JP2012061483A - Flux-less brazing method of aluminum material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably perform flux-less brazing even in an internal space without requiring flux.SOLUTION: In this method, an AI-Si-based brazing material 3 containing, by mass, 3 to 13% of Si and 0.1 to 5.0% of Mg and a member 4 to be brazed are brought into contact with and adhere to each other, and brazing is performed in a non-oxide atmosphere not accompanying pressure reduction. Since the brazing is performed at the adhered face of a contact adhesion part by using the AI-Si-based brazing material 3 in a temperature range in which at least an actual temperature of AI-Si-based brazing material 3 reaches 400°C or higher while making the highest oxygen concentration in a brazing atmosphere not higher than 50 ppm, the flux-less brazing can stably be performed without requiring the flux, and favorable joining becomes possible even in a region such as the internal space of, for example, a heat exchanger.

Description

本発明は、フラックスを使用することなく、ろう付が可能なアルミニウム材のフラックスレスろう付方法に関する。   The present invention relates to a fluxless brazing method of an aluminum material that can be brazed without using a flux.

ラジエータやコンデンサをはじめ、インタークーラー等を代表とする自動車用熱交換器や、その他アルミニウム合金にて製造される熱交換器や放熱器等は、現在、非腐食性のフッ化物系フラックスを用いてろう付けされるか、ろう材に0.5〜1.5質量%程度のMgを添加して真空下でろう付けされる工法が主流となっている。
上記フラックスを用いる場合、多くがろう付け対象部材をプレス成形等で加工後、所望の組み付け状態とし、フラックス粉末を溶媒に溶いた混濁液を組み付け体に塗着・乾燥させ、高純度窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で加熱ろう付けしている。この場合、フラックスを使用すること自体、或いは、その塗布工程の設置や管理にコストを要するという問題がある。また、フラックスは、その一部がろう付け加熱過程で蒸発し、炉内壁に付着、堆積することが知られており、堆積物の除去を目的とした定期的な炉のメンテナンスも必要コストとして生じる。そして昨今、自動車の軽量化促進に伴い、自動車用熱交換器でも材料の薄肉高強度化が求められ、アルミニウム材料の高強度化には、アルミニウム合金へのMg添加が有効であることは一般的に知られているが、フラックスを用いたろう付けではMgとフラックスが反応して高融点のMgFを生成することから、これがろう付け阻害要因となったり、材料中のMgを消費してしまうため、折角添加したMgが高強度化にあまり役立たないという問題がある。すなわち、フラックスろう付けでは製品中のMg添加部位や量に制限があり、積極的に材料高強度化手法として用いることができていないのが現状である。
Heat exchangers for automobiles, such as radiators and condensers, intercoolers, etc., and other heat exchangers and radiators manufactured from aluminum alloys, now use non-corrosive fluoride fluxes. The mainstream is a method of brazing or brazing under vacuum by adding about 0.5 to 1.5% by mass of Mg to the brazing material.
In the case of using the above-mentioned flux, most of the members to be brazed are processed by press molding or the like, and then put into a desired assembled state. Heat brazing in a non-oxidizing atmosphere such as In this case, there is a problem that the use of the flux itself, or the cost of installation and management of the coating process is required. In addition, it is known that a part of the flux evaporates during the brazing heating process and adheres to and accumulates on the inner wall of the furnace, and periodic furnace maintenance for removing the deposits also occurs as a necessary cost. . In recent years, with the promotion of weight reduction of automobiles, the heat exchangers for automobiles are also required to increase the thickness and strength of materials, and it is common to add Mg to aluminum alloys to increase the strength of aluminum materials. However, when brazing using a flux, Mg and the flux react to produce high melting point MgF 2 , which may cause brazing inhibition or consume Mg in the material. However, there is a problem that the added Mg is not very useful for increasing the strength. That is, in flux brazing, there are limitations on the sites and amounts of Mg added in the product, and the current situation is that they cannot be actively used as a method for increasing the strength of materials.

一方、真空ろう付けでは、ろう材に添加されたMgがろう付け昇温過程で材料中から蒸発し、その際に、ろう付け阻害要因であるアルミニウム材料表面の酸化皮膜を破壊し、雰囲気中では水分や酸素と結合するゲッター作用により、炉内雰囲気をろう付け可能な状態としている。本手法では、フラックス工程管理は必要ないものの、真空炉が高価な設備であること、炉の気密性管理等に相応のコストが生じる問題がある。また、自動車用熱交換器等では、製品の耐食性確保を目的にZnが添加されるが、真空加熱下ではZnが蒸発してしまい、製品材料中に十分なZnを残すことができないというデメリットもある。更に、炉内壁には蒸発したMgやZnが堆積することから、定期的な炉内清掃も必要となる。   On the other hand, in vacuum brazing, Mg added to the brazing material evaporates from the material during the brazing temperature rising process, and at that time, the oxide film on the surface of the aluminum material, which is a brazing inhibiting factor, is destroyed, and in the atmosphere The atmosphere inside the furnace can be brazed by the getter action combined with moisture and oxygen. Although this method does not require the flux process control, there are problems that the vacuum furnace is an expensive facility and that the corresponding cost is required for the airtightness management of the furnace. In addition, in heat exchangers for automobiles, Zn is added for the purpose of ensuring the corrosion resistance of the product. However, there is a demerit that Zn is evaporated under vacuum heating, and sufficient Zn cannot be left in the product material. is there. Furthermore, since evaporated Mg and Zn accumulate on the inner wall of the furnace, periodic cleaning of the furnace is also required.

これらに対し、最近では上記問題を解消しようとする大気圧下のフラックスレスろう付けが提案されている。例えば特許文献1では、SUS等の金属板が挿入された加圧密着接合部から、ろう溶融後に金属板を引抜くことによる、大気中フラックスレスアルミニウムの重ね継手ろう付方法を提案している。しかし、この技術では金属板の引抜工程を管理する必要があり、また、接合面形状が限定されるなどの問題がある。   On the other hand, fluxless brazing under atmospheric pressure has recently been proposed to solve the above problems. For example, Patent Document 1 proposes a method for brazing a lap joint of fluxless aluminum in the air by pulling out the metal plate from the pressure-bonded joint where a metal plate such as SUS is inserted after melting the brazing. However, in this technique, it is necessary to manage the drawing process of the metal plate, and there is a problem that the shape of the joint surface is limited.

特許文献2では、炭素質カバーでろう付対象物を覆うことで、低酸素濃度下でのフラックスレスろう付を行う技術が提案されている。しかし、本方法においては、カバーの工程管理が煩雑という問題がある。   Patent Document 2 proposes a technique for performing fluxless brazing under a low oxygen concentration by covering a brazing object with a carbonaceous cover. However, this method has a problem that the process management of the cover is complicated.

特許文献3では、クラッド材のろう材にMgを添加し、そのクラッド材で成形された熱交換器チューブの内側を不活性雰囲気中大気圧下でフラックスレスろう付けする方法が提案されている。   Patent Document 3 proposes a method in which Mg is added to a brazing material of a clad material, and the inner side of a heat exchanger tube formed of the clad material is fluxless brazed in an inert atmosphere under atmospheric pressure.

特許文献4では、酸洗等でアルミニウム初期酸化皮膜を20Å以下にし、揮発油を塗布して自然酸化皮膜成長を抑制し、Mgのゲッタ一作用によりろう付する技術が提案されている。   Patent Document 4 proposes a technique in which the aluminum initial oxide film is reduced to 20 mm or less by pickling or the like, volatile oil is applied to suppress natural oxide film growth, and brazing is performed by the getter action of Mg.

特許文献5では、Mg含有層よりも外側にMg拡散遅延層を設け、Mgがアルミニウム表面に到達する時間を稼ぐことでろう付性を確保する技術が提案されている。   Patent Document 5 proposes a technique that secures brazability by providing an Mg diffusion delay layer outside the Mg-containing layer and gaining time for Mg to reach the aluminum surface.

特開平8−174207号公報JP-A-8-174207 特開2007−44713号公報JP 2007-44713 A 特許第4037477号公報Japanese Patent No. 4037477 特許第3556827号公報Japanese Patent No. 3556827 特許第3701847号公報Japanese Patent No. 3701847

しかし、覆いを必要とせずに、大気圧下でのろう付けを可能にする特許文献3〜5においても以下の課題がある。
特許文献3で提案されている方法では、チューブ外面とフィンの接合はフラックスを使用しており、フラックスを使用することによるデメリットは完全に解消されていないという問題がある。
さらに、特許文献4に示される方法では、酸洗浄の工程管理が煩雑となる問題や、酸洗浄工程分のコストが増加するという問題がある。
また、特許文献5で提案されている技術では、従来の真空ろう付けやノコロックろう付けに用いる材料に対し、ろう材表面に酸化防止層を設けたクラッド材を準備する必要があり、材料コストが高くなるという問題がある。また、この技術が対象とする製品は積層形状に限定され、ろう付製品全般に対する汎用性はないという問題がある。
However, Patent Documents 3 to 5 that enable brazing under atmospheric pressure without requiring a cover also have the following problems.
In the method proposed in Patent Document 3, a flux is used to join the outer surface of the tube and the fin, and there is a problem that the disadvantages of using the flux are not completely eliminated.
Furthermore, the method disclosed in Patent Document 4 has a problem that the process management of the acid cleaning becomes complicated and the cost for the acid cleaning process increases.
Moreover, in the technique proposed in Patent Document 5, it is necessary to prepare a clad material in which an anti-oxidation layer is provided on the surface of the brazing material with respect to the material used for the conventional vacuum brazing or nocolok brazing, which reduces the material cost. There is a problem of becoming higher. In addition, products targeted by this technology are limited to laminated shapes, and there is a problem that they are not versatile for all brazed products.

なお、フラックスレスろう付はろう材中に添加したMgにより、Al酸化皮膜(Al)の還元分解作用によって接合を可能としている。そのため安定した接合状態を得るためにはろう材や被ろう付け部材へのMg添加が必須であるが、雰囲気中の酸素とMgが反応し、Mgの酸化皮膜(MgO)が生成すると、著しく接合状態が悪化するため、安定した接合が得られにくいことが課題である。従来は部材成分やろう付条件、さらには接合部の形状、部材の酸化皮膜厚さや皮膜欠陥部の分布密度などを最適化により、接合を可能としているが、接合部の形状や雰囲気によってはまだ十分な接合状態が得られにくく、接合状態が不安定になることがある。特に熱交換器の内部空間の接合部は外部雰囲気とのガス置換が不十分な場合、酸素濃度が高いまま温度が上昇するため、接合不良が発生しやすい。そのため、ろう付時のラインスピードを低下し、熱交換器内部の酸素濃度が低下させるなどの対策が必要となり、接合状態と生産性の両立が困難であるという問題がある。 In addition, fluxless brazing enables joining by the reductive decomposition action of the Al oxide film (Al 2 O 3 ) by Mg added to the brazing material. Therefore, in order to obtain a stable joining state, it is essential to add Mg to the brazing material and the brazed member. However, when oxygen in the atmosphere reacts with Mg to form an Mg oxide film (MgO), the joining is remarkably performed. Since the state deteriorates, it is difficult to obtain a stable joint. Conventionally, it is possible to join by optimizing the component components and brazing conditions, as well as the shape of the joint, the oxide film thickness of the member and the distribution density of the film defects, but depending on the shape and atmosphere of the joint It is difficult to obtain a sufficient bonding state, and the bonding state may become unstable. In particular, when the gas exchange with the external atmosphere is insufficient in the joint portion of the internal space of the heat exchanger, the temperature rises with the oxygen concentration being high, so that a joint failure is likely to occur. Therefore, it is necessary to take measures such as reducing the line speed during brazing and reducing the oxygen concentration inside the heat exchanger, and there is a problem that it is difficult to achieve both the bonding state and productivity.

このような問題に鑑み、本発明ではフラックス塗布工程、ろう付け時に使用する覆い等の副資材コスト、材料酸洗浄等の新たな工程コストを必要とせず、且つ、熱交換器等の形状によらない汎用的なフラックスレスろう付けが可能なアルミニウム材のフラックスレスろう付方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention does not require a new material cost such as a flux coating process, a secondary material cost such as a cover used during brazing, and a material acid cleaning, and it depends on the shape of the heat exchanger or the like. It is an object of the present invention to provide a fluxless brazing method of an aluminum material capable of non-general purpose fluxless brazing.

すなわち、本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法のうち、第1の本発明は、質量%で、Si:3〜13%、Mg:0.1〜5.0%を含有するAl−Si系ろう材と被ろう付部材とを接触密着させ、減圧を伴わない非酸化性雰囲気でろう付けする方法であって、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にして、前記Al−Si系ろう材により接触密着部の密着面においてろう付を行うことを特徴とする。   That is, among the fluxless brazing methods for aluminum materials of the present invention, the first present invention is Al-Si containing, by mass%, Si: 3 to 13%, Mg: 0.1 to 5.0%. A method of bringing a brazing filler metal and a brazing member into close contact with each other and brazing in a non-oxidizing atmosphere without reducing pressure, wherein at least the actual temperature of the Al-Si brazing filler metal is 400 ° C or higher. The brazing atmosphere is characterized in that the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere is 50 ppm or less and brazing is performed on the adhesion surface of the contact adhesion portion with the Al—Si brazing material.

第2の本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法は、前記第1の本発明において、ろう付雰囲気中に還元性ガスもしくは還元性ガスを体積比で0.1%以上含有する不活性ガスを導入して雰囲気ガスと置換して、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる前記温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にすることを特徴とする。   The fluxless brazing method for an aluminum material according to the second aspect of the present invention is the inert gas containing 0.1% or more by volume of reducing gas or reducing gas in the brazing atmosphere in the first aspect of the present invention. Is replaced with an atmospheric gas, and at least in the temperature range where the actual temperature of the Al—Si brazing material is 400 ° C. or more, the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere is 50 ppm or less. To do.

第3の本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法は、質量%で、Si:3〜13%、Mg:0.1〜5.0%を含有するAl−Si系ろう材と被ろう付部材とを接触密着させて非酸化性雰囲気でろう付けする方法であって、ろう付加熱前またはろう付加熱時の400℃未満の温度域で1〜10−3torrに減圧後、ろう付雰囲気中に還元性ガスもしくは還元性ガスを体積比で0.1%以上含有する不活性ガスを導入して雰囲気ガスと置換して減圧を伴わない非酸化性雰囲気とし、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる前記温度域において、ろう付雰囲気中で最高酸素濃度を50ppm以下にして、前記Al−Si系ろう材により接触密着部の密着面においてろう付を行うことを特徴とする。 A fluxless brazing method for an aluminum material according to the third aspect of the present invention includes an Al-Si brazing material containing Si: 3 to 13% and Mg: 0.1 to 5.0% by mass% and brazing. A method of brazing in a non-oxidizing atmosphere by bringing a member into close contact with each other, wherein the brazing atmosphere is reduced to 1-10 −3 torr in a temperature range of less than 400 ° C. before or during brazing heat addition. Introducing a reducing gas or an inert gas containing a reducing gas in a volume ratio of 0.1% or more to replace the atmosphere gas to form a non-oxidizing atmosphere without depressurization, and at least the Al—Si type brazing In the temperature range where the actual temperature of the material is 400 ° C. or higher, the maximum oxygen concentration is set to 50 ppm or less in a brazing atmosphere, and brazing is performed on the adhesion surface of the contact adhesion portion with the Al—Si brazing material. Features.

第4の本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記Al−Si系ろう材が芯材にクラッドされてブレージングシートの最表面に位置するものであり、前記ろう付によって前記芯材と前記被ろう付部材とを接合するものであることを特徴とする。   A fluxless brazing method for an aluminum material according to a fourth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the Al-Si brazing material is clad by a core material on the outermost surface of the brazing sheet. It is located, The said core material and the said to-be-brazed member are joined by the said brazing, It is characterized by the above-mentioned.

第5の本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記Al−Si系ろう材がシート状であって、被ろう付材間に挟んで配置され、前記ろう付によって前記被ろう付部材同士を接合するものであることを特徴とする。   A fluxless brazing method for an aluminum material according to a fifth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to third aspects, wherein the Al-Si brazing material is in the form of a sheet, It is arrange | positioned on both sides and the said to-be-brazed members are joined by the said brazing, It is characterized by the above-mentioned.

以下に、本発明で規定する成分等の限定理由について以下に説明する。なお、各成分量はいずれも質量%で示される。   Below, the reason for limitation of the component etc. which are prescribed | regulated by this invention is demonstrated below. In addition, each component amount is shown by mass%.

1.ろう材
本発明ではAl−Si系合金をベースとしたろう材が使用され、下記含有量でSiおよびMgを必須成分として含有する。
1. Brazing material In the present invention, a brazing material based on an Al-Si alloy is used, and Si and Mg are contained as essential components at the following contents.

Si:3〜13%
SiはAlに含有することにより、その融点を低下させ、ろう付温度にて溶融して所定の継手を形成する基本的な元素である。ろうとして機能する適正な含有量の範囲として、3〜13%とする。3%未満では生成する液相量が不足するため十分な流動性が得られず、13%を超えると初晶Siが急激に増加して加工性が悪化するとともに、ろう付時に接合部のろう侵食が著しく促進される。Si含有量の一層好ましい下限は6%、上限は12%である。
また、ろう材表面に存在するSi粒子上ではアルミニウムの緻密な酸化皮膜の成長が抑制され、酸化皮膜の欠陥部が生成する。すなわち、アルミニウム材料表面の酸化皮膜がろう付熱処理中に厚膜となっても、金属間化合物の周辺からろう材の染み出しが発生し、この部位を起点に酸化皮膜の破壊や分断が進み、溶融ろうの濡れ性が向上するため、より安定した接合状態を得ることが可能となる。
Si: 3 to 13%
Si, when contained in Al, is a basic element that lowers its melting point and melts at a brazing temperature to form a predetermined joint. The appropriate content range that functions as a wax is 3 to 13%. If it is less than 3%, sufficient fluidity cannot be obtained because the amount of liquid phase produced is insufficient, and if it exceeds 13%, the primary crystal Si rapidly increases and the workability deteriorates and the brazing of the joint during brazing Erosion is significantly accelerated. The more preferable lower limit of the Si content is 6%, and the upper limit is 12%.
In addition, on the Si particles existing on the surface of the brazing material, the growth of a dense oxide film of aluminum is suppressed, and a defective portion of the oxide film is generated. That is, even if the oxide film on the surface of the aluminum material becomes a thick film during the brazing heat treatment, the brazing material oozes out from the periphery of the intermetallic compound, and the destruction and fragmentation of the oxide film proceeds from this site, Since the wettability of the molten solder is improved, a more stable joined state can be obtained.

Mg:0.1〜5.0%
Mgは材料表面に生成する緻密なアルミニウムの酸化皮膜(A1)をろう付加熱時に還元、分解して、接合性とろうの濡れ性を向上する効果を有する。本発明において十分な接合を得るためのMg含有量は0.1〜5.0%である。0.1%未満では本発明の効果であるろう付時接合面の酸化皮膜破壊効果が得られず、5.0%を越えるとその効果が飽和し、かつ、アルミニウム材料の加工性に難を生じる。
本発明では、上記Mg成分範囲における酸化皮膜破壊活動のみでもろう付性を確保できるが、さらに、Mg含有量を最適化してAl−Si−Mg系ろう材の固相線温度の低下効果を利用すれば、優れたろう付性を発揮できる。この場合のMgの最適含有量は、Si含有量により変動するが、例えばSi含有量が6〜12%の場合は、Mg含有量は0.75〜1.5%が好ましい。この範囲であれば、ろうの融点低下が十分に得られ、Mgによる酸化皮膜破壊効果との相乗効果により、より良好なろう付性を得ることが可能となる。具体的には、Al−Si−Mg合金で最も低い固相線温度の559℃以上でろう付が可能となる。
Mg: 0.1-5.0%
Mg reduces and decomposes a dense aluminum oxide film (A1 2 0 3 ) formed on the surface of the material during the heat of brazing, and has the effect of improving the bondability and the wettability of the braze. In the present invention, the Mg content for obtaining sufficient bonding is 0.1 to 5.0%. If the content is less than 0.1%, the effect of the present invention is not obtained by the effect of destroying the oxide film on the joint surface during brazing. If the content exceeds 5.0%, the effect is saturated and the workability of the aluminum material is difficult. Arise.
In the present invention, brazing properties can be ensured only by the oxide film breaking activity in the above Mg component range, but further, the Mg content is optimized and the effect of lowering the solidus temperature of the Al—Si—Mg brazing material is utilized. If this is the case, excellent brazing properties can be exhibited. The optimum Mg content in this case varies depending on the Si content. For example, when the Si content is 6 to 12%, the Mg content is preferably 0.75 to 1.5%. If it is this range, the melting | fusing point fall of solder | brazing | wax will fully be obtained and it will become possible to obtain a more favorable brazing property by the synergistic effect with the oxide film destruction effect by Mg. Specifically, brazing can be performed at the lowest solidus temperature of 559 ° C. or higher with an Al—Si—Mg alloy.

本発明のろう材は、上記Si、Mgを含有し、その他をAlと不可避不純物とするものでもよく、また、上記Si、Mgの作用を損なわない範囲で、その他の成分を含有するものであってもよい。以下に、所望によって含有するその他の成分を説明する。   The brazing filler metal of the present invention may contain the above Si and Mg, and the others may be Al and inevitable impurities, and may contain other components as long as the effects of the above Si and Mg are not impaired. May be. Below, the other component contained depending on necessity is demonstrated.

Zn:0.1〜5.0%
Znはろう材の電位を低下させ、犠牲陽極効果によりブレージングシートなどの耐食性を向上させる効果を有するので所望によりろう材に含有させる。Znの含有量は0.1〜5.0%が望ましい。0.1%未満では電位がほとんど変化しないため十分な耐食性向上効果が得られず、5.0%を超えると腐食速度が著しく増大する。なお、Zn含有量の一層好ましい下限は0.5%、上限は3.0%である。また、Znを積極的に添加しない場合でも、該Znを不可避不純物として0.1%未満で含むものであってもよい。
Zn: 0.1 to 5.0%
Zn has the effect of lowering the potential of the brazing material and improving the corrosion resistance of the brazing sheet or the like by the sacrificial anode effect, so it is contained in the brazing material as desired. The Zn content is preferably 0.1 to 5.0%. If it is less than 0.1%, the potential hardly changes, so that a sufficient corrosion resistance improving effect cannot be obtained. If it exceeds 5.0%, the corrosion rate increases remarkably. In addition, the more preferable minimum of Zn content is 0.5%, and an upper limit is 3.0%. Even when Zn is not actively added, the Zn may be contained as an inevitable impurity in an amount of less than 0.1%.

さらに本発明では、ろう材表面に金属間化合物やSi粒子が存在していることが好ましい。通常、アルミニウム材料表面には緻密なAl等の酸化皮膜が存在し、ろう付熱処理過程ではこれがさらに成長し厚膜となる。酸化皮膜の厚みが増すほど、酸化皮膜の破壊作用を阻害する傾向が強くなるが、ろう材表面に金属間化合物やSi粒子が存在すると、同部位ではアルミニウムの緻密な酸化皮膜の成長が抑制され、酸化皮膜の欠陥部が生成する。すなわち、アルミニウム材料表面の酸化皮膜がろう付熱処理中に厚膜となっても、金属間化合物やSi粒子の周辺からろう材の染み出しが発生し、この部位を起点に酸化皮膜の破壊や分断が進み、溶融ろうの濡れ性が向上するため、より安定した接合状態を得ることが可能となる。
そこで、本発明では、所望によりろう材中にFe、Ni、Mnの一種以上を添加し、Al−Fe、Al−Ni、Al−Mn系あるいはAl−Fe−(Mn、Ni)系ならびにAl−Si−(Fe、Ni、Mn)系の金属間化合物を多数生成させ、同部位における酸化皮膜の成長を抑制し、酸化皮膜の欠陥部を形成させることで接合率を著しく向上させることができる。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that an intermetallic compound or Si particles exist on the surface of the brazing material. Usually, a dense oxide film such as Al 2 O 3 is present on the surface of the aluminum material, and this further grows and becomes a thick film in the brazing heat treatment process. As the thickness of the oxide film increases, the tendency to inhibit the destruction of the oxide film becomes stronger. However, the presence of intermetallic compounds and Si particles on the brazing filler metal surface suppresses the growth of a dense oxide film of aluminum at the same site. A defect portion of the oxide film is generated. In other words, even if the oxide film on the surface of the aluminum material becomes thick during brazing heat treatment, the brazing material oozes out from the periphery of the intermetallic compound and Si particles, and the oxide film is broken or divided starting from this site. Since the wettability of the molten solder is improved, a more stable joined state can be obtained.
Therefore, in the present invention, if desired, one or more of Fe, Ni, and Mn are added to the brazing material, and Al—Fe, Al—Ni, Al—Mn, Al—Fe— (Mn, Ni), and Al— are added. A large number of Si- (Fe, Ni, Mn) -based intermetallic compounds are generated, the growth of the oxide film at the same site is suppressed, and the defect portion of the oxide film is formed, so that the joining rate can be remarkably improved.

Fe:0.5〜1.5%
Feの含有量は0.5〜1.5%が望ましい。0.5%未満では金属間化合物の生成量が少なすぎて上記した効果が十分には得られず、一方、1.5%を超えると鋳造および圧延性が著しく低下し、さらにろう材の腐食速度が増大し、耐食性が低下する。なお、Fe含有量の一層好ましい下限は0.5%超、上限は1.0%である。
Fe: 0.5 to 1.5%
The content of Fe is desirably 0.5 to 1.5%. If it is less than 0.5%, the amount of intermetallic compound produced is too small to obtain the above-mentioned effects sufficiently. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the casting and rolling properties are remarkably lowered, and the corrosion of the brazing material is further reduced. Speed increases and corrosion resistance decreases. Note that the more preferable lower limit of the Fe content is more than 0.5%, and the upper limit is 1.0%.

Ni:0.1〜1.0%
Niの含有量は0.1〜1.0%が望ましい。0.1%未満では金属間化合物の生成量が少なすぎて十分な効果は得られず、1.0%を超えるとろう材の腐食速度が著しく増大し、耐食性が低下する。なお、Ni含有量の一層好ましい下限は0.3%、上限は0.5%である。
Ni: 0.1 to 1.0%
The Ni content is preferably 0.1 to 1.0%. If the amount is less than 0.1%, the amount of intermetallic compound produced is too small to obtain a sufficient effect. If the amount exceeds 1.0%, the corrosion rate of the brazing material is remarkably increased and the corrosion resistance is lowered. In addition, the more preferable lower limit of Ni content is 0.3%, and the upper limit is 0.5%.

Mn:0.3〜1.7%
Mnの含有量は0.3〜1.7%が望ましい。0.3%未満では金属間化合物の生成量が少なすぎて十分な効果は得られず、1.7%を超えると鋳造性が低下し、製造が困難となる。なお、Mn含有量の一層好ましい下限は0.7%、上限は1.5%である。
Mn: 0.3 to 1.7%
The Mn content is desirably 0.3 to 1.7%. If it is less than 0.3%, the production amount of intermetallic compounds is too small to obtain a sufficient effect, and if it exceeds 1.7%, the castability is lowered and the production becomes difficult. Note that the more preferable lower limit of the Mn content is 0.7%, and the upper limit is 1.5%.

Be:0.0001〜0.1%
Beは、ろう付に際し溶融ろうの表面に形成する酸化皮膜の成長を抑制し、雰囲気の酸素濃度が高い状態でも良好な接合状態が得られるので所望により含有させる。このため、0.0001%以上の含有が必要であり、下限未満では上記作用が十分に得られない。一方、上限を超えると、効果が飽和し、さらに、材料コストの増大を招くためBeの含有量を上記範囲に定める。なお、同様の理由で下限を0.002%、上限を0.01%とするのが望ましい。
Be: 0.0001 to 0.1%
Be suppresses the growth of an oxide film formed on the surface of the molten brazing during brazing, and a good bonding state can be obtained even when the oxygen concentration in the atmosphere is high. For this reason, the content of 0.0001% or more is necessary, and if the content is less than the lower limit, the above-described effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the effect is saturated and the material cost is increased, so the content of Be is set in the above range. For the same reason, it is desirable that the lower limit is 0.002% and the upper limit is 0.01%.

Sr:0.005〜0.1%
Srは、ろう材Si粒子を微細にし、酸化皮膜の欠陥部を均一に分散させ、接合の安定性を向上させるので、所望により含有させる。Srの含有量が下限未満であると、効果が不十分であり、一方、上限を超えると効果が飽和する。さらには、上限を超えると巨大金属間化合物が生成し、成形性や金型磨耗性が低下する。
Sr: 0.005 to 0.1%
Sr makes the brazing filler metal Si particles fine, uniformly disperses defective portions of the oxide film, and improves the stability of the bonding, so is contained as desired. If the Sr content is less than the lower limit, the effect is insufficient, while if the content exceeds the upper limit, the effect is saturated. Furthermore, if the upper limit is exceeded, a giant intermetallic compound is produced, and moldability and mold wear resistance are reduced.

Bi:0.01〜0.5%
Biは、溶融ろうの濡れ性を向上させるので、所望により含有させる。Biの含有量が下限未満であると効果が不十分であり、一方、上限を超えると効果が飽和し、材料コストの増大を招くため望ましくない。
Bi: 0.01-0.5%
Bi improves the wettability of the molten wax, and is therefore contained as desired. If the Bi content is less than the lower limit, the effect is insufficient. On the other hand, if the Bi content exceeds the upper limit, the effect is saturated and the material cost is increased.

Ca:0.05〜1.0%
Caは、Mgの酸化皮膜を還元分解し、ろう付における接合状態を向上させるので、所望により含有させる。下限未満では効果が不十分であり、一方、上限を超えるとCaの酸化が促進され、接合率が低下する。なお、同様の理由で下限を0.1%、上限を0.7%とするのが望ましい。
Ca: 0.05 to 1.0%
Ca reduces and decomposes the Mg oxide film and improves the bonding state in brazing, so Ca is contained as desired. If it is less than the lower limit, the effect is insufficient. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the oxidation of Ca is promoted and the bonding rate is lowered. For the same reason, it is desirable that the lower limit is 0.1% and the upper limit is 0.7%.

2.被ろう付部材の材質
被ろう付部材としては、一般的に用いられているアルミニウム合金であれば何れも問題なく使用可能であり、本発明としては特定のものに限定されるものではない。被ろう付部材にろう材がクラッドされているものであってもよく、また、被ろう付部材は、ろう材が表面にないベアのものであってもよい。なお、ろう材シートを挟み込む二つの被ろう付部材は、同じ材質からなるものであってもよく、また、異なる材質からなるものであってもよい。
2. Material of Brazed Member Any generally used aluminum alloy can be used as the brazed member without any problem, and the present invention is not limited to a specific one. The brazing member may be clad with a brazing material, and the brazing member may be a bare member with no brazing material on the surface. The two brazed members that sandwich the brazing material sheet may be made of the same material, or may be made of different materials.

3.ろう材および被ろう付部材の初期酸化膜厚
本発明の実施に当たっては、特に材料表面の初期酸化皮膜を抑制するような材料製作は必要としない為、通常、アルミニウムの量産コイル材として作製され得る、初期酸化膜厚20〜500Å程度のアルミニウム材料を使用できる。20Å未満では、従来技術に示したような酸洗浄等が必要となり、500Åを越えるものはMgによる酸化皮膜破壊作用が十分に得られず、良好な接合状態が得られにくくなる。
3. Initial oxide film thickness of brazing material and brazed member In carrying out the present invention, since it is not necessary to produce a material that suppresses the initial oxide film on the surface of the material in particular, it can usually be produced as a mass production coil material of aluminum. An aluminum material having an initial oxide film thickness of about 20 to 500 mm can be used. If it is less than 20 mm, acid cleaning or the like as shown in the prior art is necessary, and if it exceeds 500 mm, the oxide film destruction action by Mg cannot be sufficiently obtained, and it becomes difficult to obtain a good bonding state.

4.炉内雰囲気
本発明の実施にあたっては、炉内雰囲気を不活性ガス、或いは還元性ガス等の非酸化性ガスとすることで、雰囲気中の酸素濃度や露点を低下させ、被ろう付け物の再酸化を抑制する必要がある。使用する置換ガスの種類としては、接合を得るにあたり特に限定されるものではないが、コストの観点で、不活性ガスとしては窒素、アルゴン、還元性ガスとしては水素、アンモニア、一酸化炭素を用いることが好適である。雰囲気中の酸素濃度管理が必要であり、少なくとも、Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にすることが必要である。したがって、400℃未満の温度領域では、必ずしも酸素濃度を50ppm以下にすることが必要とされるものではなく、例えば500ppm以下であってもよい。400℃以上の温度領域でろう付雰囲気中の酸素濃度が50ppmを超えると、熱交換器内部空間で接合不良が生じやすく、特にろう材が表面にないベア構成部材と、ろう材間の接合が十分に得られなくなる。また、400℃以上の温度領域では、3ppmを下限にしてもよい。3ppm未満でも接合に不具合は生じないが、雰囲気の管理に多量のガスを使用する等、製造コストの増大懸念が生じるためである。なお400℃未満の温度領域で酸素濃度を50ppm以下にするものであってもよい。
また、少なくとも400℃以上の温度領域で減圧を伴わない雰囲気とすれば、アルミニウム材料からのMgやZnの蒸発はほとんど発生せず、炉内壁等の汚染を生じないというメリットが得られる。
なお、ここで、Al−Si系ろう材の実温とは、ブレージングシートもしくはろう材単体シートの実体温度のことを言う。よって、雰囲気の温度が当該温度に到達していてもAl−Si系ろう材の温度が当該温度に達していないものは、ここでいう実温に達していないものである。
4). In-furnace atmosphere In carrying out the present invention, the atmosphere in the furnace is changed to a non-oxidizing gas such as an inert gas or a reducing gas, thereby reducing the oxygen concentration and dew point in the atmosphere and It is necessary to suppress oxidation. The type of replacement gas to be used is not particularly limited in obtaining bonding, but from the viewpoint of cost, nitrogen, argon, and hydrogen, ammonia, and carbon monoxide are used as the inert gas and the reducing gas, respectively. Is preferred. It is necessary to control the oxygen concentration in the atmosphere, and at least in the temperature range where the actual temperature of the Al—Si brazing material is 400 ° C. or higher, the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere needs to be 50 ppm or lower. . Therefore, in the temperature range below 400 ° C., the oxygen concentration is not necessarily required to be 50 ppm or less, and may be, for example, 500 ppm or less. If the oxygen concentration in the brazing atmosphere exceeds 50 ppm in a temperature range of 400 ° C. or higher, poor bonding is likely to occur in the heat exchanger internal space. Not enough. In the temperature range of 400 ° C. or higher, 3 ppm may be set as the lower limit. Even if it is less than 3 ppm, there is no problem in joining, but there is a concern that the manufacturing cost will increase, such as using a large amount of gas for the management of the atmosphere. In addition, you may make oxygen concentration 50 ppm or less in the temperature range below 400 degreeC.
Further, if the atmosphere is at least 400 ° C. and is not accompanied by reduced pressure, the evaporation of Mg and Zn from the aluminum material hardly occurs, and there is an advantage that the furnace wall and the like are not contaminated.
Here, the actual temperature of the Al—Si brazing material refers to the actual temperature of the brazing sheet or the brazing material single sheet. Therefore, the case where the temperature of the Al—Si brazing material does not reach the temperature even if the temperature of the atmosphere reaches the temperature does not reach the actual temperature here.

酸素濃度を50ppm以下にするために、上記のようにろう付雰囲気中に還元性ガスもしくは不活性ガスを導入して雰囲気ガスをパージする方法を採ることができる。なお、不活性ガスを用いる場合、還元性ガスを体積比で0.1%以上含有するものが望ましい。還元性ガスを0.1%以上含むことで雰囲気中の酸素や水蒸気が還元され、酸素濃度および露点を短時間で著しく低下させて低酸素濃度とすることが可能であり、不活性ガスのみの場合より、ろう付時間の短縮が可能となり、著しく生産性が向上する。還元性ガスが0.1%未満ではその効果がほとんど得られない。すなわち、不活性ガスはもとあった雰囲気ガスを追い出して置換するものであるが、一方、還元性ガスは雰囲気の酸素や水蒸気の還元作用により、より積極的に雰囲気を低酸素濃度化する効果がある。
上記パージは、400℃以上の温度域で酸素濃度を管理するために、400℃未満の温度域の際に行うのが望ましい。
また、上記パージに先立ってろう付雰囲気内を真空引きすることもできる。該真空引きによって、ガス置換が行われ難い熱交換器の内部空間におけるろう付雰囲気の酸素濃度を確実に低減することができる。該真空引きとしては、1〜10−3torrの圧力に調整するのが望ましい。10−3torr未満では、真空引きに時間を要するため生産性が低下し、1torrを超えると減圧による酸素濃度低下の効果がほとんど得られない。
In order to reduce the oxygen concentration to 50 ppm or less, a method of purging the atmospheric gas by introducing a reducing gas or an inert gas into the brazing atmosphere as described above can be employed. In addition, when using an inert gas, what contains 0.1% or more of reducing gas by volume ratio is desirable. By containing 0.1% or more of reducing gas, oxygen and water vapor in the atmosphere are reduced, and it is possible to reduce the oxygen concentration and dew point significantly in a short time to a low oxygen concentration. In some cases, brazing time can be shortened, and productivity is remarkably improved. If the reducing gas is less than 0.1%, the effect is hardly obtained. In other words, the inert gas expels and replaces the original atmospheric gas, whereas the reducing gas has the effect of reducing the oxygen concentration more actively by reducing the oxygen and water vapor in the atmosphere. There is.
The purge is desirably performed in a temperature range below 400 ° C. in order to manage the oxygen concentration in a temperature range of 400 ° C. or higher.
In addition, the brazing atmosphere can be evacuated prior to the purge. By this evacuation, the oxygen concentration of the brazing atmosphere in the internal space of the heat exchanger where gas replacement is difficult to be performed can be surely reduced. The vacuuming is preferably adjusted to a pressure of 1 to 10 −3 torr. If it is less than 10 −3 torr, it takes time to evacuate, so that the productivity is lowered. If it exceeds 1 torr, the effect of lowering the oxygen concentration due to reduced pressure is hardly obtained.

5.ろう付け温度
本発明においては、Al−Si−Mg合金からなるろう材シートの最も低い固相線温度の559℃以上でろう付けができ、当然、従来からのAl−Siろう材によるろう付け温度範囲も使用可能である。具体的には559〜620℃が良い。559℃未満ではろうの溶融が得られずろう付けが得られない。620℃超ではろう侵食が顕著となり、製品形状の維持等に問題が生じるため好ましくない。但し、この温度範囲においても、ろうの合金組成によって固相線温度が低い場合には、ろう侵食が顕著になる場合もあり、その際は、この温度範囲の中で合金組成にあったろう付け温度を選択するのが好ましい。
5. Brazing temperature In the present invention, brazing can be performed at the lowest solidus temperature of 559 ° C. or higher of a brazing material sheet made of an Al—Si—Mg alloy. Ranges can also be used. Specifically, 559-620 degreeC is good. If it is less than 559 degreeC, the melting | fusing of a brazing cannot be obtained and brazing cannot be obtained. If it exceeds 620 ° C., the wax erosion becomes prominent, and there is a problem in maintaining the product shape. However, even in this temperature range, if the solidus temperature is low due to the alloy composition of the brazing, brazing erosion may become prominent. In this case, the brazing temperature suitable for the alloy composition within this temperature range. Is preferably selected.

以上説明したように、本発明のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法によれば、質量%で、Si:3〜13%、Mg:0.1〜5.0%を含有するAl−Si系ろう材と被ろう付部材とを接触密着させ、減圧を伴わない非酸化性雰囲気でろう付けする方法であって、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にして、前記Al−Si系ろう材により接触密着部の密着面においてろう付を行うので、フラックスを必要としないフラックスレスろう付が可能となり、従来よりも安定した接合状態を容易かつ確実に得ることができる。
したがって、熱交換器の内部空間などでも安定した接合を行うことができ、接合状態と生産性の両立が可能になるという効果がある。
As described above, according to the fluxless brazing method for aluminum material of the present invention, the Al—Si brazing containing Si: 3 to 13% and Mg: 0.1 to 5.0% in mass%. A method in which a brazing member and a brazing member are brought into contact and intimate contact, and brazing in a non-oxidizing atmosphere without decompression, at least in a temperature range where the actual temperature of the Al-Si brazing material is 400 ° C or higher, Since the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere is 50 ppm or less and brazing is performed on the adhesion surface of the contact adhesion portion with the Al-Si brazing material, flux-less brazing that does not require flux is possible, which is conventionally In addition, a stable joined state can be obtained easily and reliably.
Therefore, stable bonding can be performed even in the internal space of the heat exchanger, and there is an effect that both the bonding state and productivity can be achieved.

本発明の一実施形態におけるろう付け前の状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state before brazing in one Embodiment of this invention.

以下に、Al−Si系ろう材がクラッドされた本発明の一実施形態を説明する。
質量%で、Mgを0.1〜5.0%、Siを3〜13%含有するAl−Si系ろう材と、芯材とは常法により製造することができ、両者またはこれに犠牲材などの他の材料とを重ねてクラッド圧延する。該クラッド圧延での製造条件は特に限定されるものではない。
また、各層のクラッド率も本発明としては特定されるものではない。
なお、芯材としては、Si:0.1〜1.2%、Mg:0.01〜2.0%を含有するもの、Mn:0.2〜2.5%、Cu:0.05〜1.0%、Si:0.1〜1.2%、Fe:0.1〜1.0%を含有するもの、あるいはSi:0.1〜1.2%、Mg:0.01〜2.0%を含有し、さらにMn:0.2〜2.5%、Cu:0.05〜1.0%、Fe:0.1〜1.0%の内1種または2種以上を含有し、さらに所望によりZr:0.01〜0.3%、Ti:0.01〜0.3%、Cr:0.01〜0.5%の内1種または2種以上を含有するものなどが望ましい。
An embodiment of the present invention in which an Al—Si brazing material is clad will be described below.
An Al—Si brazing material containing 0.1 to 5.0% Mg and 3 to 13% Si and a core material can be manufactured by a conventional method, and both or a sacrificial material. Clad rolling with other materials. The production conditions in the clad rolling are not particularly limited.
Further, the cladding ratio of each layer is not specified as the present invention.
As the core material, Si: 0.1 to 1.2%, Mg: 0.01 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.5%, Cu: 0.05 to One containing 1.0%, Si: 0.1-1.2%, Fe: 0.1-1.0%, or Si: 0.1-1.2%, Mg: 0.01-2 0.0%, and further contains one or more of Mn: 0.2-2.5%, Cu: 0.05-1.0%, Fe: 0.1-1.0% Further, if desired, those containing one or more of Zr: 0.01 to 0.3%, Ti: 0.01 to 0.3%, Cr: 0.01 to 0.5%, etc. Is desirable.

アルミニウムクラッド材1は、図1に示すように芯材2の片面または両面にクラッドされた上記Al−Si系ろう材3が最表面に位置しており、初期酸化膜厚として20〜500Åの酸化皮膜が形成されている。
上記アルミニウムクラッド材1は、前記Al−Si系ろう材3が、ベアフィン、無垢材コネクタなどの被ろう付部材4に接触密着するように組み付けられて、好適には熱交換器組立体などを構成する。なお、被ろう付部材としては種々の組成のアルミニウム材料を用いることができ、本発明としては特定のものに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the aluminum clad material 1 has the Al—Si brazing material 3 clad on one or both sides of the core material 2 positioned on the outermost surface, and an initial oxide film thickness of 20 to 500 mm. A film is formed.
The aluminum clad material 1 is assembled so that the Al-Si brazing material 3 is in close contact with a brazed member 4 such as a bare fin or a solid material connector, and preferably constitutes a heat exchanger assembly or the like. To do. Note that aluminum members having various compositions can be used as the member to be brazed, and the present invention is not limited to a specific one.

上記組立体は加熱炉内に配置される。加熱炉内(ろう付雰囲気)はろう付加熱に際し非酸化性雰囲気とされる。該非酸化性雰囲気は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたは水素、アンモニア、一酸化炭素などの還元性ガス、あるいはこれらの混合ガスを用いて構成する。
非酸化性雰囲気は、加熱炉内に還元性ガスまたは還元性ガスを含む不活性ガスを導入して雰囲気ガスをパージして生成する。これにより、ろう付雰囲気では、酸素濃度が50ppm以下に管理される。なお、パージに先立って加熱炉内を1〜10−3torrに減圧する工程を行うようにしてもよい。
加熱炉では、昇温前または昇温中に上記パージが行われ、Al−Si系ろう材3の実温が400℃以上となる温度領域では、確実に酸素濃度が50ppm以下になっている。
加熱炉は密閉した空間を有するものとしてもよいが、本発明としては加熱炉が密閉されていることを必要とせず、ろう付材の搬入口、搬出口を有するものであってもよい。このような加熱炉でも、還元性ガスや不活性ガスを炉内に吹き出し続けることで非酸化性雰囲気が維持される。上記雰囲気下で559〜620℃で加熱をしてろう付を行う。ろう付においては、熱交換器の内部空間などにおいても芯材2と被ろう付部材4との接触密着部5がフラックスレスで良好に接合される。
なお、上記では、Al−Si系ろう材が芯材にクラッドされて使用されるものとして説明したが、該ろう材をシート状にして被ろう付部材間に挟んで使用するものであってもよい。
The assembly is placed in a heating furnace. The inside of the heating furnace (brazing atmosphere) is a non-oxidizing atmosphere during the brazing addition heat. The non-oxidizing atmosphere is configured using an inert gas such as nitrogen or argon, a reducing gas such as hydrogen, ammonia or carbon monoxide, or a mixed gas thereof.
The non-oxidizing atmosphere is generated by introducing a reducing gas or an inert gas containing a reducing gas into the heating furnace and purging the atmosphere gas. Thereby, in a brazing atmosphere, oxygen concentration is managed to 50 ppm or less. In addition, you may make it perform the process of pressure-reducing the inside of a heating furnace to 1-10 < -3 > torr prior to purge.
In the heating furnace, the purge is performed before or during the temperature increase, and in the temperature region where the actual temperature of the Al—Si brazing filler metal 3 is 400 ° C. or higher, the oxygen concentration is surely 50 ppm or lower.
Although the heating furnace may have a sealed space, the present invention does not require the heating furnace to be sealed, and may have a brazing material carry-in port and a carry-out port. Even in such a heating furnace, a non-oxidizing atmosphere is maintained by continuing to blow reducing gas or inert gas into the furnace. It brazes by heating at 559-620 degreeC under the said atmosphere. In brazing, the contact adhesion portion 5 between the core material 2 and the member to be brazed 4 is satisfactorily joined without flux in the internal space of the heat exchanger.
In the above description, the Al—Si brazing material has been described as being clad on the core material, but the brazing material may be used in the form of a sheet and sandwiched between brazed members. Good.

Al−0.5Mg−0.5Si−1.0Mn−0.5Cuからなる組成(残部Alと不可避不純物)の芯材の両面に表1〜4に示す組成(残部Alと不可避不純物)のAl−Si系ろう材をクラッドしたアルミニウムクラッド材を用意した。
上記アルミニウムクラッド材は、各種組成ろう材を、ろう材クラッド率10%とし、H14相当調質の0.5mm厚に仕上げた。
また、被ろう付部材として、Al−1.0Mn−0.15Cu−0.5MgからなるH14のアルミニウムベア材(インナーフィン用は0.3mm厚、アウターフィン用は0.06mm厚)のフィン材2種類を用意した。
Al— of the composition (residual Al and unavoidable impurities) shown in Tables 1 to 4 on both surfaces of the core material composed of Al—0.5Mg—0.5Si—1.0Mn—0.5Cu (remainder Al and unavoidable impurities) An aluminum clad material clad with a Si brazing material was prepared.
For the aluminum clad material, various composition brazing materials were finished with a brazing material clad rate of 10% and a tempered H14 equivalent tempered thickness of 0.5 mm.
Also, as a member to be brazed, fin material of H14 aluminum bare material (0.3 mm thickness for inner fin and 0.06 mm thickness for outer fin) made of Al-1.0Mn-0.15Cu-0.5Mg Two types were prepared.

ろう付性
上記アルミニウムクラッド材を用いて幅30mmの扁平電縫管を製作し、Al−1.0Mn−0.15Cu−0.5Mgからな組成のベア材のコルゲートフィンをチューブ内にインナーフィンとして挿入し、チューブ外側には同組成のアウターフィンを組合せてコア形状とした。コアはチューブ15段、長さ300mmのコアとし、共に開口部を有するヘッダープレートとタンクを両側に一体ろう付した。
上記コアをろう付け炉で、各種ガスを使用し、雰囲気中の酸素濃度を低下させながら、600℃まで加熱した後、室温まで冷却を行なった。
ろう付性は、以下式にてアウターフィンとインナーフィンの接合率をそれぞれ求め、その接合率で優劣を評価し、その結果を表1〜表4に示した。
フィン接合率(%)=(フィンとチューブの総ろう付け長さ/フィンとチューブの総接触長さ)×100
Brazing property A flat ERW tube having a width of 30 mm is manufactured using the above aluminum clad material, and a corrugated fin of a bare material composed of Al-1.0Mn-0.15Cu-0.5Mg is used as an inner fin in the tube. The core was formed by combining outer fins of the same composition on the outside of the tube. The core was a 15-stage tube with a length of 300 mm, and a header plate and a tank, both having openings, were integrally brazed on both sides.
The core was heated to 600 ° C. in a brazing furnace using various gases while reducing the oxygen concentration in the atmosphere, and then cooled to room temperature.
For the brazing property, the joining ratios of the outer fin and the inner fin were determined by the following formulas, and the superiority or inferiority was evaluated by the joining ratio. The results are shown in Tables 1 to 4.
Fin joint ratio (%) = (total brazing length of fin and tube / total contact length of fin and tube) × 100

雰囲気中の酸素濃度
ろう付熱処理時の雰囲気中の酸素濃度は酸素濃度計にて連続的に測定をし、400℃以上の炉内最高酸素濃度を測定した。その結果を表1〜表4に示す。
Oxygen concentration in the atmosphere The oxygen concentration in the atmosphere during the brazing heat treatment was continuously measured with an oxygen concentration meter, and the maximum oxygen concentration in the furnace at 400 ° C. or higher was measured. The results are shown in Tables 1 to 4.

実施例はアウターフィン、インナーフィンの何れも良好なろう付性を示したのに対し、比較例では十分な接合が得られなかった。   In the example, both the outer fin and the inner fin showed good brazing properties, whereas in the comparative example, sufficient bonding could not be obtained.

Figure 2012061483
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以上、本発明について上記実施形態および実施例に基づいて説明したが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜変更可能である。   As described above, the present invention has been described based on the above-described embodiment and examples. However, the present invention is not limited to the above description, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention.

1 アルミニウムクラッド材
2 芯材
3 Al−Si系ろう材
4 被ろう付部材
1 Aluminum clad material 2 Core material 3 Al-Si brazing material 4 Brazed member

Claims (5)

質量%で、Si:3〜13%、Mg:0.1〜5.0%を含有するAl−Si系ろう材と被ろう付部材とを接触密着させ、減圧を伴わない非酸化性雰囲気でろう付けする方法であって、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にして、前記Al−Si系ろう材により接触密着部の密着面においてろう付を行うことを特徴とするアルミニウム材のフラックスレスろう付方法。   Al-Si brazing material containing Si: 3 to 13% and Mg: 0.1 to 5.0% in mass% is brought into contact and close contact with the brazed member in a non-oxidizing atmosphere without pressure reduction. A method of brazing, wherein at least in the temperature range where the actual temperature of the Al—Si brazing material is 400 ° C. or more, the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere is 50 ppm or less, and the Al—Si brazing material is used. A fluxless brazing method for an aluminum material, characterized in that brazing is performed on the adhesion surface of the contact adhesion portion. ろう付雰囲気中に還元性ガスもしくは還元性ガスを体積比で0.1%以上含有する不活性ガスを導入して雰囲気ガスと置換して、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる前記温度域において、ろう付雰囲気中の最高酸素濃度を50ppm以下にすることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法。   An inert gas containing 0.1% or more by volume of reducing gas or reducing gas is introduced into the brazing atmosphere to replace the atmosphere gas, and at least the actual temperature of the Al—Si brazing material is 400. 2. The fluxless brazing method for an aluminum material according to claim 1, wherein the maximum oxygen concentration in the brazing atmosphere is set to 50 ppm or less in the temperature range where the temperature is equal to or higher than 5 ° C. 3. 質量%で、Si:3〜13%、Mg:0.1〜5.0%を含有するAl−Si系ろう材と被ろう付部材とを接触密着させて非酸化性雰囲気でろう付けする方法であって、ろう付加熱前またはろう付加熱時の400℃未満の温度域で1〜10−3torrに減圧後、ろう付雰囲気中に還元性ガスもしくは還元性ガスを体積比で0.1%以上含有する不活性ガスを導入して雰囲気ガスと置換して減圧を伴わない非酸化性雰囲気とし、少なくとも上記Al−Si系ろう材の実温が400℃以上となる前記温度域において、ろう付雰囲気中で最高酸素濃度を50ppm以下にして、前記Al−Si系ろう材により接触密着部の密着面においてろう付を行うことを特徴とするアルミニウム材のフラックスレスろう付方法。 A method of brazing in a non-oxidizing atmosphere by bringing an Al—Si brazing material containing 3% to 13% Si and Mg: 0.1% to 5.0% in mass% into contact with a brazed member. And after reducing the pressure to 1 to 10 −3 torr in a temperature range of less than 400 ° C. before the brazing addition heat or at the time of the brazing addition heat, 0.1% by volume of reducing gas or reducing gas in the brazing atmosphere. At least in the above temperature range where the actual temperature of the Al—Si brazing material is 400 ° C. or higher, an inert gas containing at least% is introduced to replace the atmospheric gas to form a non-oxidizing atmosphere without decompression. A fluxless brazing method for an aluminum material, characterized in that brazing is performed on the adhesion surface of the contact adhesion portion with the Al-Si brazing material at a maximum oxygen concentration of 50 ppm or less in a brazing atmosphere. 前記Al−Si系ろう材が芯材にクラッドされてブレージングシートの最表面に位置するものであり、前記ろう付によって前記芯材と前記被ろう付部材とを接合するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法。   The Al-Si brazing material is clad on a core material and located on the outermost surface of a brazing sheet, and the core material and the brazed member are joined by the brazing. The fluxless brazing method for an aluminum material according to any one of claims 1 to 3. 前記Al−Si系ろう材がシート状であって、被ろう付材間に挟んで配置され、前記ろう付によって前記被ろう付材同士を接合するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム材のフラックスレスろう付方法。
The Al-Si brazing material is in a sheet form, is disposed between brazing materials, and joins the brazing materials by brazing. 4. A fluxless brazing method for an aluminum material according to any one of 3 above.
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