JP2014073520A - アルミニウムブレージングシートの設計方法 - Google Patents
アルミニウムブレージングシートの設計方法 Download PDFInfo
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Abstract
【構成】下記の式1または式2を用いて設計する。
式1:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)={(c−d)/c}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・c+d(但し、c≧d、c≠0)
式2:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)=d−{(d−c)/d}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・d(但し、c<d)
【選択図】なし
Description
式1:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)={(c−d)/c}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・c+d(但し、c≧d、c≠0)
式2:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)=d−{(d−c)/d}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・d(但し、c<d)
固体中の拡散は、原子が熱的励起によって格子欠陥を介してジャンプすることに関係しており、温度と時間の関数として物理的且つ数学的に明瞭に表現できる。本発明が対象とするMgは、アルミニウム材料中の含有量が1%未満と少ないため、Mgの拡散は不純物拡散係数に従って進行する。そのため、ろう材が溶融を開始する577℃でのろう材中の平均Mg濃度は、ろう付け加熱前の心材のMg含有量、ろう付け加熱前のろう材のMg含有量、ろう材厚さ、実質的に拡散が開始する450℃から577℃までの温度履歴の4つの因子によって精度良く求めることができる。
D=Do・exp{−Q/(RT)}・・・A式
ここで、D:拡散係数(m2/s)、Do:振動係数(m2/s)、Q:活性化エネルギー(J/mol)、R:気体定数(J/mol・K)、T:絶対温度(K)
A式で求めた拡散係数により、任意の温度履歴で加熱したクラッド材における厚さ方向の任意の位置xにおける元素濃度を求める。そのときの拡散の基礎式は次のB式で示される。
C(x)=Co・{F1(x)+F2(x)}
=Co・∫0 h exp{−(x−h)2/(4・ΣDt)}dh+Co・∫0 hexp{−(x+h)2/(4・ΣDt)}dh・・・B式
ここで、Co:界面濃度(wt%)、x:界面からの距離(m)、h:クラッド厚さ(m)、F1、F2:区分求積法による関数、F1は正方向拡散、F2は逆方向拡散
ろう付け加熱前のろう材のMg含有量d(%)=0として、450℃から577℃まで昇温したときのろう材の平均Mg濃度を、低速加熱(450℃から577℃までの加熱時間:640s)、通常加熱(320s)、急速加熱(160s)、超急速加熱(80s)を行った場合について、ろう材厚さを10μmから60μmまで変えて求めると、ろう付け加熱前の心材のMg含有量とろう材中の平均Mg濃度の関係は、原点を通る次の一次関数で与えられる。相関図の一例を図1に示す。
(ろう材中の平均Mg濃度)=A×(ろう付け加熱前の心材のMg含有量)
次に、Aを第1次係数として、ろう材厚さxを因子として加熱速度別に第1次係数の近似式を求めると、次式のとおりとなる。相関図の一例を図2に示す。
(第1次係数)=B×ln(x)+E ここで、Bは第2次係数、Eは近似式の切片である。
(第2次係数)=−0.0326ln(x)−0.0091
(切片)=0.1771ln(x)−0.0813
(ろう材中の平均Mg濃度)={(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・c(但し、c>0、d=0)
M={(c−d)/c}・A
<式1:c≧d、c≠0>
ろう材中の平均Mg濃度={(c−d)/c}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・c+d
<式2:c<d>
ろう材中の平均Mg濃度=d−{(d−c)/d}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・d
Al−1.2%Mn合金をベースとし、これに0〜1.31%のMgを含有する心材と、Al−10%Si合金をベースとし、これに0〜0.45%のMgを含有するろう材からなるブレージングシートを常法に従って作製した。ブレージングシートの厚さは0.4mm、ろう材厚さは40μmおよび20μmとした。
Claims (2)
- アルミニウム(アルミニウム合金を含む、以下同じ)心材にSi:6〜13%(質量%、以下同じ)を含有するAl−Si合金ろう材をクラッドしてなり、不活性ガス雰囲気中でフラックス無しでろう付けするために使用するアルミニウムブレージングシートを、ろう付け加熱においてろう材が溶融を開始する577℃でのろう材中の平均Mg濃度(以下、単にろう材中の平均Mg濃度)が0.04〜0.3%となるように、下記の式1または式2を用いて設計する方法であって、式1および式2は、ろう付け加熱前の心材のMg含有量をc(%)、ろう付け加熱前のろう材のMg含有量をd(%)、ろう材厚さをx(μm)、ろう付け加熱における450℃から577℃までの加熱時間をs(秒)としたとき、これら4つの因子から、ろう材中の平均Mg濃度を決定する回帰式であり、式1または式2を用いて、前記c、d、x、sの因子のうちの3つの因子の値を特定することにより、他の1つ因子の値を決定する、または、前記c、d、x、sの因子のうちの2つの因子の値を特定することにより、他の2つ因子のうちの1つの値に応じた他の1つの値を決定することを特徴とするアルミニウムブレージングシートの設計方法。
式1:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)={(c−d)/c}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・c+d(但し、c≧d、c≠0)
式2:ろう材中の平均Mg濃度(0.04〜0.3%)=d−{(d−c)/d}・{(−0.0326ln(s)−0.0091)・ln(x)+0.177ln(s)−0.0813}・d(但し、c<d) - 前記心材が、さらに、Mg:0.1〜1.3%を含有するものであることを特徴とする請求項1記載のアルミニウムブレージングシートの設計方法。
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WO2023074289A1 (ja) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法 |
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JP2008100283A (ja) * | 2001-09-28 | 2008-05-01 | Furukawa Sky Kk | アルミニウム又はアルミニウム合金材のろう付け方法およびアルミニウム合金製ブレージングシート |
JP2011025276A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム合金製ブレージングシートのろう付方法 |
JP2011230128A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム部材のろう付方法 |
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