JP2818683B2 - ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 - Google Patents
ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空構造を有するアルミニウム製熱交換器
の製造に好適に用いられる真空ろう付け性に優れたアル
ミニウム合金ろう材に関するものである。
の製造に好適に用いられる真空ろう付け性に優れたアル
ミニウム合金ろう材に関するものである。
近年アルミニウム製構造体のろう付けに、フラックス
を必要としない真空ブレージング法が開発され、公害上
の心配がないところから盛んに行なわれるようになっ
た。真空ブレージングはアルミニウム合金を芯材とし、
その片面または両面にアルミニウム合金ろう材を皮材と
してクラードしたブレージングシートを用い、真空中で
ブレージングを行うもので、熱交換器を始め各種構造体
のろう付けに用いられている。そして真空ろう付け用ブ
レージングシートには各種の芯材用アルミニウム合金と
皮材用アルミニウム合金ろう材が開発され現在ではJISZ
3263により規格化されている。
を必要としない真空ブレージング法が開発され、公害上
の心配がないところから盛んに行なわれるようになっ
た。真空ブレージングはアルミニウム合金を芯材とし、
その片面または両面にアルミニウム合金ろう材を皮材と
してクラードしたブレージングシートを用い、真空中で
ブレージングを行うもので、熱交換器を始め各種構造体
のろう付けに用いられている。そして真空ろう付け用ブ
レージングシートには各種の芯材用アルミニウム合金と
皮材用アルミニウム合金ろう材が開発され現在ではJISZ
3263により規格化されている。
熱交換器に使用される真空ブレージングシートとして
は、芯材としてJIS A3003,JIS A3005,JIS A3105,JIS A6
951合金を用い、皮材としてはJIS BA4004,AA4104合金ろ
う材を用いるのが通常である。なお板厚は0.5〜1.2mmで
あり、ろう材クラッド率は片面で５〜15％の両面ろう材
クラッドのブレージングシートとして使用されている。
は、芯材としてJIS A3003,JIS A3005,JIS A3105,JIS A6
951合金を用い、皮材としてはJIS BA4004,AA4104合金ろ
う材を用いるのが通常である。なお板厚は0.5〜1.2mmで
あり、ろう材クラッド率は片面で５〜15％の両面ろう材
クラッドのブレージングシートとして使用されている。
こうした真空ブレージングシートを用いた中空構造を
有するアルミニウム製熱交換器としては、ドロンカップ
タイプのエバポレータ，オイルクーラー，ラジエーター
などが製剤されている。例えばドロンカップタイプのエ
バポレータはプレート部材（１）を第３図に示すように
積層し、この積層した部材（１）の間にコルゲートフィ
ン（２）を配設して、ろう付けを10-5〜10-4Torr台の真
空中で、500℃に加熱することにより製剤されている。
この真空ろう付け用ではブレージングシートろう材（JI
S BA4004,AA4104合金等）中に添加されたMgが400℃付近
から徐々に蒸発しはじめ、炉内酸化性ガスを、H2O＋Mg
→MgO＋H2及びO2＋2Mg→MgOのゲッター反応により除去
するとともに、ろう材溶融時に急激に蒸発し、同様のゲ
ッター作用及びろう材表面の酸化皮膜の破壊作用をひき
おこすことにより、ろう付けを可能にしている。またSi
はろうの融点を下げ、ろう付け温度を下げてろう付け性
を良好にする作用を有している。
有するアルミニウム製熱交換器としては、ドロンカップ
タイプのエバポレータ，オイルクーラー，ラジエーター
などが製剤されている。例えばドロンカップタイプのエ
バポレータはプレート部材（１）を第３図に示すように
積層し、この積層した部材（１）の間にコルゲートフィ
ン（２）を配設して、ろう付けを10-5〜10-4Torr台の真
空中で、500℃に加熱することにより製剤されている。
この真空ろう付け用ではブレージングシートろう材（JI
S BA4004,AA4104合金等）中に添加されたMgが400℃付近
から徐々に蒸発しはじめ、炉内酸化性ガスを、H2O＋Mg
→MgO＋H2及びO2＋2Mg→MgOのゲッター反応により除去
するとともに、ろう材溶融時に急激に蒸発し、同様のゲ
ッター作用及びろう材表面の酸化皮膜の破壊作用をひき
おこすことにより、ろう付けを可能にしている。またSi
はろうの融点を下げ、ろう付け温度を下げてろう付け性
を良好にする作用を有している。
ところで、長時間ろう付炉を使用した場合、炉の汚染
等により真空度が低下してしまう。そしてそのような場
合ろうの濡れ性が低下してしまい、その結果ろうのフィ
レットが形成されずにろう付けできなくなるという、い
わゆるろう切れ現象と称する不良現象が生じる。
等により真空度が低下してしまう。そしてそのような場
合ろうの濡れ性が低下してしまい、その結果ろうのフィ
レットが形成されずにろう付けできなくなるという、い
わゆるろう切れ現象と称する不良現象が生じる。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものである。
即ち本発明の他のろう材は0.05〜0.6wt％のMgおよび
6.0〜20.0wt％のSiを含有し、かつ、Feの含有量を0.3wt
％以下に規定し、さらに内部に存在する大きさ２〜５μ
ｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以上とすることを
特徴とするものである。
6.0〜20.0wt％のSiを含有し、かつ、Feの含有量を0.3wt
％以下に規定し、さらに内部に存在する大きさ２〜５μ
ｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以上とすることを
特徴とするものである。
また本発明ろう材の他の一つは、0.05〜0.55wt％のMg
および6.0〜20.0wt％のSiを含有し、残部Alと不可避的
不純物のFeの含有量を0.3wt％以下に規定し、並びに内
部に存在する大きさ２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1
000個/mm2以上とし、さらに内部に存在する大きさ６μ
ｍ以下のSi粒子の数密度を3000個/mm2以上とすることを
特徴とするものである。
および6.0〜20.0wt％のSiを含有し、残部Alと不可避的
不純物のFeの含有量を0.3wt％以下に規定し、並びに内
部に存在する大きさ２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1
000個/mm2以上とし、さらに内部に存在する大きさ６μ
ｍ以下のSi粒子の数密度を3000個/mm2以上とすることを
特徴とするものである。
まず、本発明によるろう材合金の化学組成について説
明する。
明する。
ろう在中のMgは、上記の如くろう付け中に蒸発しゲッ
ター作用により真空度を向上させる効果と蒸発により酸
化皮膜を破壊する作用を有する。しかして従来その含有
量が0.55wt％未満では上記作用が十分に生じずろう付け
性が低下すると考えられていた。しかし、鋭意検討の結
果0.05〜0.55wt％のMg量でも十分にその効果が発揮され
ることが確認された。また、Mgの蒸発は炉内の汚染を促
進するものである。従って、Mg量の低減は炉内の清浄度
の改善にも効果がある。
ター作用により真空度を向上させる効果と蒸発により酸
化皮膜を破壊する作用を有する。しかして従来その含有
量が0.55wt％未満では上記作用が十分に生じずろう付け
性が低下すると考えられていた。しかし、鋭意検討の結
果0.05〜0.55wt％のMg量でも十分にその効果が発揮され
ることが確認された。また、Mgの蒸発は炉内の汚染を促
進するものである。従って、Mg量の低減は炉内の清浄度
の改善にも効果がある。
ろう材中のSiは合金の融点を低下させ、ろう付けを可
能にする添加元素である。しかしてその添加量が6.0wt
％未満や20.0wt％を越えた場合、逆にろうの融点が上昇
しろう付け性が低下する。
能にする添加元素である。しかしてその添加量が6.0wt
％未満や20.0wt％を越えた場合、逆にろうの融点が上昇
しろう付け性が低下する。
ろう材中のFeは、ろう付け加熱中に酸化皮膜の成長を
促進するも、その含有量が0.3wt％を越えると皮膜の成
長量が大きくなるため、Mg蒸発時に皮膜は十分に破壊さ
れず、ろう付け性が低下する。
促進するも、その含有量が0.3wt％を越えると皮膜の成
長量が大きくなるため、Mg蒸発時に皮膜は十分に破壊さ
れず、ろう付け性が低下する。
以上が、本発明のろう材合金の組成であるが、さらに
Biを0.01〜0.2wt％添加する場合がある。この場合、Bi
はろう流れ性を向上させると共に、Mgの蒸発を促進し、
皮膜を破壊されやすくする働きを有する。Biの添加量が
0.01wt％未満の場合上記作用が十分でなく、0.2wt％を
越えるとろう材の圧延性が低下し、ブレージングシート
の製造が困難である。
Biを0.01〜0.2wt％添加する場合がある。この場合、Bi
はろう流れ性を向上させると共に、Mgの蒸発を促進し、
皮膜を破壊されやすくする働きを有する。Biの添加量が
0.01wt％未満の場合上記作用が十分でなく、0.2wt％を
越えるとろう材の圧延性が低下し、ブレージングシート
の製造が困難である。
次に、粒径の測定方法について説明する。
ろう材内部に存在する粒子を、走査型電子顕微鏡を用
いた反射電子像により観察した。観察される反射電子像
で黒く見えるものをMg2Si粒子、白く見えるものをSi粒
子と判断し、画像解析を行いその円相当径を求めた。
いた反射電子像により観察した。観察される反射電子像
で黒く見えるものをMg2Si粒子、白く見えるものをSi粒
子と判断し、画像解析を行いその円相当径を求めた。
さて、上記のように本発明において、Mg2Si粒子とし
てろう材中に存在するMgは蒸発する際に、ろう材表面の
酸化皮膜を破壊するとともに、ゲッターとして雰囲気中
の酸化性ガスを排出しろう付性を良好にする作用を有し
ている。しかしながら、粒径が５μｍを越えるMg2Si粒
子は、真空ろう付け加熱初期においてMgの蒸発量を少な
くしゲッターとしての働きを低下させ、期待する様な効
果が得られない。一方、粒径が２μｍより小さいMg2Si
粒子では、Mgが蒸発する際にろう材表面の酸化皮膜の破
壊力が低下する。従って、本発明では２〜５μｍの粒径
のMg2Si粒子を十分に有していないといけない。即ち、
その範囲内のMg2Si粒子の数密度が1000個/mm2未満の場
合、Mg蒸発にともなうろう材表面の酸化皮膜の破壊能力
が低下するとともに、ゲッターとしての働きが不十分と
なる。従って、２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000
個/mm2以上に限定すべきである。
てろう材中に存在するMgは蒸発する際に、ろう材表面の
酸化皮膜を破壊するとともに、ゲッターとして雰囲気中
の酸化性ガスを排出しろう付性を良好にする作用を有し
ている。しかしながら、粒径が５μｍを越えるMg2Si粒
子は、真空ろう付け加熱初期においてMgの蒸発量を少な
くしゲッターとしての働きを低下させ、期待する様な効
果が得られない。一方、粒径が２μｍより小さいMg2Si
粒子では、Mgが蒸発する際にろう材表面の酸化皮膜の破
壊力が低下する。従って、本発明では２〜５μｍの粒径
のMg2Si粒子を十分に有していないといけない。即ち、
その範囲内のMg2Si粒子の数密度が1000個/mm2未満の場
合、Mg蒸発にともなうろう材表面の酸化皮膜の破壊能力
が低下するとともに、ゲッターとしての働きが不十分と
なる。従って、２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000
個/mm2以上に限定すべきである。
さらに、ろう材中に存在するSi粒子は、ろう材の融点
を下げ、ろう付け温度を低めてろう付け性を良好にする
作用を有している。しかし、粒径が６μｍを越えるSi粒
子の場合、ろうの溶融までに長時間を必要とする結果、
ろう付け時間を長くしたり、または、ろう付け温度を高
めなければならない。従って、本発明ではSi粒子は粒径
が６μｍ以下でなくてはいけない。そして、その範囲内
のSi粒子の数密度が3000個/mm2未満の場合、上記作用に
おいて所望の効果が得られない。従っで、６μｍ以下の
Si粒子の数密度を3000個/mm2以上に限定することによ
り、さらに、ろう付け性が向上するものである。
を下げ、ろう付け温度を低めてろう付け性を良好にする
作用を有している。しかし、粒径が６μｍを越えるSi粒
子の場合、ろうの溶融までに長時間を必要とする結果、
ろう付け時間を長くしたり、または、ろう付け温度を高
めなければならない。従って、本発明ではSi粒子は粒径
が６μｍ以下でなくてはいけない。そして、その範囲内
のSi粒子の数密度が3000個/mm2未満の場合、上記作用に
おいて所望の効果が得られない。従っで、６μｍ以下の
Si粒子の数密度を3000個/mm2以上に限定することによ
り、さらに、ろう付け性が向上するものである。
上記のように本発明において、ろう材内部に存在する
粒径が２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以
上に限定したことにより、Mg蒸気によるろう材表面の酸
化皮膜の破壊が十分にすすみ、またゲッターとして酸化
性ガスの排出を良好にする作用をなすものであり、さら
に粒径が６μｍ以下のSi粒子の数密度を3000個/mm2以上
に限定したことにより、ろうの溶融温度を低下させるこ
とによりろう付け性を良好に作用をなすものである。
粒径が２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以
上に限定したことにより、Mg蒸気によるろう材表面の酸
化皮膜の破壊が十分にすすみ、またゲッターとして酸化
性ガスの排出を良好にする作用をなすものであり、さら
に粒径が６μｍ以下のSi粒子の数密度を3000個/mm2以上
に限定したことにより、ろうの溶融温度を低下させるこ
とによりろう付け性を良好に作用をなすものである。
このような本発明におけるMg2Si粒子の分布およびSi
粒子の分布は、鋳造，ソーキング，中間焼鈍条件をコン
トロールして行う。
粒子の分布は、鋳造，ソーキング，中間焼鈍条件をコン
トロールして行う。
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
第１表に示す組成の芯材の両面に第２表に示す本発明
ろう材Ａ及び比較ろう材Ｂ〜Ｅをそれぞれクラッド（片
面15％のクラッド率）した板厚0.6mmのブレージングシ
ートを製造する工程において、ろう材の鋳造条件および
ソーキング処理条件を変えることにより、ろう材中のMg
2Si粒子およびSi粒子の存在状態を第２表に示すように
変更した各種のブレージングシートNo.1〜No.5を作成し
た。
ろう材Ａ及び比較ろう材Ｂ〜Ｅをそれぞれクラッド（片
面15％のクラッド率）した板厚0.6mmのブレージングシ
ートを製造する工程において、ろう材の鋳造条件および
ソーキング処理条件を変えることにより、ろう材中のMg
2Si粒子およびSi粒子の存在状態を第２表に示すように
変更した各種のブレージングシートNo.1〜No.5を作成し
た。
次いでこれら各ブレージングシートをプレス成形して
第１図（ａ）（ｂ）に示すように中央部に開口を有する
カップ（３）を作製した。なおこの開口は排気口（４）
である。同様にしてブレージングシートをプレス成形し
たカップを重ね、一端の排気口（４）に接続筒（７）を
設けて第２図に示す試験用中空構造体（５）を真空ブレ
ージングにより作成した。図中（３）は排気口つきカッ
プ、（６）は排気口なしカップである。ブレージングの
テスト条件は、５×10-5Torrの真空中にて、昇温速度30
℃/minで600℃に到達後10min保持した。評価はカップの
合わせ面におけるブレージング後のフィレット形成具合
により行い、各ブレージングシートによる中空構造体10
0個についてのろう付テスト後のろう切れ発生率を求め
てその結果を第３表に並記した。
第１図（ａ）（ｂ）に示すように中央部に開口を有する
カップ（３）を作製した。なおこの開口は排気口（４）
である。同様にしてブレージングシートをプレス成形し
たカップを重ね、一端の排気口（４）に接続筒（７）を
設けて第２図に示す試験用中空構造体（５）を真空ブレ
ージングにより作成した。図中（３）は排気口つきカッ
プ、（６）は排気口なしカップである。ブレージングの
テスト条件は、５×10-5Torrの真空中にて、昇温速度30
℃/minで600℃に到達後10min保持した。評価はカップの
合わせ面におけるブレージング後のフィレット形成具合
により行い、各ブレージングシートによる中空構造体10
0個についてのろう付テスト後のろう切れ発生率を求め
てその結果を第３表に並記した。
第３表より、本発明ろう材を用いたブレージングシー
トNo.1は比較ろう材を用いたブレージングシートNo.2〜
No.5に比べてフィレットの形成能が著しく改善され、ろ
う付け性が安定していることがわかる。
トNo.1は比較ろう材を用いたブレージングシートNo.2〜
No.5に比べてフィレットの形成能が著しく改善され、ろ
う付け性が安定していることがわかる。
このように本発明によればろう付け性を向上させるこ
とができるので不良率を著しく低減させることが可能で
あり、安定した操業ができ、工業上顕著な効果を奏する
ものである。
とができるので不良率を著しく低減させることが可能で
あり、安定した操業ができ、工業上顕著な効果を奏する
ものである。
第１図（ａ）（ｂ）はろう付性試験に用いる成形カップ
を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のYY線断
面図、第２図はろう付試験用中空構造体を示す側断面
図、第３図は積層タイプのエバポレータを示す斜視図で
ある。 １……プレート部材 ２……コルゲートフィン ３……排気口つきカップ ４……排気口 ５……中空構造体 ６……排気口なしカップ ７……接続筒
を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のYY線断
面図、第２図はろう付試験用中空構造体を示す側断面
図、第３図は積層タイプのエバポレータを示す斜視図で
ある。 １……プレート部材 ２……コルゲートフィン ３……排気口つきカップ ４……排気口 ５……中空構造体 ６……排気口なしカップ ７……接続筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−11748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−51448（ＪＰ，Ａ) 特許 昭2756195（ＪＰ，Ｂ２) 特許 昭2756196（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−15974（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−12355（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−22440（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−9378（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 35/28
Claims (2)
- 【請求項１】0.05〜0.55wt％のMgおよび6.0〜20.0wt％
のSiを含有し、残部Alと不可避的不純物中のFeの含有量
を0.3wt％以下に規定し、さらに内部に存在する大きさ
２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以上とす
ることを特徴とするろう付け性が優れたAl−Mg−Si系合
金ろう材。 - 【請求項２】0.05〜0.55wt％のMgおよび6.0〜20.0wt％
のSiを含有し、残部Alと不可避的不純物中のFeの含有量
を0.3wt％以下に規定し、並びに内部に存在する大きさ
２〜５μｍのMg2Si粒子の数密度を1000個/mm2以上と
し、さらに内部に存在する大きさ６μｍ以下のSi粒子の
数密度を3000個/mm2以上とすることを特徴とするろう付
け性が優れたAl−Mg−Si系合金ろう材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2059324A JP2818683B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2059324A JP2818683B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264190A JPH03264190A (ja) | 1991-11-25 |
| JP2818683B2 true JP2818683B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=13110065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2059324A Expired - Fee Related JP2818683B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2818683B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4636520B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-02-23 | 株式会社デンソー | 熱交換器用アルミニウムブレージングシートのろう材およびその製造方法 |
| JP2012050995A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Mitsubishi Alum Co Ltd | フラックスレスろう付用アルミニウム合金ろう材シートおよびアルミニウム材のフラックスレスろう付け方法 |
| JP2012061523A (ja) * | 2011-10-21 | 2012-03-29 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウムのろう付け方法および該ろう付け方法により製造されるアルミニウム熱交換器用偏平チューブ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2756195B2 (ja) | 1990-03-09 | 1998-05-25 | 古河電気工業株式会社 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材 |
| JP2756196B2 (ja) | 1990-03-09 | 1998-05-25 | 古河電気工業株式会社 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4911748A (ja) * | 1972-05-16 | 1974-02-01 | ||
| US3843333A (en) * | 1973-08-31 | 1974-10-22 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Aluminum brazing sheet |
| GB1576710A (en) * | 1976-07-26 | 1980-10-15 | Shell Int Research | Vapour emitter |
| JPS5512355A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | Cooking device |
| JPS5622440A (en) * | 1979-04-12 | 1981-03-03 | Ricoh Co Ltd | Electrophotographic composite photoreceptor |
| JPS619378A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Honda Motor Co Ltd | 前後輪の操舵装置 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2059324A patent/JP2818683B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2756195B2 (ja) | 1990-03-09 | 1998-05-25 | 古河電気工業株式会社 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材 |
| JP2756196B2 (ja) | 1990-03-09 | 1998-05-25 | 古河電気工業株式会社 | Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03264190A (ja) | 1991-11-25 |
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