徴とする。

請求項５記載のろう付方法の発明は、請求項４記載の発明において、前記加熱炉内の圧力を、周囲大気圧に対し１０３〜１５０％の正圧とすることを特徴とする。

請求項６記載のろう付方法の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、前記加熱炉における不活性ガスの導入と炉内排気とを、前記炭素質カバーの外側で行なうことを特徴とする。

請求項７記載のろう付方法の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記炭素質カバーに、該炭素質カバー外部との通気が可能な換気孔が設けられていることを特徴とする。

請求項８記載のろう付装置の発明は、ろう付用組み立て体を収納する加熱炉と、該加熱炉内を加熱する加熱手段と、加熱炉内に収納するろう付用組み立て体を覆い、換気孔を有する炭素質カバーと、前記加熱炉内に設置された炭素質カバーの外側に位置する不活性ガス導入口および排気口と、前記不活性ガス導入口を通して加熱炉内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えることを特徴とする。

すなわち、本発明によれば、非酸化性雰囲気内に残存する少量の酸素がカーボンと反応し、もしくは吸着されて炭素質カバー内の酸素濃度が極めて低くなり、高温下でフラックスがなくても酸化皮膜の破壊が始まり、良好なろう付が可能になる。

なお、ろう付用組み立て体のうちＭｇを含む材料の表面積ａと、炭素質カバーの内容積ｂとの関係が重要であり、それらの比を適切に設定することで、炭素質カバー内の酸素低減効果が一層顕著になる。この比（ａ／ｂ）が２未満であると、酸素の低減効果が不十分であり、一方、２００を超えると、炭素カバーの内容積が相対的に大きくなりすぎるため、蒸発Ｍｇ量も多くなり、炭素室カバー内壁がＭｇ及びＭｇの酸化物で汚染され、炭素室カバー内の酸素低減効果が劣化する。
したがって、上記比は２〜２００が望ましい。なお、同様の理由で下限を４、上限を１００とするのが望ましい。

ろう付時の非酸化性雰囲気は、ろう付用組み立て体および炭素質カバーを加熱炉内に収容し、この加熱炉内に不活性ガスを導入することで非酸化性ガス雰囲気として成立させることができる。不活性ガスとしては、窒素ガスやその他の周期表１８族のアルゴンなどが示される。
また、加熱炉内は、ろう付加熱時に、周囲大気圧に対し、正圧に維持するのが望ましい。これにより加熱炉外部からの酸素の侵入を極力防止することができる。なお、正圧は、周囲大気圧に対し、１０３〜１５０％とするのが望ましい。ここで正圧が周囲大気圧の１０３％未満であると外部からの酸素侵入の防止効果が不十分となる。一方、正圧が１５０％を超えても酸素侵入の防止効果は飽和して不活性ガスの使用量が増大するのみであるので、１５０％以下が望ましい。

また、炭素質カバーは、材質が炭素質からなればよいが、酸素を構成元素とする材質は望ましくなく、カーボン単体からなるものが好適である。炭素質カバーは、ろう付用組み立て体を収容できる形状と大きさを有していればよく、特定の形状、大きさに限定されないが、内部空間を不活性ガスで置換できるように換気孔を有するのが望ましい。

さらに、加熱炉内への不活性ガスの導入は、炭素質カバーの外側に位置する加熱炉の導入口などを通して行い、加熱炉内の排気は、同じく炭素質カバーの外側に位置する加熱炉の排気口などを通して行なうことが望ましい。これにより、加熱炉の内壁と炭素質カバーの外壁との間に不活性ガスの流路が形成され、不活性ガス導入時に不活性ガス中に極微量に混入してしまったり、正圧不足などで（誤って）炉内に流入してしまった酸素に対し、
炭素質カバー外側の空間で、外面のカーボンが酸素を補足除去し、カバー内の極低酸素濃度状態を効果的に維持することができる。

本発明のろう付が適用される材料は、特定のものに限定されるものではないが、以下で説明する材料が好適である。
すなわち、被ろう付部材であるブレージングシートの芯材に、質量％で、Ｍｇ：０．０５〜０．８％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、さらにＭｎ：０．２〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２５％、Ｃｒ：０．０１〜０．２％のうち１種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなり、該芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を貼り合せてあるものが示される。

また、被ろう付部材であるブレージングシートの芯材に、質量％で、Ｍｇ：０．０５〜０．８％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、さらにＭｎ：０．２〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７％、Ｚｒ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２５％、Ｃｒ：０．０１〜０．２％のうち１種または２種以上を含有し、さらにＺｎ：３％以下、Ｉｎ：０．０５％以下、Ｓｎ：０．２％以下のうち１種または２種以上を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなり、該芯材の片面あるいは両面にＡｌ−Ｓｉ系ろう材を貼り合せてあるものが示される。
また、上記芯材を構成する材料は、ブレージングシートとすることなく単体で被ろう付部材を構成するものであってもよい。被ろう付部材としては、冷媒通路形成材である押出多穴管やフィン材などが例示される。

また、上記Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材としては、質量％で、Ｓｉ：４．５〜１３．０％、Ｍｇ：０．００１〜１．０％を含有し、必要に応じ、Ｚｎ：５％以下、Ｉｎ：０．０５％以下、Ｓｎ：０．２％以下のうち１種または２種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるものを例示することができる。

また、被ろう付部材として、ブレージングシートがラジエータやヒータコアのように内部に冷却水を用いるような冷媒通路形成材が用いられる場合は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を貼り合わせた面と反対側の冷却水側の面には犠牲材を貼り合せても良い。
該犠牲材としては、質量％で、Ｚｎ：０．５〜６．０％を含有し、必要に応じ、Ｍｇ：０．５〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｆｅ：０．１〜０．８％、Ｔｉ：０．０５〜０．２５％、Ｚｒ：０．０５〜０．２０％、Ｎｉ：０．１〜１．２％、Ｉｎ：０．０５％以下、Ｓｎ：０．２％以下を含有し、残部Ａｌと不可避不純物からなるものが挙げられる。

（各成分の作用と成分限定理由）
次に、上記材料に成分の限定理由について説明する。
（被ろう付部材）
Ｍｇ：０．０１〜０．８％
ろう付時に蒸発して、炭素質カバー内部の酸素と結合して酸素濃度を低下させる。ろう付後の時効によりＭｇ_２Ｓｉを形成して強度を向上させる。ただし、含有量が下限未満であると、上記作用が不十分であり、上限を超えると、Ｍｇの蒸発が活発になり、炭素質カバー内部を不必要に汚染する。また、融点が低下し、溶融する。これらのため、Ｍｇ含有量を０．０５〜０．８％に規定する。

Ｓｉ：０．１〜１．０％
Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物として分散あるいはマトリックスに固溶して強度を向上させる。ろう付後の時効によりＭｇ_２Ｓｉを形成して強度を向上させる。ただし、下限未満では、上記作用が不十分であり、上限を超えると融点が低下し、溶融する。また、フィンとして用いる場合、熱伝導性が低下する。これらのため、Ｓｉ含有量を０．１〜１．０％に規定する。

Ｍｎ：０．２〜１．５％
金属間化合物として晶出または析出し、ろう付後の強度を向上させるので所望により含有させる。Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物を形成して、マトリックスのＳｉ固溶度を低くし、マトリックスの融点を向上させることができる。ブレージングシートの芯材として用いる場合、芯材の電位を貴にして犠牲材側だけでなくろう材側の耐孔食性も向上させる。ただし、下限未満の含有量では、上記作用を十分に得ることができず、上限を超えると鋳造性や加工性（圧延性）が低下する。これらのため、Ｍｎの含有量を０．２〜１．５％に規定する。

Ｃｕ：０．０５〜０．８％
マトリックス中に固溶してろう付後の強度を向上させ、ブレージングシートの芯材に用いる場合、芯材の電位を貴にして犠牲材側だけでなくろう材側の耐孔食性も向上させるので所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、上記作用が十分に得られず、上限を超えると融点が低下しろう付時に溶融する。これらのため、Ｃｕの含有量を０．０５〜０．８％に規定する。

Ｆｅ：０．１〜０．７％
金属間化合物として晶出または析出し、ろう付後の強度を向上させる。Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系化合物を形成して、 マトリックス中のＭｎやＳｉ固溶度を低下させ、マトリックスの融点を向上させることができる。最終焼鈍時とろう付時の再結晶を促進する。これらの作用を得るために所望によりＦｅを含有させる。ただし、下限未満の含有量では上記作用が十分に得られず、上限を超えると、腐食速度が速くなりすぎる。最終焼鈍後の結晶粒径が細かくなりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうの侵食が著しく大きくなる。巨大晶出物の出現により、鋳造性や圧延性を低下させる。これらの理由によりＦｅの含有量を０．１〜０．７％に規定する。

Ｚｒ：０．０１〜０．２％
Ｔｉ：０．０１〜０．２５％
Ｃｒ：０．０１〜０．２％
これら元素はろう付後に微細な金属間化合物として分散し、強度を向上させるので、所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では上記作用が十分に得られず、上限を超えると、加工性が低下するので、それぞれの含有量を上記範囲に規定する。

Ｚｎ：５％以下（フィンにあっては３％以下）
Ｉｎ：０．０５％以下
Ｓｎ：０．２％以下
フィン材などに用いられる場合、電位を卑にして、冷媒通路形成材に対し犠牲陽極作用を持つようになるので所望により含有させる。特にフィン材にＺｎを含有させる場合、チューブ材やクラッド材の芯材に対する犠牲陽極材として作用するので、フィン材ではＺｎを必須とする。これら元素は、上限を超えると自己耐食性が低下する（腐食速度が速くなりすぎる）ので、上記上限を定める。なお、芯材として用いる場合、Ｚｎの含有量の上限は５％に定め、フィン材として用いる場合、Ｚｎの含有量の上限は３％に定める。

（ろう材）
Ｓｉ：４．５〜１３．０％
溶融、流動して接合部を形成する。ただし、下限未満の含有量では、流動性が低下し、上限を超えると、芯材あるいは被接合部材 への侵食が激しくなるので、その含有量を上記範囲に規定する。

Ｍｇ：０．００１〜１．０％
ろう付時に蒸発して、炭素質カバー内部の酸素と結合して酸素濃度を低下させる。ろう付後の時効によりＭｇ_２Ｓｉを形成して強度を向上させる。ただし、下限未満の含有量では、上記作用が十分に得られず、一方、上限を超えると、Ｍｇの蒸発が活発になり、炭素質カバー内部を不必要に汚染する。これらの理由により、その含有量を上記範囲に規定する。

Ｚｎ：５％以下
電位を卑にして、ろう材表面から芯材への防食上有効な電位分布を形成し、耐孔食性を向上させるので所望により含有させる。ただし、上限を超えると自己腐食速度が速くなりすぎるので、上限を５％に規定する。

Ｉｎ：０．０５％以下
Ｓｎ：０．２％以下
電位を卑にしてろう材の犠牲陽極効果を向上させるので所望により含有させる。ただし、上限を超えると、コスト増が先すばかりで一層の効果は望めないので、それぞれ上限を上記に規定する。

（犠牲材）
Ｚｎ：０．５〜６．０％
電位を卑にして、ろう材表面から芯材への防食上有効な電位分布を形成し、耐孔食性を向上させる。下限未満では、上記作用が十分に得られず、上限を超えると、自己腐食速度が速くなりすぎるので、含有量を０．５〜６．０％に規定する。

Ｍｇ：０．５〜２．０％
ろう付時に蒸発して、炭素質カバー内部の酸素と結合して酸素濃度を低下させ、また、ろう付後の時効によりＭｇ_２Ｓｉを形成して強度を向上させるので所望により含有させる。ただし、下限未満では、上記作用が十分に得られず、上限を超える場合はＭｇの蒸発が活発になり、炭素質カバー内部を不必要に汚染するので、その含有量を０．５〜２．０％に規定する。

Ｓｉ：０．１〜１．０％
Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ化合物として分散あるいはマトリックスに固溶して強度を向上させ、また、ろう付後の時効によりＭ_ｇ２Ｓｉを形成して強度を向上させるので、所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、その作用が十分に得られず、上限を超えると融点が低下し、溶融するので、その含有量を０．１〜１．０％に規定する。

Ｍｎ：０．１〜１．５％
金属間化合物として晶出または析出し、ろう付後の強度を向上させ、また、芯材の電位を貴にして犠牲材側だけでなくろう材側の耐孔食性も向上させるので所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、その作用が十分に得られず、上限を超えると圧延などの加工性が低下し、また一層の効果は得られないので、その含有量を０．１〜１．５％に規定する。

Ｆｅ：０．１〜０．８％
金属間化合物として晶出または析出し、ろう付後の強度を向上させ、また、最終焼鈍時とろう付時の再結晶を促進するので、所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、その作用が十分に得られず、上限を超えると腐食速度が速くなりすぎ、また、最終焼鈍後の結晶粒径が細かくなりすぎて成形時に加工の導入されない部分でろうの侵食が著しく大きくなる。これらのため、その含有量を０．１〜０．８％に定める。

Ｚｒ：０．０５〜０．２０％
Ｔｉ：０．０５〜０．２５％
これら元素は、ろう付後に微細な金属間化合物として分散し、強度を向上させるので所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、その作用が十分に得られず、上限を超えると加工性が低下するので、それぞれの含有量を上記に規定する。

Ｉｎ：０．０５％以下
Ｓｎ：０．２％以下
フィン材などに用いられる場合、電位を卑にして、冷媒通路形成材に対し犠牲陽極作用を持つようになるので所望により含有させる。ただし、下限未満の含有量では、その作用が十分に得られず、上限を超えると自己腐食速度が速くなりすぎるので、それぞれの含有量を上記に規定する。

以上説明したように、本発明のろう付方法によれば、被ろう付部材とろう材の一部または全部にＭｇを含有するろう付用組み立て体を炭素質カバーで覆って非酸化性雰囲気下でフラックスを用いることなくろう付するので、各部材にＭｇを残存させた状態で良好にろう付をすることができ、ろう付品の薄肉高強度化が可能となり、小型軽量の熱交換器等の製造が可能になる。具体的には、以下の効果が認められる。
（１）真空でなくても（不活性ガス雰囲気下で）フラックスレスでろう付が可能となる
（２）Ｚｎの蒸発が抑制でき、Ｚｎ添加によって高耐食＆高強度な熱交換器が製造できる（３）雰囲気ろう付であっても、フラックスを用いないためＭｇの流出を抑制できる
（４）フラックスを用いないためにＭｇＦ_２が生成されてろう付性が阻害されることがない
（５）フラックスを用いないため経済的である
（６）フラックスレスでも真空にする必要がないので、炉壁が汚れない

また、本発明のろう付装置によれば、ろう付用組み立て体を収納する加熱炉と、該加熱炉内を加熱する加熱手段と、加熱炉内に収納するろう付用組み立て体を覆い、換気孔を有する炭素質カバーと、前記加熱炉内に設置された炭素質カバーの外側に位置する不活性ガス導入口および排気口と、前記不活性ガス導入口を通して加熱炉内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えるので、上記ろう付方法を確実に実行することができる。

以下に、本発明の一実施形態を図１、２に基づいて説明する。
本発明の加熱装置は、加熱ヒータ等の加熱手段２を備える加熱炉１を有しており、該加熱炉１には、不活性ガス導入口３と排気口４とがそれぞれ両側端部に設けられている。該加熱炉１内には、カーボンなどにより構成される炭素質カバー５が配置可能になっており、該炭素質カバー５には、換気孔６が形成されている。換気孔６の位置、数、大きさは適宜定めることができる。ただし、後述する正圧維持の際に不活性ガスが炭素質内部にできるだけ流入しないように、不活性ガスの流れ方向に対向して開口面が位置するものではなく、流れ方向に沿って開口面が位置しているのが望ましい。該炭素質カバー５は、開閉可能にするなどして、内部にろう付用組み立て体１０を収容することができる。ろう付用組み立て体は、被ろう付部材１０ａとろう材１０ｂとを適宜組み建てて組み立て体とする。被ろう付部材１０ａは、ろう材とクラッドしたブレージングシートとしてもよい。これらの被ろう付部材またはろう材の一部または全部ではＭｇを含有している。好適には、前記した組成を有しているのが望ましい。
加熱炉１の外部には、前記不活性ガス導入口に不活性ガスを導入する不活性ガス供給手段９が設置されている。

上記上記装置を用いたろう付方法を図２に基づいて説明する。
加熱炉１内に炭素質カバー５およびろう付用組み立て体１０を収容しておき、不活性ガス導入口３側を開閉弁７等によって閉じて、排気口４から加熱炉１内を排気する。排気を十分に行なった後に、前記不活性ガス供給手段９によって加熱炉１内に不活性ガスを導入する。そして、不活性ガスの導入によって、加熱炉１内を低酸素濃度状態にする。この際に、加熱炉１内は、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下、露点が−６０〜−３０℃であるのが望ましい。なお、加熱炉１内が当該条件を満たしたところで、ろう付用組み立て体１０を炭素質カバー５で覆うようにしても良い。

さらに、ろう付に際しては、不活性ガス導入口３を通して少量の不活性ガスを導入し、また、排気口４側で絞り弁８等によって排気流量を調整することで、加熱炉１内を周囲大気圧に対し１０３〜１５０％の正圧に維持する。この状態では、少量の不活性ガスは、加熱炉１の内壁と炭素質カバー５の外壁との間を流れ、しかも炭素質カバー５内とは略同圧であることで、炭素質カバー５内への不活性ガスの流入が殆どなく、したがって、不活性ガスに混入している極微量の酸素が炭素質カバー内に侵入するのを阻止することができる。極微量の酸素は、加熱炉１の内壁と炭素質カバー５の外壁との間を流れるに連れて炭素質カバー５の外壁面で捕捉・固定されて加熱炉内の低酸素状態が維持される。
この状態で、加熱手段２によって加熱炉１を加熱して、ろう付を行なう。この際の加熱温度は本発明としては特に限定されるものではなく、例えば５８０〜６１０℃によりろう付を行なう。
このろう付においては、フラックスを用いることなく良好にろう付を行なうことができ、組み立て体にもＭｇが残存する。
得られたろう付品は、例えば、８０℃×１週間の条件によって時効処理を行なうことにより、高い強度を得ることができ、自然時効によっても強度が向上する。

通常の条件で、表１〜表３に示す組成で、芯材用合金、ろう材用合金、犠牲材用合金、フィン材用合金を溶解・鋳造し、続いて面削、均質化処理を行い、熱間と冷間圧延により芯材用合金は１６０ｍｍ、犠牲材用合金、ろう材用合金は２０ｍｍ厚に製作した。これらを熱間にて表４に示す組合せでクラッド圧延し、冷間圧延と焼鈍により以下ような材料を作製した。これらを成形し組付けて、ろう付をしてラジエータとした。
チューブ（ろう材／芯材／犠牲材）：０．２０ｍｍ厚 Ｈ１４
ヘッダープレート（ろう材／芯材／犠牲材）：１．０ｍｍ厚 ０材
フィン（ベア）：０．０６ｍｍ厚 Ｈ１４
サイドサポート（ろう材／芯材／犠牲材）：１．０ｍｍ厚 ０材

ろう付は、前記実施形態で説明したろう付装置を用いて、不活性ガスを導入しつつ加熱炉内を正圧に維持したものと、不活性ガスの継続導入を行なわなかったものについて、６００℃にて５分間保持の条件により行なった。また、一部では不活性ガスを炭素質カバー内に導入して同様の条件でろう付を行なった。さらに比較のため、炭素質カバーを用いることなく、上記と同じ条件のろう付と、１０^−５Ｔｏｒｒ×６００℃×５分の真空ろう付を行った。
得られた供試材について、ろう付性評価として漏れ発生率の測定を行ない、強度評価として耐圧（破壊）強度試験を行ない、さらに耐食性試験を行った。それぞれの試験条件は、以下の通りである。各試験結果は表５に示した。

（漏れ発生率）
大気にて１．５ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をかけ、１分間経過後、圧力変化のない場合をもれがないと判断した。漏れ発生率は以下の数式で算出した。
もれ発生率＝（もれの発生したコアの数）÷（評価したコアの総数）×１００

（耐圧強度）
もれの発生しなかったコアに水圧を掛けて、その破壊時の圧力を測定した。

（耐食性試験）
本試験のコアのみ、チューブ材を下記材料で実施した。
Ａ７０７２（１０％クラッド）／Ａ３００３／Ａ４３４３（１０％クラッド） 板厚０．３ｍｍ
腐食液…水道水＋１００ｐｐｍＣｕ^２＋イオン
温度・サイクル…８０℃×１２ｈ（３０リットル／ｍｉｎ循環）→室温×１２ｈ（静止）
評価：外観観察による腐食生成物の発生までの時間で評価した。

以上の表に示すように、炭素質カバーでろう付用組み立て体をカバーしてろう付を行なうことにより、良好なろう付がなされ、また、Ｍｇが残存して高い強度を得ることができる。また、加熱炉内を正圧に維持することで、上記効果が一層顕著となる。なお、耐圧強度は、強度に寄与するＭｇ、Ｚｎの残が多いほど高く、Ｚｎの残が多いほど耐食性に優れ、もれ発生までの時間が長くなる。

本発明の一実施形態に用いられるろう付装置の概略を示すものである。 同じく、ろう付方法の手順を示す行程図である。

符号の説明

１ 加熱炉
２ 加熱手段
３ 不活性ガス導入口
４ 排気口
５ 炭素質カバー
６ 換気口
９ 不活性ガス供給手段

Claims (8)

1. 被ろう付部材とろう材の一部または全部にＭｇを含有するろう付用組み立て体を炭素質カバーで覆って非酸化性雰囲気下でフラックスを用いることなくろう付することを特徴とするろう付方法。
2. 前記ろう付用組み立て体のうちＭｇを含む材料の表面積ａと、前記炭素質カバー内部の容積ｂとの比ａ／ｂが２〜２００であることを特徴とする請求項１記載のろう付方法。
3. 加熱炉内に前記ろう付組み立て体および炭素質カバーを収容して、該加熱炉内に不活性ガスを導入して加熱炉内を非酸化性雰囲気とすることを特徴とする請求項１または２に記載のろう付方法。
4. ろう付中に前記加熱炉内に不活性ガスを供給して周囲大気圧に対し前記加熱炉内を正圧に維持することを特徴とする請求項３記載のろう付方法。
5. 前記加熱炉内の圧力を、周囲大気圧に対し１０３〜１５０％の正圧とすることを特徴とする請求項４記載のろう付方法。
6. 前記加熱炉における不活性ガスの導入と炉内排気とを、前記炭素質カバーの外側で行なうことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のろう付方法。
7. 前記炭素質カバーに、該炭素質カバー外部との通気が可能な換気孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のろう付方法。
8. ろう付用組み立て体を収納する加熱炉と、該加熱炉内を加熱する加熱手段と、加熱炉内に収納するろう付用組み立て体を覆い、換気孔を有する炭素質カバーと、前記加熱炉内に設置された炭素質カバーの外側に位置する不活性ガス導入口および排気口と、前記不活性ガス導入口を通して加熱炉内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを備えることを特徴とするろう付装置。

Images