JP2551679B2 - 低融点ろう材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はろう材、特にアルミニウム合金鋳物、ダイ
カスト、Al−Cu系、Al−Cu−Mg系、Al−Zn−Mg系高力合
金等を含むアルミニウム材相互のろう付や、SUS等の鉄
材とアルミニウム材とのろう付等に好適に用いられる低
融点ろう材に関する。

従来の技術 アルミニウムまたはその合金からなる接合部材を相互
にろう付する場合、ろう材としてAl−Si系のものが従来
より用いられている。ところで、製品ニーズの多様化に
より、自動車、産業機械、家電、事務機器等において
は、部品製作に際してAl合金鋳物材やダイカスト、高力
合金等を相互にろう付し、あるいはこれらと他のAl材と
をろう付することが望まれる場合がある。またSUSとAl
材とをろう付することが要求される場合もある。而し
て、接合部材にAl鋳物材等が含まれる場合には、これら
鋳物材等の融点が概して低いためろう材としても融点の
低いものを用いる必要がある。またSUSとAl材とのろう
付も接合界面の脆い合金層の生成を抑制すべく融点の低
いろう材を用いる必要がある。

発明が解決しようとする課題 しかるに、従来から使用されているAl−Si系ろう材は
融点の高いものであった。例えば、代表例として示す42
45合金の液相線温度は560℃であり、4343合金のそれが6
00℃であることからもわかるように、溶融温度が560〜6
00℃程度にも達するため、上記のような鋳物材等を含む
ろう付やSUSとAlとのろう付は実際上困難であった。

一方、ろう付は、ろう付接合部に強度や靭性等の十分
な機械的性質を付与しうるものであることが一般に要請
される。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、低融点化を図りAC4C等のアルミニウム鋳物材、ADC1
2等のダイカスト、高力合金等のように従来ろう付が困
難であった部材のろう材を可能とするとともに、ろう付
接合部に優れた引張強度や靭性を付与しうる低融点ろう
材の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的は、Si:0.2〜12wt％、Zn:55wt％を超え80wt
％以下、Be:0.01〜1.0wt％を含有し、残部アルミニウム
及び不可避不純物よりなる低融点ろう材によって達成さ
れる。

本発明ろう材における各元素の添加意義と限定理由に
ついて説明すると、Siはろう材の融点を低下させるとと
もに流動性を高めるのに必要なものである。しかし、そ
の含有量が0.2wt％未満ではそれらの効果に乏しく、逆
に12wt％を超えて含有されると却って融点の急激な上昇
を招き、ろう材として使用できなくなる。Siの特に好ま
しい含有量は0.2〜4wt％である。

Znはろう材の低融点化に極めて有効な元素である。し
かし、その含有量が55wt％以下ではその効果に乏しく、
逆に80wt％を超えると加工性の悪化を来す。

BeはSi、Znの低融点効果を損なうことなくろう材の強
度、伸び等の機械的性質の向上に寄与するものであり、
ひいてはろう付後におけるろう付接合部（フィレット）
の機械的性質を向上させる作用効果がある。しかし0.01
wt％未満では上記効果を発揮できない。一方1.0wt％を
超えても効果が飽和することから経済的な無駄を招く。
Beの特に好ましい含有量は0.02〜0.5wt％である。

残部組成を構成するAlはろう付時の濡れ性向上に寄与
するものである。

なお、上記の必須元素の他、0.2〜2wt％程度の範囲で
Cuの含有が許容される。このCu添加含有した場合には、
Znの高濃度含有によりろう付後においてろう付接合部
（フィレット）の自然電極電位が卑となるのを防止し、
電位を貴側にシフトさせることにより接合部の腐食を防
止する効果がある。

本発明に係るろう材の製造方法については特に限定す
るものではなく、例えば常法に従う押出法によって線材
に押出しても良く、あるいは線材に引抜いても良くある
いはまた常法に従う熱間圧延、冷間圧延によって板材等
に製作しても良く、その他任意の製造手段を適用でき
る。また、本ろう材はこれを単体で用いても良いのは勿
論であるが、A1100、1050等の純AlやA3003合金を心材と
してその片面または両面に本ろう材を皮材としてクラッ
ドしたプレージングシートの形で用いても良い。このよ
うに本ろう材をブレージングシートの形で用いると、単
体の場合に較べて加工が容易となる利点がある。

発明の効果 この発明に係るアルミニウム合金ろう材は、各元素の
所定範囲の組合せによって、従来公知のAl−Si系ろう材
よりも格段に低い455〜520℃程度の溶融点（液相線温
度）を有するものとなる。従って、アルミニウム展伸材
相互のろう付においては勿論のこと、特にAC4C等の鋳物
材やADC−12等のダイカストのように融点の低い接合部
材をろう付する場合においても、これら接合部材が溶融
する以前の低温で適度に流動して接合部に十分なフィレ
ットを形成することができ、従来困難であったこれら接
合部材の確実かつ強固な接合を実現できる。従って、鋳
物材の分割鋳造・接合等に適用することで、複雑かつ薄
肉の従来にない各種部品構成材の提供が可能となる。

また、低温度でのろう付が可能となるから、ろう付と
接合部材の熱処理とを同一工程で処理することもでき
る。例えばADC−12ダイカストは機械的性質を向上させ
るため、フクレ発生回避を考慮して480〜490℃程度で溶
体化処理が実施されるが、この溶体化処理とろう付とを
フクレの発生を防止しつつ同一工程で行うことも可能と
なる。

加えて、本発明のろう材によればAlとSUS等のろう付
を低温度で可能とするため、接合界面における脆い合金
層の成長が押えられ、従来にない異種金属のろう付も可
能となる。

さらに、ろう材自体が強度等の機械的性質に優れてい
るため、ひいてはろう付接合部に優れた強度や靭性を付
与することができる。

実施例 次に、この発明の実施例を示す。

第１表に示す各種組成の合金ビレットを常法により鋳
造したのち、熱間にて線材に押出すことにより各種ろう
材を得た。

次に、上記により得た各ろう材について、その液相線
温度を調べたところ、第１表に示すとおりであった。

次に、上記のろう材を用いてろう付を行い、そのろう
付性を調べた。ろう付は純アルミニウム板にAC4Cからな
るアルミニウム鋳物管をその管端が板面に当接するよう
に組付けるとともに、各ろう材をアルミニウム板と鋳物
管の当接部の内側近傍に配置し、塩素系フラックスを用
いた炉中ろう付により、雰囲気温度510℃に設定して行
った。そして、ろう付後の接合部の状態を目視観察し
た。その結果を併せて第１表に示す。

上記第１表の結果からわかるように、本発明実施品は
融点が低く、従ってろう付試験の結果からも明らかなと
おり、AC4C等を含む接合部材に対しても接合部に十分か
つ良好なフィレットを形成でき優れたろう付性を発揮す
るものであることを確認しえた。しかも、実施品に係る
ろう材の引張強さ、伸びを調べたところ優れた値を示し
たことから、ろう付接合部の引張強さ等も優れているこ
とを当然に予測しうるものであった。これに対し、Zn量
が本発明の組成範囲を逸脱するNo2や従来品No3では融点
が高く実質的にろう付が不可能であった。

また、上記表に記載した組成以外に、Al−8wt％Si−6
0wt％Zn−0.2wt％Be、Al−3wt％Si−75wt％Zn−0.5wt％
Be及びAl−5wt％Si−65wt％Zn−0.1wt％Beについても前
記と同様の試験を行ったところ、やはり低い液相線温
度、優れた機械的性質、良好なろう付状態が得られた。

また、第１表の試料No1に示したろう材に、0.5wt％の
Cuを添加し、また上述した組成のろう材に1.0wt％のCu
を添加して同様の試験を行ったところ、液相線温度、ろ
う付性、機械的性質にはほとんど影響を与えることな
く、自然電極電位を相対的に貴に移行させることができ
た。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Si:0.2〜12wt％、Zn:55wt％を超え80wt％
   以下、Be:0.01〜1.0wt％を含有し、残部アルミニウム及
   び不可避不純物よりなる低融点ろう材。