JP2584926B2 - フラックス含有Al合金ろう材及びその製造方法 - Google Patents

フラックス含有Al合金ろう材及びその製造方法

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JP2584926B2 JP3346994A JP34699491A JP2584926B2 JP 2584926 B2 JP2584926 B2 JP 2584926B2 JP 3346994 A JP3346994 A JP 3346994A JP 34699491 A JP34699491 A JP 34699491A JP 2584926 B2 JP2584926 B2 JP 2584926B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウムまたは
その合金材のフラックスろう付に用いられるAl合金ろ
う材、特にフラックスを含有した新規なAl合金ろう材
及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および課題】従来、アルミニウムまたはそ
の合金材のフラックスろう付は、接合部にろう材を供給
するとともにフラックスを懸濁液の塗布等により付着せ
しめ、この状態で加熱することにより行われていた。
【0003】しかしながら、かかる従来のフラックスろ
う付けでは、ろう材とフラックスとを接合部に別々に供
給しなければならないため、作業が面倒であった。しか
も、塗布したフラックス量にバラツキを生じるうえ、塗
布量が多い場合にはろう付中にフラックスの垂れを生じ
てろう付炉を汚染する等の問題があった。
【0004】一方また、フラックスとろう材の接合部へ
の別供給をなくすため、ろう材を構成するAl−Si粉
末とフラックス粉末とをアクリル等のバインダーに混入
して液状とし、これを接合部材に塗布することで作業の
簡素化を図ることも行われている。
【0005】しかし、この場合にはバインダーによりろ
う付性が低下する危険があった。
【0006】この発明は係る技術的背景に鑑みてなされ
たものであって、アルミニウムまたはその合金材のフラ
ックスろう付において、フラックス塗布量のバラツキや
塗布量が多い場合のフラックスの垂れを防止するととも
に、バインダーを用いた場合のろう付不良の発生を防止
することを目的とし、そのためのフラックス含有Al合
金ろう材及びその製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係るフラックス含有Al合金ろう材は、
Si、Alを含むろう材金属粉末とフッ化物系フラック
ス粉末との加圧成形体からなる固形のろう材であって、
フッ化物系フラックスを除く元素の合計含有量に対して
Si含有量が3〜15wt%であり、かつフラックスを
除く元素の合計とフッ化物系フラックスとが重量比で9
9.9:0.1〜70:30の割合で配合され、かつ密
度が理論値の90%以上であることを特徴とするもので
ある。
【0008】上記において、AlとSiとはアルミニウ
ムまたはその合金接合用のろう材として機能するもので
あるが、フッ化物系フラックスを除く元素の合計含有量
に対してSi含有量が3wt%未満の場合、あるいは1
5wt%を越える場合には液相線温度が高くなりろう付
が困難となる。従って、Si含有量はフラックスを除く
元素の合計値に対して3〜15wt%の範囲に規定され
なければならない。特に好ましいSiの含有範囲は6〜
12wt%である。
【0009】また、Siのほかにろう材の強度向上のた
めにCuを含有せしめても良い。Cuの含有量はフラッ
クスを除く元素の合計値に対して0.05〜5wt%と
するのが良い。
【0010】前記フッ化物系フラックスの種類は特に限
定されるものではなく、例えばフッ化カリウム(KF)
とフッ化アルミニウム(AlF)とを45.8
4.2の共晶組成ないしはそれに近い組成範囲に含んで
実質的に錯体化された錯体混合物、KAlF、K
lF、KAlF等の錯体化物を用いれば良い。
【0011】ろう材中のAl、Si、フラックスの配合
比率は、フラックスを除く元素の合計量とフラックスと
が重量比で99.9:0.1〜70:30となるように
設定されなければならない。フラックス量が重量比で9
9.9:0.1よりも少なくなると、十分なフラックス
作用を発揮できずろう付が困難となるからである。一
方、70:30よりもフラックス量が多すぎると、両者
を配合しての固形化が困難となり、フラックス含有ろう
材そのものの製造が困難となる。フッ化物系フラックス
を除く元素の合計とフラックスとの好ましい配合比率
は、重量比で99.9:0.1〜85:15であり、特
に好ましくは重量比で98:2〜90:10である。
【0012】この発明に係るフラックス含有Al合金ろ
う材は、一般には、Al粉末とSi粉末等とフラックス
粉末とを混合し、熱間プレス等により圧粉し、要すれば
さらに押出等の二次加工による加圧を行って製作される
が、内部空気の残留によりフラックス含有ろう材の密度
は、Al、Si、フラックス等単体のそれぞれの密度か
ら計算される理論値よりも一般には小さくなる。而して
この発明では、ろう材の密度が理論値に対して90%以
上でなければならない。ろう材の密度が理論値の90%
未満では、Al、Si等とフラックスとが固化している
ものの内部までポアが連通して脆いものとなっている危
険が有り、その後の取扱いも困難で実際上ろう材として
の機能にも劣るものとなる。特に好ましくは、ろう材の
密度はこれを理論値の95%以上とするのが良い。
【0013】この発明に係るフラックス含有ろう材の好
ましい具体的な製法を述べると次のとおりである。即
ち、まず出発材料としてろう材金属粉末であるAl粉
末、Si粉末、或いはさらにCu粉末を用意する一方、
フラックス粉末も用意する。これら粉末は、その均一混
合を図るべくAl粉末は平均粒径44μm以下に、Si
粉末は平均粒径5μm以下に、フラックス粉末は平均粒
径30μm以下にそれぞれ微粉砕しておくのが好まし
い。なお、出発材料としてのろう材金属粉末は必ずしも
AlとSi等を単体で用いなければならないものではな
く、Al−Si系合金の粉末を用いても良い。
【0014】次に、上記各粉末を、前述した所定の配合
比率になるように混合した後、Al缶等の容器に充填し
たのち、容器内を1mmHg以下に脱ガスし、次いで熱
間プレス等により加熱圧粉する。
【0015】次に、得られた熱圧成形体の外側の缶体を
切削除去した後、成形体に押出等の二次加工を施して加
圧し所期するろう材を得る。
【0016】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。
【0017】ろう材金属粉末として純度99.5%のア
ルミニウム粉末(平均粒径44μm)とSi粉末(平均
粒径5μm)とを用意する一方、フッ化物系フラックス
粉末(平均粒径30μm)を用意した。なお、フラック
スとしてはKFとAlFの共晶組成物を用いた。
【0018】次に、上記のAl粉末、Si粉末、フラッ
クス粉末を、後掲の表1に示すような各比率となるよう
に混合比率を変えて室温で均一に混合した後、各混合物
を直径3インチ×長さ200mmのAl缶にそれぞれ大
気中にて充填した。
【0019】次に、上気各Al缶を500℃の炉中に配
置してAl缶内を1mmHg以下に真空脱ガスした。
【0020】その後、上記Al缶を480℃に加熱した
のち、熱間プレスを用いて最大圧力400トンにて熱圧
成形したところ、成形体の長さは110mmとなった。
【0021】その後、成形体の外側に付着しているAl
缶体を切削で除去した後、熱間押出機により温度500
℃の温度で厚さ3mm×幅30mmの平板に押出した。
そのときの押出成形の可否を表1に示す。
【0022】上記により押出が可能であった平板状フラ
ックス含有ろう材については、その密度を求め、出発材
料を基に計算された理論密度と比較した。その結果を表
1に示す。
【0023】続いて、上記ろう材を長さ10mm×幅1
0mm×厚さ3mmに切り出した。そしてこれら切出し
片を、長さ100mm×幅50mm×厚さ2mmのA3
003Al合金板上に配置し、N2雰囲気中及び大気中
の両方にて600〜620℃×10分加熱してろう付を
行い、ろう付性を評価した。その結果を表1に合わせて
示す。
【0024】
【表1】 表1の結果から、この発明に係るフラックス含有Al合
金ろう材によれば、フラックスを別途塗布しなくても優
れたろう付性を発揮し得ることを確認し得た。
【0025】
【作用】ろう付時には、ろう付内部に配合されたフラッ
クスにより接合部の表面酸化膜が除去され、ろう材が濡
れ拡がって、フラックスを別途塗布した場合と同様に良
好かつ強固なろう付接合が達成される。従って、フラッ
クスを別途塗布する必要はもはやなくなる。
【0026】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、Si、Alを
含むろう材金属粉末とフッ化物系フラックス粉末との加
圧成形体からなる固形のろう材であって、フッ化物系フ
ラックスを除く元素の合計含有量に対してSi含有量が
3〜15wt%であり、かつフラックスを除く元素の合
計とフッ化物系フラックスとが重量比で99.9:0.
1〜70:30の割合で配合され、かつ密度が理論値の
90%以上であることを特徴とするものであるから、こ
のろう材のみを接合部に供給するだけで良好なろう付を
行うことができ、フラックスを別途供給する必要はなく
なる。このため、フラックスの塗布工程を不要となし
え、接合作業効率を向上しえ、ひいてはアルミニウムろ
う付品の生産性を向上し得る。しかも、密度が理論値の
90%以上であるから、ろう材金属成分とフラックス成
分とを強固に結合させることができ、取扱性にも極めて
優れたろう材となし得る。
【0027】しかも、ろう材中に配合されたフラックス
量は一定範囲内に規定されているから、フラックスを塗
布する場合のようなフラックス量のバラツキが生じる恐
れはなく、確実にフラックス作用を発揮させることがで
きるとともに、フラックス塗布量が多すぎてろう付炉内
が汚染される等の不都合を解消し得る。
【0028】しかもまた、不活性ガス雰囲気中はもとよ
り、大気中においても良好なろう付を行うことができ、
ろう付設備も簡易となし得る。
【0029】しかもまた、ろう材金属粉末とフラックス
粉末との加圧成形体からなる固形のものであるから、ろ
う付工程における粉末の脱落や浮遊がないのはもとよ
り、これら粉末を結合させるためのバインダーも不要で
あり、従ってバインダーによりろう付性が低下する恐れ
もなく、良好なろう付を行い得る。
【0030】また、請求項2の製造方法によれば、ろう
材金属粉末とフッ化物系フラックスとを、所定配合比率
で混合し、圧粉固形化したのち、二次加工により加圧
て、密度が理論値の90%以上とするから、ろう材金属
とフラックスとの結合力に優れたフラックス含有ろう材
を確実に提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−283494(JP,A) 特開 昭54−85156(JP,A) 特表 平6−504485(JP,A) 特公 昭59−7763(JP,B2) 特許2504657(JP,B2) ろう接便覧編集委員会編「ろう接便 覧」(昭和42−11−15)、株式会社産 報、特に第297、298、315(表12.5)、 316(表12.6)、534(表3)参照

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si、Alを含むろう材金属粉末とフッ
    化物系フラックス粉末との加圧成形体からなる固形のろ
    う材であって、フッ化物系フラックスを除く元素の合計
    含有量に対してSi含有量が3〜15wt%であり、か
    つフラックスを除く元素の合計とフッ化物系フラックス
    とが重量比で99.9:0.1〜70:30の割合で配
    合され、かつ密度が理論値の90%以上であることを特
    徴とするフラックス含有Al合金ろう材。
  2. 【請求項2】 Si、Alを含み、Si含有量が3〜1
    5wt%であるろう材金属粉末と、フッ化物系フラック
    ス粉末とを用意し、 これらろう材金属粉末とフッ化物系フラックスとを、重
    量比で99.9:0.1〜70:30の配合比率で混合
    する工程と、 混合粉末を圧粉固化する工程と、 固化した圧粉体を二次加工により加圧して、密度が理論
    値の90%以上とする工程とを実施することを特徴とす
    るフラックス含有Al合金ろう材の製造方法。
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