JP2677961B2 - 低融点アルミニウム材の接合に用いる低温ろう付用フラックス - Google Patents

低融点アルミニウム材の接合に用いる低温ろう付用フラックス

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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、低融点アルミニウム
材のろう付接合に使用される低温ろう付用フラックスに
関するものである。
【0002】なお、明細書において、アルミニウムの語
はアルミニウムおよびその合金を含む意味で用いられ
る。
【0003】
【従来の技術】一般に、低融点アルミニウム材のろう付
あるいははんだ付では、ろう材として低融点のものが用
いられるとともに、接合部に生じた酸化物を除去して良
好な接合を行うためのフラックスとしても低融点のもの
使用される。例えば、熱交換器や吸気マニホルド等の製
造においては、一部に低融点のアルミニウム鋳物材から
なる部材が使用され、これらをAl−Zn−Si系の低
融点ろう材を用いてろう付接合することにより製品が製
造される。一方、低温ろう付用フラックスとしては、K
Cl−NaCl−LiCl系、KCl−NaCl−Ba
Cl2 系の塩化物系フラックスや弗化物系フラックスが
知られ、さらに融点の低いはんだ付用フラックスとして
はZnCl2 を主成分とする反応フラックスが知られて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のアルミ
ニウム鋳物材のろう付に使用されるAl−Zn−Si系
低融点ろう材の融点は530〜560℃であり、このよ
うな低融点ろう材によるろう付に前記フラックスを使用
すれば、それぞれ次のような問題が生じる。
【0005】即ち、前記塩化物系フラックスであるKC
l−NaCl−LiCl系フラックスは、非常に活性な
フラックスであるが、吸湿性が高いためにN2 ガス雰囲
気の炉中ろう付に使用すると炉のマッフルやメッシュベ
ルト、治具等の損傷が大きい。また、KCl−NaCl
−BaCl2 系フラックスは、比較的吸湿性が低く炉中
ろう付に適しているが、活性度が低く融点も約540℃
と高いために、低温ろう付用のフラックスには適さな
い。
【0006】また、前記弗化物系フラックスは、母材中
のMgと反応してMg−F系化合物を生成し、ろう付後
にこのMg−F系化合物が残留するとろう付品の品質を
低下させるという欠点があるため、Mg含有量が0.5
wt%以下の低Mg鋳物材のろう付に限定される。
【0007】さらに、ZnCl2 を主成分とする反応フ
ラックスでは、フラックスが母材のAlと反応して大量
のガスを発生し、そのうえ発生したガスが炉のマッフル
やメッシュベルト、治具等を損傷するという問題点があ
る。また、アルミニウムとの反応温度が400℃である
ため、前述のAl−Zn−Si系の低融点ろう材を用い
るろう付のフラックスには適さない。
【0008】この発明は、前述された問題点を解消する
ことを目的としてなされたものであって、低融点アルミ
ニウム材の低温ろう付において、十分なフラックス作用
を発揮するとともに、幅広い組成のアルミニウム材のろ
う付に使用できる低温ろう付用フラックスを提供しよう
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の低温ろう付用
フラックスは、前記目的を達成するために、KCl−N
aCl−BaCl2 系フラックスを基本として、これに
所定量のLiFおよび ZnCl 2 を添加、配合したもの
である。
【0010】即ち、この発明にかかる低温ろう付用フラ
ックスは、LiFおよびZnCl 2 を含み、残部がKC
l−NaCl−BaCl2 系フラックスからなる低温ろ
う付用フラックスであって、LiF含有量が0.5〜5
wt%、ZnCl2 含有量が1〜10wt%となされている
ことを特徴とするものである。
【0011】この発明の低温ろう付用フラックスは、鋳
物材をはじめとする各種低融点アルミニウム材のろう付
に用いられる。低融点アルミニウム材のろう付接合で
は、母材の融点に見合った低融点ろう材、具体的には融
点が530〜560℃のろう材が用いられ、ろう付温度
も低い。そのため、フラックスは前記ろう材の融点より
もさらに低い温度で溶融するものでなければならない。
【0012】前記低温ろう付用フラックスにおいて、K
Cl−NaCl−BaCl2 系フラックスをベースとす
るのは、該KCl−NaCl−BaCl2 系フラックス
が比較的吸湿性が低いという特性を有しているからであ
る。かかるKCl−NaCl−BaCl2 系フラックス
としては、KCl;23.0〜27.0wt%、NaC
l;15.0〜19.0wt%、BaCl2 ;49.0〜
53.0wt%の組成のものを推奨できる。また、これら
を主成分としてKAlF4 、MgF2 、CaF2等の弗
化物系フラックスやKF+AlF3 の共晶組成の成分を
少量加えても良い。
【0013】LiFおよびZnCl2 は低温ろう付用フ
ラックスの融点を降下させるとともにフラックスとして
の活性度を向上させることを目的として添加される。し
かし、LiF含有量が0.5wt%未満では融点降下およ
び活性度向上の効果が認められず、一方5wt%を超える
と却って融点が上昇する。したがって、LiF含有量は
0.5〜5wt%の範囲とする必要があり、特に好ましく
は1.0〜3.0wt%である。また、ZnCl2 含有量
が1wt%未満では融点降下および活性度向上の効果が認
められず、一方10wt%を超えるとフラックスとしての
吸湿性が高くなって取扱いが面倒になるとともに、炉体
や治具の損傷が大きくなる。したがって、ZnCl2
有量は1〜10wt%の範囲とする必要があり、特に好ま
しくは3.0〜7.0wt%である。
【0014】
【作用】この発明の低温ろう付用フラックスにおいて
は、KCl−NaCl−BaCl2 系フラックスに所定
量のLiFおよびZnCl 2 を配合することにより、融
点がKCl−NaCl−BaCl 2 単独の場合よりも
0〜50℃降下するとともに、フラックスとしての活性
度が向上する。
【0015】
【実施例】次のこの発明の低温ろう付用フラックスの具
体的実施例について図面を参照しつつ説明する。
【0016】KCl−NaCl−BaCl2 系フラック
スとして、市販の塩化物系フラックスSTF−A(KC
l;25.4wt%、NaCl;16.8wt%、BaCl
2 ;50.9wt%、KAlF4 ;1.0wt%、Mg
2 ;1.0wt%、CaF2 ;1.9wt%)を使用し
た。そして、この塩化物系フラックスを主成分として、
後掲の表1に示すように、LiFを0.5、1、3、
5、10wt%の5段階、ZnCl 2 を1、3、5、1
0、15wt%の5段階で配合し、25種類の組成の低温
ろう付用フラックスを調製した。
【0017】前記各低温ろう付用フラックスについて、
次のような方法でろう付試験を行った。
【0018】まず、前記各低温ろう付用フラックスを水
に分散させて濃度60%の懸濁液とした。次に、図1に
示されているように、AC4CAl合金鋳物からなる管
(1)の内側にA6063Al合金からなる管(2)を
配置して継手を仮組し、この継手の接合部に前記フラッ
クス懸濁液1gを刷毛塗りしたのち、大気中で150℃
×15分間加熱して乾燥させた。次に、前記接合部に、
環状に成形したAl−40wt%Zn−5wt%Siからな
る低融点ろう材(3)を配置し、露点約−30℃、酸素
濃度約50ppmの雰囲気中において、550℃(実体
温度)×3分間加熱してろう付を行った。そして、各ろ
う付品について接合部の外観を観察し、ろう付性を評価
した。ろう付性の評価結果を表1に示す。
【0019】
【表1】 表1の結果から、この発明の低温ろう付用フラックスが
低融点アルミニウム材のろう付においてフラックス作用
を発揮し、良好なろう付接合を達成できることを確認で
きた。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明の低温ろう付用
フラックスは、LiFおよびZnCl 2 を含み、残部が
KCl−NaCl−BaCl2 系フラックスからなる低
温ろう付用フラックスであって、LiF含有量が0.5
〜5wt%、ZnCl2 含有量が1〜10wt%となされて
いるため、KCl−NaCl−BaCl2 系フラックス
よりも融点が低く、活性度も向上する。そのため、この
低温ろう付用フラックスを低融点アルミニウム材のろう
付に用いると、低融点ろう材に適したろう付温度で十分
にフラックス作用を発揮しえ、良好なろう付接合を達成
できる。また、吸湿性が低いというKCl−NaCl−
BaCl2 系フラックスの長所を保持しているため、炉
中ろう付に使用しても炉体や治具等を損傷するおそれが
ないのみならず、懸濁液として水の使用が可能となり、
安価な懸濁液を用いた大量塗布処理が可能となる。さら
に、塩化物を主成分としているため、弗化物系フラック
スを使用する場合のようにMg−F系化合物の生成によ
ってろう付品の品質低下を招くおそれはなく、Mgを含
有する低融点アルミニウム材のろう付にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例において、ろう付性試験に用いた継手
の縦断面図である。
【符号の説明】
1、2…管 3…低融点ろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大坪 武 堺市海山町6丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−224496(JP,A) 特開 昭60−238081(JP,A) 特公 平2−24187(JP,B2) 特公 昭63−42547(JP,B2) 欧州特許出願公開225406(EP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LiFおよびZnCl 2 を含み、残部が
    KCl−NaCl−BaCl2 系フラックスからなる低
    温ろう付用フラックスであって、LiF含有量が0.5
    〜5wt%、ZnCl2 含有量が1〜10wt%となされて
    いることを特徴とする低融点アルミニウム材の接合に用
    いる低温ろう付用フラックス
JP5337663A 1993-12-28 1993-12-28 低融点アルミニウム材の接合に用いる低温ろう付用フラックス Expired - Fee Related JP2677961B2 (ja)

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