JP2804880B2 - ろう付け用アルミニウム材の製造方法、およびろう付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はろう付け仕様によって製
作されるアルミニウム製品、例えば自動車用ラジエータ
ー、カーエアコン用のエバポレーターやコンデンサー、
その他の電気、産業機械用の各種アルミニウム製熱交換
器、あるいは自動車用のアルミニウム製吸気マニホルド
等のアルミニウムろう付け品に使用するろう付け用アル
ミニウム材、その製造方法、およびその材を用いたろう
付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなアルミニウム製品をろう付
けによって製造する場合、非腐食性弗化物系フラックス
を用いて構成部材をろう付け接合する方法が多く用いら
れている。従来、かかる非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けを行う場合、まずアルミニウム材を必要に応じプ
レス成形や切断加工して製品形状に仮組み立てしてか
ら、フラックスの懸濁水溶液を、アルミニウム材の表面
に塗布した後、これを予備乾燥し、しかる後に非酸化性
雰囲気中でろう付け温度に加熱してろう付けを行ってい
た。またこの際、最近ではフラックスの予備乾燥炉とろ
う付け炉がつながった連続炉が主流となっている。通常
の非腐食性弗化物系フラックスブレージングのフラック
ス皮膜は、懸濁液に浸漬して形成するので厚さに極端な
むらができやすく厚い箇所では１００μｍ程度になり脆
いので塗布・乾燥後、プレス加工やその他の取扱いを行
うと部分的に剥離してその部分のろう付けが不可能にな
る。そこで、通常は前述のように複雑な製品形状に組み
立ててろう付け直前に懸濁液の塗布作業・乾燥作業を行
っている。しかしながら、このような方法では、複雑な
製品形状に組み立ててから懸濁液の塗布作業・乾燥作業
を必要とするため作業効率が良くなかった。また、ろう
付け工程直前に乾燥工程があるのでこの工程に十分時間
をかけて行わないと発生水分がろう付け炉に持ち込まれ
て、ろう付け雰囲気中の露点が低下し、ろう付け性を低
下させる恐れがあり、一方乾燥工程にあまり時間をかけ
すぎるとライン全体の律速工程になってしまうというジ
レンマがあった。また、複雑な製品形状での塗布なの
で、塗布量が不均一になりやすく安全をみて多めに塗布
せざるを得なく、アルミニウム部材へのフラックス付着
量が概して多くなってしまう傾向があるため、ろう付け
炉が汚染されるとか、炉中で溶融したフラックスが滴下
して炉内に蓄積され金属製の炉壁が腐食するような事態
を生じ、このためろう付け炉のクリーニング、オーバー
ホールの頻度を多くせざるをえないという問題もあっ
た。さらには、通常用いられる非腐食性弗化物系フラッ
クス成分はろう付け温度で液相になるので余剰のフラッ
クスは流れ、ろう付け後のアルミニウム製品の表面に局
所的に残留した余剰のフラックスが、灰色ないし白色の
シミを生じ、色調斑を呈して外観体裁を損なうばかり
か、その後の表面処理を妨げるという問題もあった。ま
た、過剰のフラックス塗布はコスト面でも問題であっ
た。さらに、非腐食性弗化物系フラックスを用いるろう
付けではＭｇを含有するアルミニウム材料を用いるとフ
ラックス中のＦとアルミニウム材料中のＭｇとが素早く
反応し濡れ性の悪いＭｇＦ₂を形成するので０．２％を
こえるＭｇを含有する材料は使用できず強度向上し薄肉
軽量化するというユーザーニーズとぶつかっていた。

【０００３】一方、フラックスを用いない真空ろう付け
も盛んに用いられる。アルミニウムのろう付けを真空中
で行う場合にはろう材にＭｇを添加し、ろう付け時にＭ
ｇの蒸発により表面に生成している酸化皮膜を破壊させ
て、ろう流れを良くしろう付けしている。しかし、ろう
材にＭｇが添加されていると、Ｍｇが蒸発するために真
空炉内が汚染され、清掃等に時間がかかる欠点がある。
そこで、Ｍｇゲッター材を使わないで真空ろう付けの可
能な方法も求められている。しかし、通常の非腐食性弗
化物系フラックスではろう付け温度で液相となりろう付
け炉を腐食させ易く汚染し易い。さらには、気化し易く
真空系全体の汚染にもつながるので、真空ろう付けには
使えなかった。

【０００４】これらの問題点に対して、アルミニウム材
に対する事前の表面処理でこれらの問題を解決しようと
する改良技術がある。非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングに近い方法としては、アルミニウム材をカリウ
ム及びフッ素を含有する処理溶液と接触せしめる事によ
り、該アルミニウム材の表面に化学反応によってＫ₂Ａ
ｌＦ₅層を形成した後、ろう付けを行う方法が提案され
ている。（特開昭６０−８３７７１号）。さらに、上記
反応を促進して短時間でＫ₂ＡｌＦ₅層を形成する方法と
して、上記処理溶液内でアルミニウム材を電解化成処理
する方法も提案されている。（特開昭６１−５２９８４
号）。これらの方法によれば、アルミニウム材へのフラ
ックス付着量を少なくでき、炉内の汚染の問題やろう付
け後の外観の体裁の問題を改善できるとされている。し
かし前者の方法は反応が遅いので生産性が低く、この
為、後者のように電解処理装置などが必要となりコスト
がかかりすぎる問題がある。さらには、このフラックス
の場合もろう付け温度で液相になるので外観を損なうば
かりか、その後の表面処理を妨げるという問題もある。
またフラックス皮膜の形成を乾式法（真空中でフラック
ス成分を揮発させその中にろう付け対象品を入れて蒸着
させる）で行いろう付けする方法も提案されている（特
開平４−１１１９６８号）。しかし、この方法は真空系
で実施するために、設備が非常に大がかりになり、コス
トがかかりすぎる欠点がある。また、窒素雰囲気ブレー
ジング法として、Ｍｇ等のゲッター剤を含まないろう材
をクラッドして合わせ板となし希弗酸洗浄後該合わせ板
を組み立てて加熱炉内に挿入し真空ポンプで残留酸素を
減少させた後、窒素ガスを封入し加熱する事を特徴とす
る方法が提案されている（特開昭５６−５０７８０
号）。しかし、フッ酸は希フッ酸といえども非常に反応
性が強く、アルミニウム材表面を侵すので表面が荒れて
フィレット形成が不均一になる恐れがあった。

【０００５】さらに真空ブレージングで、ろう材にＭｇ
を添加しない材料でろう付け前に水酸化ナトリウムや硫
酸で酸化皮膜を予め除去する方法（特開昭５１−１３２
１４８号）も提案されている。しかしながら、上記の方
法はアルミニウム表面が新生面であり活性になっている
ために、酸化皮膜を除去したあと長時間放置すると、酸
化皮膜が成長し、ろう付け直前に処理しなければろう付
け性が劣るという欠点がある。従ってコイルでの連続処
理を施すことができない為に効率が劣るし、またコスト
もかかる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明者は、
複雑な製品形状に組み立ててからフラックスを塗布する
ことに起因する通常の非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングの上記問題点を回避し、ゲッター材としてのＭ
ｇを従来のように多量に含まなくても真空ろう付け可能
とし、かつ、上記した改良技術の問題点である、生産
性、設備コスト、表面性状、フィレット形成能等すべて
を改善したろう付け方法を求めて、平板状態で生成して
その後プレス加工やその他の取扱いを行なっても問題の
無いフラックス皮膜に代わるものおよびゲッター材とし
てのＭｇを多量に含まなくても真空ろう付け可能にする
ものを模索した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その結果、当研究者らは
アルミニウム材料を硼弗化水素酸、珪弗化水素酸あるい
はさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む
水溶液で処理するとエッチングされると同時に弗化アル
ミニウムの皮膜が生成し、この皮膜が好ましい特性を有
することを見いだし本願発明に至った。すなわち、請求
項１の、アルミニウム材を硼弗化水素酸、珪弗化水素酸
の１種又は２種を合計で０．０１％〜４０％含む水溶液
で、５℃〜７０℃の温度で１秒〜２０分処理することを
特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方法。請求
項２の、アルミニウム材を硼弗化水素酸、珪弗化水素酸
の１種又は２種を合計で０．０１％〜４０％含み、さら
に硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸の１種又は２種以上を弗
化物を除くこれら無機酸の合計で０．０１％〜４０％含
む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で１秒〜２０分処理す
ることを特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方
法。請求項３の、アルミニウム材を、コイル又は平坦な
切り板の状態で、硼弗化水素酸、珪弗化水素酸の１種又
は２種を合計で０．０１％〜４０％含む水溶液で、５℃
〜７０℃の温度で１秒〜２０分処理し、その後必要な加
工後、仮組立して非酸化性雰囲気中でろう付けすること
を特徴とするろう付け方法。請求項４の、ろう材として
通常のＡｌ−Ｓｉ系合金を用い、かつ、構造部材として
０．２％をこえたＭｇを含有するアルミニウム合金を少
なくとも一部に用いて構成されるろう付け品の、少なく
ともろう材およびろう材と接してフィレットの形成に寄
与する部材表面を、それぞれコイル又は平坦な切り板の
状態で、硼弗化水素酸、珪弗化水素酸の１種又は２種を
合計で０．０１％〜４０％含む水溶液で、５℃〜７０℃
の温度で１秒〜２０分処理し、その後必要な加工後、仮
組立して窒素雰囲気ろう付けすることを特徴とするろう
付け方法。請求項５の、ろう材としてＭｇを全くあるい
は０．５％未満しか含有しないＡｌ−Ｓｉ系ろう材を用
いてろう付けされるろう付け品の、少なくともろう材お
よびろう材と接してフィレットの形成に寄与する部材表
面を、それぞれコイル又は平坦な切り板の状態で、硼弗
化水素酸、珪弗化水素酸の１種又は２種を合計で０．０
１％〜４０％含む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で１秒
〜２０分処理し、その後必要な加工後、仮組立して真空
ろう付けすることを特徴とするろう付け方法。請求項６
の、水溶液が硼弗化水素酸、珪弗化水素酸の１種又は２
種を合計で０．０１％〜４０％含む他、硝酸、硫酸、燐
酸、クロム酸の１種又は２種以上を弗化物を除くこれら
無機酸の合計で０．０１％〜４０％とを含む水溶液であ
ることを特徴とする請求項３，４，５のいずれか１項に
記載のろう付け方法。である。

【０００８】

【作用】本発明ではアルミニウム材表面に弗化アルミニ
ウム皮膜を生成させる。この皮膜を硼弗化水素酸、珪弗
化水素酸以外に硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸
を含む水溶液による処理で生成させる場合には一部硼素
元素や珪素元素や窒素元素や硫黄元素やリン元素やクロ
ム元素が含まれることがあるし、用いる水溶液の不純物
によっては他の元素が含まれることがあるが、主に弗化
アルミニウムからなる皮膜であればかまわない。弗化ア
ルミニウム皮膜厚が０．００１μｍ未満であると酸化防
止効果が劣るためにろう付け性が悪化する。５μｍをこ
えた皮膜を生成させてもいっそうの効果は期待できず、
処理に時間がかかり生産性が悪くなる。よって皮膜厚は
０．００１〜５μｍが好ましい。この皮膜の生成方法
は、具体的には、アルミニウム材を０．０１％〜４０％
の濃度の硼弗化水素酸、珪弗化水素酸水溶液で、５℃〜
７０℃の温度で１秒〜２０分処理するわけだが、その処
理方法は、浸漬法でも、スプレー法でもかまわない。硼
弗化水素酸、珪弗化水素酸水溶液中でのアルミニウム材
表面への弗化アルミニウム皮膜の生成は、基本的には置
換反応であり、厚みはエッチングと皮膜成長の兼ね合い
で決まる。工業生産性から考えると硼弗化水素酸、珪弗
化水素酸水溶液の濃度は０．０１％〜４０％、処理温度
は５〜７０℃が適当である。処理温度が７０℃より高か
ったり濃度が４０％をこえるとエッチングは進むが皮膜
が成長しにくくなる。一方処理温度が５℃より低かった
り濃度が０．０１％より低いとエッチングも皮膜生成反
応も進まない。また、前記の皮膜厚を得るためには、最
大濃度と最高温度の組み合わせだと処理時間は最短１秒
ですむが最小濃度と最低温度の組み合わせだと処理時間
は最長２０分かかる。よって処理時間は１秒から２０分
とする。なお処理用の水溶液には０．０１％〜４０％の
濃度の硼弗化水素酸、珪弗化水素酸のほかに、硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸の１種又は２種をこれら無機酸の合
計で０．０１％〜４０％とを含んでも良い。これら無機
酸を含むとアルミニウム材との反応が一層穏やかにな
る。処理の効率上通常はコイル又は平坦な切り板の状態
のアルミニウム材を硼弗化水素酸、珪弗化水素酸あるい
はさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む
水溶液で処理する。しかし、この点に目をつむれば、切
断、成形等必要な加工後仮組立したものにこの処理を行
っても良い。本発明によれば通常の非腐食性弗化物系フ
ラックスでは不可能だったＭｇを０．２％をこえて含有
するアルミニウム合金構成部材（ブレージングシート芯
材であっても、ブレージングシートに対向する他の構成
部材であっても良い）の窒素雰囲気中でのろう付けが可
能となる。これは、非腐食性弗化物系フラックスと違い
本願発明の弗化アルミニウム皮膜は融点が高く、ろう付
け温度付近で液相にならず固相のままなので材料中のＭ
ｇとは反応しにくく、濡れ性の悪いＭｇＦ₂を形成しな
いため、ろうの流れが良いためである。さらに、真空ブ
レージングにおいては本願の処理が施されていればろう
材中にゲッター材を無理に含有する必要はなくＭｇを全
く含有しないか０．５％未満しか含有しないＡｌ−Ｓｉ
系ろう材を用いても真空ろう付けが可能となる。

【０００９】硼弗化水素酸、珪弗化水素酸あるいはさら
に硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液
による処理の前に、材料表面の汚れ及び酸化皮膜を除去
するために、ケイ酸ソーダ、リン酸ソーダや水酸化ナト
リウム等のアルカリ脱脂、及び／又は硫酸、硝酸等の酸
脱脂を施すのが好ましいが、材料が汚れていない場合は
直接に硼弗化水素酸、珪弗化水素酸あるいはさらに硝
酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液で処
理しても良い。

【００１０】このような皮膜を生成したアルミニウム材
は、その後、必要な大きさに切断されたりプレスなどの
成形加工を受けたのち最終製品形状に仮組立てされろう
付けされる。ろう付けは非酸化性雰囲気、すなわち窒素
雰囲気や真空中で行う。本材料を用いて窒素雰囲気ろう
付けする場合は、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下、露点温
度を−２０℃以下とすることが好ましく、ろう材として
通常のＡｌ−Ｓｉ系合金を用いる。また本材料を用いて
真空ろう付けする場合は、１０^-4Torr=１．３３Ｐａ以
下の気圧にすることが好ましく、前述のようにろう材と
して通常の真空ろう付け用のろう材より低いＭｇを全く
含有しないか０．５％未満しかＭｇを含有しないＡｌ−
Ｓｉ系ろう材を用いることができる。もちろん、真空ブ
レージングにおいても構造部材として０．２％をこえた
Ｍｇを含有するアルミニウム合金を用いることができ
る。弗化アルミニウム皮膜の形成は、もちろんアルミニ
ウム材料の全面でもかまわないが、少なくともろう材お
よびろう材と接してフィレットの形成に寄与する部材表
面に弗化アルミニウム皮膜を形成する必要がある。この
弗化アルミニウムの皮膜は緻密なので一旦生成すると長
時間経過してもアルミニウム面の新たな酸化を防止す
る。またこの皮膜は通常のろう付け用非腐食性弗化物系
フラックスと異なり薄く緻密な皮膜なのでコイルや平坦
な切り板状態で皮膜を生成させその後成形その他の取り
扱いを行っても皮膜のはがれ等が少ない。また、コイル
や平坦な切り板状態での皮膜生成は、平坦表面に対する
処理なので、均一な皮膜生成が容易で、かつほとんどの
水分は絞りロール等で除去することが可能なので乾燥時
間も大幅に短縮でき大変生産性が高い。この弗化アルミ
ニウムはろう付け温度で固相のままでありアルミニウム
材と熱膨張率が異なるため皮膜が破壊され、そのために
酸化していないアルミ面が出現し濡れ性が向上してろう
付けができると考えられる。また、ほとんど揮発しない
ので真空ろう付けに用いてもろう付け炉や真空系に及ぼ
す悪影響がなく、この場合にはろう材のＭｇ含有量が
０．５％未満（０％を含む）であってもろう付け可能で
ある。

【００１１】以上ろう付け工程において仮組立前のアル
ミ板、条についての処理する場合について説明したが、
ろう付け品を仮組立した後に処理しても塗布乾燥の効率
は劣るが他のメリットは享受できる。本願発明で用いる
硼弗化水素酸、珪弗化水素酸は弗酸よりも反応性が低い
ので、弗酸よりも均一な皮膜がアルミニウム表面に生成
し外観もフィレット形成能も良好である。さらに、反応
で消費される成分が主にＦだけで硼弗化水素酸、珪弗化
水素酸は単一の化合物なので、Ｋ及びＦを含有する処理
溶液と接触せしめてＫ₂ＡｌＦ₅を生成する方法（特開昭
６０−８３７７１号、特開昭６１−５２９８４号）等に
比べ、浴の管理が簡単で、しかも、ＫおよびＦ元素が必
須の通常のろう付け非腐食性弗化物系フラックス（ノコ
ロック）や特開昭６０−８３７７１号、特開昭６１−５
２９８４号等に比べコストも低い。

【００１２】

【実施例】以下に実施例にもとづき本発明を更に詳細に
説明する。 （発明例１〜１２）板厚１．０ｍｍのブレージング用ア
ルミニウムクラッド材（Ａｌ−１０％Ｓｉ／３００３／
Ａｌ−１０％Ｓｉ、及び３００３芯材にＭｇを０．３
％、０．５％、１．０％添加したもの）のコイルを巻き
戻しながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表
１に示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞り
ロールで水分を除去してから１００℃の温風で乾燥しな
がら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に４段に組み立てた。

【００１３】

【表１】

【００１４】（比較例１〜２）発明例１と同じブレージ
ング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しなが
ら、表面を４０℃の１％弗酸水溶液（比較例１）あるい
は１％弗酸＋２％弗化カリウム水溶液（比較例２）で処
理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を除
去してから１００℃の温風で乾燥しながら再びコイルに
巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形した
ものを交互に４段に組み立てた。 （比較例３）発明例１と同じブレージング用アルミニウ
ムクラッド材を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤
（メチルエチルケトン）で脱脂後組み立てた。次いで該
組み立て品を水に分散させた非腐食性弗化物系フラック
ス（ノコロック）の懸濁液中に浸漬させた後１２０℃×
２０分で乾燥させ、３．０ｇ／ｍ²のフラックスを塗布
した。 （比較例４）材料に発明例４と同じものを用いたほかは
比較例３と同様の処理をしたもの。

【００１５】以上の発明例１〜１０及び比較例１〜４に
ついて、切断前の平板状態で外観を目視観察し、経済
性、効率性の評価とあわせて表２に記入した。 ろう付け前外観の評価基準は◎ 皮膜処理後のむらが全
くない。 ○ 皮膜処理後のむら面積率５％以下。 △ 皮膜処理後のむら面積率５を超え２０％以下。 × 皮膜処理後のむら面積率２０％を超える。 ろう付け前の経済性の評価は◎ 設備も簡便で消耗する
薬剤のランニングコストも安く処理できる。 × 消耗する薬剤のランニングコストが高い。 ろう付け前の効率性の評価は◎ コイル状態の板を連続
的に迅速に処理できる。 × 仮組立体の処理で効率が悪い。 また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を、大気圧で窒
素置換をし炉内の酸素濃度５０ｐｐｍ、露点温度−４０
℃、ろう付け温度６００℃で１０分の窒素雰囲気ろう付
けを施し、ろう付け品について、処理直後にろう付けし
た場合と皮膜処理後しばらく放置してからろう付けした
場合のろう付け性を目視観察すると共に直後にろう付け
した場合のみ外観、表面処理性の評価を行った。表面処
理性は各ろう付け品をアロジン＃１２００溶液中に４５
℃で２分間浸漬して化成処理を行った後、アクリル系塗
料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥した。次いで、ろう
付け品の平坦部において塗膜面に１ｍｍ目のマス目を縦
横各１０個づつ１００個けがいてテープ剥離試験を実施
し塗膜の残ったマス目の数で評価した。これらの結果を
表２に示す。 ろう付け後外観の評価は◎ ろう付け後のむらが全くな
い。 ○ ろう付け後のむら面積率５％以下。 △ ろう付け後のむら面積率５を超え２０％以下。 × ろう付け後のむら面積率２０％を超える。 ろう付け性の評価は ◎ フィレット形成とろうの流れ
が非常に良いもの。 ○ フィレット形成とろうの流れが良いもの。 △ フィレット形成とろうの流れがやや劣るもの。 × フィレット形成とろうの流れが劣るもの。 炉汚染性の評価は５バッチ連続してろう付けしたときの
フラックスの滴下が無いものを ◎ 、フラックスの滴
下が認められたものを × とした。

【００１６】

【表２】

【００１７】反応性の強いＨＦ水溶液で処理した比較例
１はアルミ板表面が溶解しろう付け前の外観が不均一な
皮膜のためむらになり、そのためろう付け後の外観も劣
る。ろう付け性は皮膜処理直後にろう付けすればまあま
あだが皮膜が不均一のためろう付けまでの放置時間が長
くなるとろう付け性が悪くなる。ＨＦとＫＦの混合水溶
液で処理した比較例２は皮膜にＫが含まれるのでろう付
け時に液相になるため、ろう付け後の外観が模様状のむ
らになり、またろう付け後にも皮膜ができ洗浄しても落
ちきらないので表面処理性（塗膜密着性）が劣る。比較
例３は通常の非腐食性弗化物系フラックスの懸濁液によ
る仮組立後の処理のためろう付け前の経済性、効率性が
劣り、またフラックス皮膜が不均一である。さらにこの
フラックスはろう付け時に液相になるので、ろう付け後
の外観が模様状のむらになり、またろう付け後にも皮膜
ができ洗浄しても落ちきらないので表面処理性（塗膜密
着性）が劣る。比較例４は比較例３と同じフラックスを
用いているが芯材にＭｇを含有するアルミ材料に用いる
と比較例３の欠点のほかに、フラックスとＭｇとが反応
し濡れ性が悪くなりフィレットの形成が劣る。一方、発
明例１２は芯材のＭｇ量が多いのでろう付け性がやや劣
るが実用レベルで、他の発明例は評価した全項目が良好
である。以上の結果から、プレコート処理（コイル又は
平坦な切り板の状態での処理）により弗化アルミニウム
皮膜を形成した本発明のろう付け用アルミニウム材は、
その表面の外観もよく、かつ均一に皮膜が形成されてい
る。そして、本発明実施品は皮膜処理してから長時間放
置しても経時変化もなく良好な窒素雰囲気ろう付けが達
成されたばかりか、得られたろう付け品はその表面状態
も良好であることを確認しえた。

【００１８】（発明例１３〜２１）発明例１と同じブレ
ージング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻し
ながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表３に
示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞りロー
ルで水分を除去してから１００℃で乾燥しながら再度コ
イルに巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成
形したものを交互に４段に組み立てた。

【００１９】

【表３】

【００２０】（比較例５）発明例１と同じブレージング
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を１％弗酸水溶液で処理した後水洗し、純水洗した
後、絞りロールで水分を除去してから１００℃で乾燥し
ながら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に４段に組み立てた。

【００２１】（比較例６）発明例１と同じブレージング
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を４０℃の１０％ＮａＯＨ水溶液で６０秒処理した
後水洗し、４０℃の２０％ＨＮＯ₃で３０秒デスマット
処理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を
除去してから１００℃で乾燥しながら再度コイルに巻い
た。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形したもの
を交互に４段に組み立てた。

【００２２】（比較例７）板厚１．０ｍｍの真空ブレー
ジング用アルミニウムクラッド材（Ａｌ−１０％Ｓｉ−
１．２％Ｍｇ／３００３／Ａｌ−１０％Ｓｉ−１．２％
Ｍｇ）を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤（メチル
エチルケトン）で脱脂後組み立てた。

【００２３】以上の各プレコート処理した実施例及びポ
ストコートした比較例及びＭｇ入りろう材の比較例で得
た成形品を外観、経済性、効率性について評価を行っ
た。また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を真空炉で
５×１０^-5Torr中で６００℃×３分加熱してろう付けを
行った。上記により得た各ろう付け品について、処理直
後にろう付けした場合と皮膜処理後しばらく放置してか
らろう付けした場合のろう付け性を目視観察すると共に
直後にろう付けした場合のみ外観、表面処理性の評価を
行った。表面処理性は各ろう付け品をアロジン＃１２０
０溶液中に４５℃で２分間浸漬して化成処理を行った
後、アクリル系塗料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥し
た。次いで、ろう付け品の平坦部において塗膜面に１ｍ
ｍ目のマス目を縦横各１０個づつ１００個けがいてテー
プ剥離試験を実施し塗膜の残ったマス目の数で評価し
た。また、真空炉の汚染についても次の方法で評価し
た。すなわち、炉内にガラス板を立てかけ一定量の供試
材を処理した後に取り出し、Ｍｇの付着を観察した。付
着が認められないものを ◎ 、付着が認められたもの
を × とした。これらの結果を表４に示す。

【００２４】

【表４】

【００２５】窒素雰囲気ろう付けの比較例１と同じ反応
性の強いＨＦ水溶液で処理した比較例５はアルミ板表面
が溶解し不均一な皮膜のためむらになり、また、そのた
め真空ろう付け後における外観も劣る。ろう付け性は皮
膜処理直後にろう付けすればまあまあだが皮膜が不均一
のためろう付けまでの放置時間が長くなるとろう付け性
が悪くなる。ＮａＯＨ水溶液で処理後ＨＮＯ₃でデスマ
ットした比較例６はコイル処理できもとの酸化皮膜が溶
解除去されるのでろう付け前の経済性、効率性、外観は
良好で、ろう付け性は処理直後にろう付けすれば良好だ
がろう付けまでの放置時間が長くなると酸化皮膜が成長
するためろう付け性が悪くなる。比較例７は通常の真空
ろう付け用のゲッターとしてろう材中にＭｇを含む材料
なのでろう付け性は良好であるが、Ｍｇにより炉が汚染
される。一方、発明例は評価した全項目が良好である。
以上の結果から、プレコート処理により弗化アルミニウ
ム皮膜を形成した本発明のろう付け用アルミニウム材
は、Ｍｇを含有しないろう材を用いた真空ろう付けにお
いても、良好なろう付けが達成されたばかりか、得られ
たろう付け品はその表面状態も良好であることを確認し
えた。

【００２６】

【効果】本発明は化成処理皮膜の平坦素材形状での形成
を可能にしたことにより、また、この化成処理皮膜が、
経時変化の少ない、ろう付け時に固相のままの皮膜であ
ることから、下記の様に、大変多くの利点を有するもの
である。すなわち、 Ａ 窒素雰囲気中で行う非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けにおける １．複雑な製品形状に組み立ててからのフラックス塗布
・乾燥から生ずるという生産性阻害要因を排除し、 ２．連続炉を用いる場合に水分が乾燥炉からろう付け炉
に持ち込まれることによっておこるろう付け性低下を防
止し、 ３．フラックスを多めに塗布しがちになることによる、
ろう付け炉の汚染、このためのろう付け炉のクリーニン
グ、オーバーホールの頻度増加、コスト増加の不利の全
てを回避し、 ４．さらには、ろう付け温度でフラックスが液相になる
ことによる、ろう付け後の製品表面の外観不良、その後
の表面処理への悪影響を排除し、 ５．処理のための大がかりな設備を不要とし、 ６．構成部材へのＭｇ含有アルミニウム合金を使用可能
とした。さらにまた、 Ｂ 真空ろう付け時の １．ろう材中に多量のＭｇ等のゲッター材を添加するこ
と無しにろう付けを可能にすることによりろう付け炉の
汚染を防止し ２．あるいは、ろう付け直前での非効率的な表面処理を
不要となし、生産の効率を向上できる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 1/20 B23K 1/19 C23C 22/34 C23C 22/56

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム材を硼弗化水素酸、珪弗化水
   素酸の１種又は２種を合計で０．０１％（重量％。以下
   本明細書の％は「面積率」と明記した箇所を除き全て重
   量％。）〜４０％含む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で
   １秒〜２０分処理することを特徴とするろう付け用アル
   ミニウム材の製造方法。
2. 【請求項２】アルミニウム材を硼弗化水素酸、珪弗化水
   素酸の１種又は２種を合計で０．０１％〜４０％含み、
   さらに硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸の１種又は２種以上
   を弗化物を除くこれら無機酸の合計で０．０１％〜４０
   ％含む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で１秒〜２０分処
   理することを特徴とするろう付け用アルミニウム材の製
   造方法。
3. 【請求項３】アルミニウム材を、コイル又は平坦な切り
   板の状態で、硼弗化水素酸、珪弗化水素酸の１種又は２
   種を合計で０．０１％〜４０％含む水溶液で、５℃〜７
   ０℃の温度で１秒〜２０分処理し、その後必要な加工
   後、仮組立して非酸化性雰囲気中でろう付けすることを
   特徴とするろう付け方法。
4. 【請求項４】ろう材として通常のＡｌ−Ｓｉ系合金を用
   い、かつ、構造部材として０．２％をこえたＭｇを含有
   するアルミニウム合金を少なくとも一部に用いて構成さ
   れるろう付け品の、少なくともろう材およびろう材と接
   してフィレットの形成に寄与する部材表面を、それぞれ
   コイル又は平坦な切り板の状態で、硼弗化水素酸、珪弗
   化水素酸の１種又は２種を合計で０．０１％〜４０％含
   む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で１秒〜２０分処理
   し、その後必要な加工後、仮組立して窒素雰囲気ろう付
   けすることを特徴とするろう付け方法。
5. 【請求項５】ろう材としてＭｇを全くあるいは０．５％
   未満しか含有しないＡｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてろう付
   けされるろう付け品の、少なくともろう材およびろう材
   と接してフィレットの形成に寄与する部材表面を、それ
   ぞれコイル又は平坦な切り板の状態で、硼弗化水素酸、
   珪弗化水素酸の１種又は２種を合計で０．０１％〜４０
   ％含む水溶液で、５℃〜７０℃の温度で１秒〜２０分処
   理し、その後必要な加工後、仮組立して真空ろう付けす
   ることを特徴とするろう付け方法。
6. 【請求項６】水溶液が硼弗化水素酸、珪弗化水素酸の１
   種又は２種を合計で０．０１％〜４０％含む他、硝酸、
   硫酸、燐酸、クロム酸の１種又は２種以上を弗化物を除
   くこれら無機酸の合計で０．０１％〜４０％とを含む水
   溶液であることを特徴とする請求項３，４，５のいずれ
   か１項に記載のろう付け方法。