JP2015030861A - アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)フラックス塗布による方法に比べてろう付け性が劣り、接合不良が発生し易い。
(2)有毒元素であるBeが微量ながらろう材中に含まれている。
心材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を所定の厚さまで面削し、ろう材、中間材および犠牲陽極材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を所定の厚さまで熱間圧延し、心材の片面にろう材を積層して熱間圧延、冷間圧延し、または、心材の片面に中間材を介してろう材を積層して熱間圧延、冷間圧延し、または、心材の片面に中間材を介してろう材を積層するとともに、心材の他の片面に犠牲陽極材を積層して熱間圧延、冷間圧延して、厚さ0.4mmのアルミニウム合金ブレージングシートを作製した。心材、ろう材、中間材、犠牲陽極材の組成を表1に示す。
間隙充填試験:
脱脂処理後、20℃に保持した2%硝酸と1%弗酸の混合希釈溶液中に90秒浸漬してエッチング処理したブレージングシートを水平材とし、3003合金板(厚さ1mm)を垂直材として組み付け、図1に示すような間隙充填試験片を構成した。内容積0.4m3の予熱室とろう付け室を備えた二室型炉からなる窒素ガス炉を使用し、間隙充填試験片をろう付け室に装入し、到達温度595℃でろう付け接合した。ろう付け条件は、窒素ガス炉の各室に20m3/hの窒素ガスを送り込み、450℃から595℃までを約12分で昇温した。加熱終了時のろう付け室の酸素濃度は7〜17ppmであった。ろう付け室にて間隙充填試験片の温度が595℃に到達したら間隙充填試験片を予熱室に移し、予熱室にて550℃まで冷却後、間隙充填試験片を取り出して大気中で冷却した。
ブレージングシートのろう材側を内面側にしてプレス成形し、脱脂処理後、上記と同様にエッチング処理した成形材をつき合わせ、その中にフィン成形後に脱脂処理した厚さ0.1mmの3003合金材を重ねて、図4に示すようなカップ試験片を構成した。重力の悪影響を再現するために、ろう付け時の試験片は図5に示すような姿勢で加熱した。間隙充填試験と同じ炉に挿入し、各室に20m3/hの窒素ガスを送り込み、450℃から595℃までを約14分で昇温した。加熱終了時のろう付け室の酸素濃度は6〜15ppmであった。ろう付け室にて間隙充填試験片の温度が595℃に到達したらカップ試験片を予熱室に移し、予熱室にて550℃まで冷却後、間隙充填試験片を取り出して大気中で冷却した。
流動係数K=形成されたフィレットの体積/水平材の有するろう材体積
◎:全長にわたって均一なフィレットを形成
○:全長にフィレットを形成しているがフィレットがやや小さい
△:全長にフィレットを形成しているが一部でフィレット切れを発生
×:フィレット切れが多数発生
××:フィレット未形成
実施例1と同様、心材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を所定の厚さまで面削し、ろう材については、連続鋳造により造塊した鋳塊を所定の厚さまで熱間圧延し、心材の片面にろう材を積層して熱間圧延、冷間圧延して、厚さ0.4mmのアルミニウム合金ブレージングシートを作製した。心材、ろう材の組成を表2に示す。
エッチング処理液とエッチング深さの影響を確認するために、以下の試験を行った。複数種類の継手が至近距離に混在するろう付け製品において、各継手に均等にフィレットを形成させるには、少なくともろう材表面の酸化皮膜が十分に破壊され、フィレットの形成を阻害しないようにしなければならない。図1の間隙充填試験ではフィレットの形成が1ヶ所に限定されるため、フィレット形成時に表面張力の作用等によって酸化皮膜の物理的破壊(フィレットの形成に伴った機械的な破壊)が効率的に進行する。そのため、酸化皮膜の破壊がやや不十分であっても左右均等にフィレットが形成され易く、溶融ろうの量と物性に応じた長さまでフィレットを形成し易い構造となっている。
実施例1で間隙充填試験、カップ試験共に良好な結果を示した試験材19のブレージングシートと3003合金管を脱脂処理した後、1%弗酸+2%硝酸溶液(20℃)に浸漬して深さ100nmのエッチング処理を施し、試験材19のブレージングシートに不活性ガス中での分解温度が120℃(n−パラフィン系の油剤A)、200℃(パラフィン系鉱油の油剤B)、270℃(ポリブデン系の油剤C)、380℃(ナフテン系鉱油の油剤D)、450℃(シリコーン油系の油剤E)の5種類の油剤をそれぞれ300mg/m2、500mg/m2、1400mg/m2塗布した。
Claims (15)
- 不活性ガス雰囲気中でフラックスを用いずにアルミニウムをろう付けするためのブレージングシートであって、Mg:0.2〜1.3%(質量%、以下同じ)を含有するアルミニウム合金の心材の片面または両面に、Si:6〜13%、Li:0.004〜0.1%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなるろう材をクラッドしてなり、表面酸化皮膜が除去され、不活性ガス中で380℃以下の温度で加熱分解する油剤が塗布されていることを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記Mg:0.2〜1.3%を含有するアルミニウム合金の心材が、Mg:0.2〜1.3%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記Mg:0.2〜1.3%を含有するアルミニウム合金の心材が、Mg:0.2〜1.3%を含有し、さらにMn:0.5〜1.8%、Si:1.0%以下、Fe:1.0%以下、Cu:0.5%以下、Zn:0.5%以下、Ti:0.2%以下、Zr:0.5%以下の1種または2種以上を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 不活性ガス雰囲気中でフラックスを用いずにアルミニウムをろう付けするためのブレージングシートであって、アルミニウム合金心材の片面または両面に、Mg:0.2〜1.3%を含有するアルミニウム合金の中間材を介して、Si:6〜13%、Li:0.004〜0.1%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなるろう材をクラッドしてなり、表面酸化皮膜が除去され、不活性ガス中で380℃以下の温度で加熱分解する油剤が塗布されていることを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記Mg:0.2〜1.3%を含有するアルミニウム合金の中間材が、Mg:0.2〜1.3%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項4記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記Mg:0.2〜1.3%を含有するアルミニウム合金の中間材が、Mg:0.2〜1.3%を含有し、さらにMn:0.5〜1.8%、Si:1.0%以下、Fe:1.0%以下、Cu:0.5%以下、Zn:0.5%以下、Ti:0.2%以下、Zr:0.5%以下の1種または2種以上を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項4記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記アルミニウム合金心材が、Mn:0.5〜1.8%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記アルミニウム合金心材が、Mn:0.5〜1.8%を含有し、さらにSi:1.0%以下、Fe:1.0%以下、Cu:0.5%以下、Zn:0.5%以下、Ti:0.2%以下、Zr:0.5%以下の1種または2種以上を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記ろう材を片面にクラッドし、他の片面に、Zn:0.9〜6%を含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなる犠牲陽極材をクラッドしてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記ろう材がさらにBi:0.004〜0.2%、Mg:0.05〜0.4%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記ろう材がさらにSr:0.002〜0.05%、Sb:0.003〜0.07%のうちの1種または2種を含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 前記ろう材がさらにFe:0.05〜0.8%、Mn:0.05〜0.2%、Ti:0.01〜0.15%のうちの1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
- 請求項1〜12のいずれかに記載されるアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、圧延により製造されたブレージングシートを酸洗浄して表面酸化皮膜を除去した後、不活性ガス中で380℃以下の温度で加熱分解する油剤を塗布することを特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
- 酸洗浄によって表面を5nm以上の厚さまでエッチング処理することを特徴とする請求項13記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
- 不活性ガス中での加熱分解温度が200〜380℃の油剤を500mg/m2以上塗布することを特徴とする請求項13または14記載のアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法。
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