JP2881289B2 - アルミニウムのろう付け法 - Google Patents
アルミニウムのろう付け法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム及びアルミ
ニウム合金部材のろう付け法に係わるもので、ろう材を
別途に供給することなく、フッ化ケイ素化合物から反応
によってＳｉを析出させ、その析出Ｓｉと部材アルミニ
ウムとの拡散反応によって得られるＡｌ−Ｓｉ共晶合金
の低融点の液相を用いて行なうろう付け法に関する。
ニウム合金部材のろう付け法に係わるもので、ろう材を
別途に供給することなく、フッ化ケイ素化合物から反応
によってＳｉを析出させ、その析出Ｓｉと部材アルミニ
ウムとの拡散反応によって得られるＡｌ−Ｓｉ共晶合金
の低融点の液相を用いて行なうろう付け法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ろう付けにおけるフラックスとろう材は
密接な関係があり、真空ろう付けなど一部のろう付け法
を除いて、フラックス無しでろう付けを行なうことは不
可能である。これはアルミニウム部材の酸化皮膜をフラ
ックスによって除去しないとろう材が”濡れ”ないこと
からで、フラックスの良否がろう付け性を左右すると言
って過言でない。今までこのフラックスにはろう付け後
の残渣に強い腐蝕性があるためその除去に繁雑な洗浄工
程を必要としていた。そこで腐蝕性のないフッ化アルミ
ニウム（ＡｌＦ３）とフッ化カリウム（ＫＦ）を主体と
するフッ化物系非腐蝕性フラックスが開発され、実用化
に入った。その一例として自動車部品の冷却や空調シス
テムの熱交換器のアセンブリーには、このろう付け法が
主流となっている。現在熱交換器のろう付けの中で押し
出し扁平管とフィンを組み合せたパラレルフローコンデ
ンサータイプではろう材をクラッドしたブレージングシ
ートがフィン材として用いられ、構造物を組立て後、前
述のフッ化物フラックスを塗布して、６００℃前後の非
酸化性雰囲気中で加熱され、ろう付けが行なわれてい
る。
密接な関係があり、真空ろう付けなど一部のろう付け法
を除いて、フラックス無しでろう付けを行なうことは不
可能である。これはアルミニウム部材の酸化皮膜をフラ
ックスによって除去しないとろう材が”濡れ”ないこと
からで、フラックスの良否がろう付け性を左右すると言
って過言でない。今までこのフラックスにはろう付け後
の残渣に強い腐蝕性があるためその除去に繁雑な洗浄工
程を必要としていた。そこで腐蝕性のないフッ化アルミ
ニウム（ＡｌＦ３）とフッ化カリウム（ＫＦ）を主体と
するフッ化物系非腐蝕性フラックスが開発され、実用化
に入った。その一例として自動車部品の冷却や空調シス
テムの熱交換器のアセンブリーには、このろう付け法が
主流となっている。現在熱交換器のろう付けの中で押し
出し扁平管とフィンを組み合せたパラレルフローコンデ
ンサータイプではろう材をクラッドしたブレージングシ
ートがフィン材として用いられ、構造物を組立て後、前
述のフッ化物フラックスを塗布して、６００℃前後の非
酸化性雰囲気中で加熱され、ろう付けが行なわれてい
る。
【０００３】しかし最近になってブレージングシートを
用いる方法では、ろう材をクラッドしたフィン材の成形
加工などにおいてＳｉ粒子の影響で刃物の損耗が大き
く、コストアップにつながることや、さらに材料コスト
の削減の観点から、ブレージングシートを用いない方法
の開発が望まれている。
用いる方法では、ろう材をクラッドしたフィン材の成形
加工などにおいてＳｉ粒子の影響で刃物の損耗が大き
く、コストアップにつながることや、さらに材料コスト
の削減の観点から、ブレージングシートを用いない方法
の開発が望まれている。
【０００４】
【問題を解決するための手段】本発明はブレージングシ
ートを用いることなく、混合物中に含まれるフッ化ケイ
素化合物から、Ｓｉを析出させ、その析出Ｓｉとアルミ
ニウムとの拡散反応によって低融点のＡｌ−Ｓｉろう材
を晶出させることによって問題を解決した。
ートを用いることなく、混合物中に含まれるフッ化ケイ
素化合物から、Ｓｉを析出させ、その析出Ｓｉとアルミ
ニウムとの拡散反応によって低融点のＡｌ−Ｓｉろう材
を晶出させることによって問題を解決した。
【０００５】
【作用】本発明におけるケイ素含有化合物からのＳｉ析
出に関しては、つぎの反応式 ３Ｋ２ＳｉＦ６＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２ＫＡｌＦ４＋２Ｋ
２ＡｌＦ５ により推察されるごとく、Ｓｉが置換析出し、後にアル
ミニウムと拡散し、低融点のＡｌ−１１．７％Ｓｉの共
晶組成が液相となり、ろう材の役目を果たす。
出に関しては、つぎの反応式 ３Ｋ２ＳｉＦ６＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２ＫＡｌＦ４＋２Ｋ
２ＡｌＦ５ により推察されるごとく、Ｓｉが置換析出し、後にアル
ミニウムと拡散し、低融点のＡｌ−１１．７％Ｓｉの共
晶組成が液相となり、ろう材の役目を果たす。
【０００６】 ［実施例］ 本発明は含ケイ素フッ化物を加熱してＳｉを析出させる
ことから、Ｓｉ含有のフッ化ケイ素化合物が主要成分と
なる。一方、これらの化合物は比較的融点が高いため、
６００℃前後のろう付け温度では溶けにくい。そのた
め、融点をさらに降下させることが求められ、各種のフ
ッ化物が添加される。以下、本発明を実施例により説明
する。本発明の基本組成としてのフッ化ケイ素化合物は
Ｋ２ＳｉＦ６ ４０〜８０重量％，融点降下のためのフッ
化物ＡｌＦ３ ２０〜６０重量％で、Ｋ２ＳｉＦ６が４０
重量％より少ないとＳｉの析出量が不足し、十分なろう
付け性が得られず、８０重量％を越えると融点が上昇し
溶けにくくなる。一方、ＡｌＦ３は２０重量％未満では
融点降下が少なく６０重量％を越えると再び融点を上昇
させ適当でない。この中で、上記組成範囲が好ましい
が、Ｋ２ＳｉＦ６の代りにその一部をＮａ２ＳｉＦ６ま
たはＺｎＳｉＦ６の他のフッ化ケイ素化合物で置き換え
ることも可能で、その添加量はＫ２ＳｉＦ６の５０重量
％以下である。また融点降下させるフッ化物のうちＡｌ
Ｆ３が最も好ましいが、ＡｌＦ３の一部を他のフッ化物
に置き換えることも可能である。その他のフッ化物とし
ては、ＺｎＦ２，ＣａＦ２，ＣｓＦ，ＬｉＦ，ＮａＦ，
ＫＦ及びＺｒＦ４があり、ＡｌＦ３と一種以上の同時添
加も有効で、その添加量は総量の５０重量％以下であ
る。混合物からのＳｉの析出に関しては、つぎの反応式
が知られており ３Ｋ２ＳｉＦ６＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２ＫＡｌＦ４＋２Ｋ２ＡｌＦ５ この反応式より推察されるごとくＳｉが置換析出し、後
にアルミニウムと拡散し、低融点のＡｌ・１１．７％Ｓ
ｉの共晶組成となり、これがろう材の役目を果たすもの
と考えられる。 したがってフィレット形成能力がろう
付け性に大きく影響する。
ことから、Ｓｉ含有のフッ化ケイ素化合物が主要成分と
なる。一方、これらの化合物は比較的融点が高いため、
６００℃前後のろう付け温度では溶けにくい。そのた
め、融点をさらに降下させることが求められ、各種のフ
ッ化物が添加される。以下、本発明を実施例により説明
する。本発明の基本組成としてのフッ化ケイ素化合物は
Ｋ２ＳｉＦ６ ４０〜８０重量％，融点降下のためのフッ
化物ＡｌＦ３ ２０〜６０重量％で、Ｋ２ＳｉＦ６が４０
重量％より少ないとＳｉの析出量が不足し、十分なろう
付け性が得られず、８０重量％を越えると融点が上昇し
溶けにくくなる。一方、ＡｌＦ３は２０重量％未満では
融点降下が少なく６０重量％を越えると再び融点を上昇
させ適当でない。この中で、上記組成範囲が好ましい
が、Ｋ２ＳｉＦ６の代りにその一部をＮａ２ＳｉＦ６ま
たはＺｎＳｉＦ６の他のフッ化ケイ素化合物で置き換え
ることも可能で、その添加量はＫ２ＳｉＦ６の５０重量
％以下である。また融点降下させるフッ化物のうちＡｌ
Ｆ３が最も好ましいが、ＡｌＦ３の一部を他のフッ化物
に置き換えることも可能である。その他のフッ化物とし
ては、ＺｎＦ２，ＣａＦ２，ＣｓＦ，ＬｉＦ，ＮａＦ，
ＫＦ及びＺｒＦ４があり、ＡｌＦ３と一種以上の同時添
加も有効で、その添加量は総量の５０重量％以下であ
る。混合物からのＳｉの析出に関しては、つぎの反応式
が知られており ３Ｋ２ＳｉＦ６＋４Ａｌ＝３Ｓｉ＋２ＫＡｌＦ４＋２Ｋ２ＡｌＦ５ この反応式より推察されるごとくＳｉが置換析出し、後
にアルミニウムと拡散し、低融点のＡｌ・１１．７％Ｓ
ｉの共晶組成となり、これがろう材の役目を果たすもの
と考えられる。 したがってフィレット形成能力がろう
付け性に大きく影響する。
【０００７】そのろう付けの評価方法には、図１に示す
１．アルミ３００３材を逆Ｔ型に組み合わせた試験片を
用い、一定量のフラックスを全面に塗布した後、６０５
℃の窒素ガス雰囲気中で加熱した後の断面の接合部フィ
レットの形状から評価した。図２は断面の接合部フィレ
ット２．による分類で、◎は良好なフィレットが形成さ
れている。○はフィレットは小さいがろう付けされてい
る。△は比較例としてフィレットが小さく、一部しかつ
いていない、の三通りの分類で評価した。
１．アルミ３００３材を逆Ｔ型に組み合わせた試験片を
用い、一定量のフラックスを全面に塗布した後、６０５
℃の窒素ガス雰囲気中で加熱した後の断面の接合部フィ
レットの形状から評価した。図２は断面の接合部フィレ
ット２．による分類で、◎は良好なフィレットが形成さ
れている。○はフィレットは小さいがろう付けされてい
る。△は比較例としてフィレットが小さく、一部しかつ
いていない、の三通りの分類で評価した。
【表１】 本発明混合物を用いて行なったろう付け性の結果を表１
に示す。Ｋ２ＳｉＦ６に対するＡｌＦ３の添加は２０重
量％以上になると良好なろう付け性を示すようになり、
６０重量％以上になるとフィレットが小さくなり、十分
なろう付け性が得られなくなる。一方、Ｋ２ＳｉＦ６以
外の他のフッ化ケイ素化合物では１０重量％以内ならば
ろう付け性にあまり変化を与えない。
に示す。Ｋ２ＳｉＦ６に対するＡｌＦ３の添加は２０重
量％以上になると良好なろう付け性を示すようになり、
６０重量％以上になるとフィレットが小さくなり、十分
なろう付け性が得られなくなる。一方、Ｋ２ＳｉＦ６以
外の他のフッ化ケイ素化合物では１０重量％以内ならば
ろう付け性にあまり変化を与えない。
【０００８】
【表２】 つぎにＫ２ＳｉＦ６に対するＡｌＦ３と他のフッ化物添
加による影響を表２に示す。Ｋ２ＳｉＦ６に対するＡｌ
Ｆ３以外のフッ化物の単独添加は、融点降下が少ないた
めにろう付け性を改善しないが、ＡｌＦ３との同時添加
は効果がある。
加による影響を表２に示す。Ｋ２ＳｉＦ６に対するＡｌ
Ｆ３以外のフッ化物の単独添加は、融点降下が少ないた
めにろう付け性を改善しないが、ＡｌＦ３との同時添加
は効果がある。
【０００９】つぎに本発明ろう付け法によって接合部強
度を測定した。その試験片の形状寸法を図３に示す。
１．アルミ３００３材（ｔ＝３．０ｍｍ）３．接合部、
ろう付け条件は６００℃の窒素ガス雰囲気中で加熱ろう
付けを行なった。以下、実施例によって説明する。
度を測定した。その試験片の形状寸法を図３に示す。
１．アルミ３００３材（ｔ＝３．０ｍｍ）３．接合部、
ろう付け条件は６００℃の窒素ガス雰囲気中で加熱ろう
付けを行なった。以下、実施例によって説明する。
【表３】 表３に接合強度の測定結果を示す。比較例のＫ２ＳｉＦ
６９５重量％、ＡｌＦ３５重量％の混合物では、フィレ
ットの形成が少なく強度が低いが、ＡｌＦ３が２０重量
％では６．６ｋｇｆ／ｍｍ２の強度が得られるようにな
る。しかしＡｌＦ３が多くなると接合強度は著しく減少
する。またフッ化ケイ素化合物のＫ２ＳｉＦ６の一部を
Ｎａ２ＳｉＦ６に置き換えてもほとんど変わらない値を
示した。
６９５重量％、ＡｌＦ３５重量％の混合物では、フィレ
ットの形成が少なく強度が低いが、ＡｌＦ３が２０重量
％では６．６ｋｇｆ／ｍｍ２の強度が得られるようにな
る。しかしＡｌＦ３が多くなると接合強度は著しく減少
する。またフッ化ケイ素化合物のＫ２ＳｉＦ６の一部を
Ｎａ２ＳｉＦ６に置き換えてもほとんど変わらない値を
示した。
【００１０】また本発明はろう材を供給することなくフ
ィレットを形成しろう付けが得られるが、別途にアルミ
ニウム粉末をさらに混合する場合がある。これは前述の
ごとく混合物の加熱によってＳｉが析出し、同時にＡｌ
粉末と拡散反応を呈しろう材量が増加するためで、ろう
付け性と同時に接合部の強度の改善に効果がある。以下
実施例によって説明する。本発明のＫ２ＳｉＦ６８０重
量％，ＡｌＦ３２０重量％からなるフッ化ケイ素含有混
合物８０重量％とＡｌ粉末２０重量％とを混合したもの
と、同様にフッ化ケイ素含有混合物５０重量％とＡｌ粉
末５０重量％とを混合したものを用いて、ろう付け強度
試験を行なった。ろう付け法は上記実施例と同様で、そ
の結果を表４．に示す。
ィレットを形成しろう付けが得られるが、別途にアルミ
ニウム粉末をさらに混合する場合がある。これは前述の
ごとく混合物の加熱によってＳｉが析出し、同時にＡｌ
粉末と拡散反応を呈しろう材量が増加するためで、ろう
付け性と同時に接合部の強度の改善に効果がある。以下
実施例によって説明する。本発明のＫ２ＳｉＦ６８０重
量％，ＡｌＦ３２０重量％からなるフッ化ケイ素含有混
合物８０重量％とＡｌ粉末２０重量％とを混合したもの
と、同様にフッ化ケイ素含有混合物５０重量％とＡｌ粉
末５０重量％とを混合したものを用いて、ろう付け強度
試験を行なった。ろう付け法は上記実施例と同様で、そ
の結果を表４．に示す。
【表４】 接合強度は著しく向上し、母材切断（強度１０Ｋｇｆ／
ｍｍ２以上）するほど高い値を示した。Ａｌ粉末の添加
は強度の改善に効果があるが、５０重量％以上は融点を
上昇させるため適当でない。
ｍｍ２以上）するほど高い値を示した。Ａｌ粉末の添加
は強度の改善に効果があるが、５０重量％以上は融点を
上昇させるため適当でない。
【００１１】
【効果】本発明混合物は以上述べたように構成され、ブ
レージングシートを用いないでろう付けが可能となり、
熱交換器のろう付けなどにおいては材料費を低減した低
コストの製品製造が可能となる。
レージングシートを用いないでろう付けが可能となり、
熱交換器のろう付けなどにおいては材料費を低減した低
コストの製品製造が可能となる。
【図１】 ろう付け性評価に用いた試験片
【図２】 接合部断面のフィレットからのろう付け性の
評価分類
評価分類
【図３】 接合部強度試験に用いた試験片
１． ３００３材 ２． 断面の接合部フィレット ３． 接合部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０１Ｂ 33/10 Ｃ０１Ｂ 33/10
Claims (4)
- 【請求項１】 接合部表面にＫ ２ ＳｉＦ ６ ４０〜８０重量
％，ＡｌＦ ３ ２０〜６０重量％よりなるフッ化物の混合
物を塗布した後、６００℃前後の非酸化性雰囲気で加熱
し、該混合物中からＳｉを析出させた後、アルミニウム
母材表面と拡散反応させて、Ａｌ−Ｓｉ合金の液相を生
成させて、これにより接合することを特徴とする反応型
アルミニウムろう付け法。 - 【請求項２】上記混合物中にアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金粉末を混合させた請求項１に記載のろう付け
方法。 - 【請求項３】上記Ｋ２ＳｉＦ６の一部をＮａ２ＳｉＦ６
またはＺｎＳｉＦ６に代替した請求項１に記載の該混合
物を用いたろう付け方法。 - 【請求項４】 上記ＡｌＦ３の一部をＺｎＦ２，Ｃａ
Ｆ２，ＣｓＦ，ＬｉＦ，ＮａＦ，ＫＦ及びＺｒＦ４のフ
ッ化物の少なくとも一つと代替した該混合物を用いた請
求項１に記載のろう付け法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108924A JP2881289B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | アルミニウムのろう付け法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108924A JP2881289B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | アルミニウムのろう付け法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267229A JPH08267229A (ja) | 1996-10-15 |
| JP2881289B2 true JP2881289B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=14497111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7108924A Expired - Fee Related JP2881289B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | アルミニウムのろう付け法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881289B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19636897A1 (de) * | 1996-09-11 | 1998-03-12 | Solvay Fluor & Derivate | Lotfreies Aluminiumlöten |
| DE19823879C1 (de) | 1998-05-28 | 1999-08-19 | Solvay Fluor & Derivate | Flußmittelrecycling |
| DE19925301A1 (de) * | 1999-06-02 | 2000-12-07 | Solvay Fluor & Derivate | Mit Aluminium-Silicium-Legierung beschichtete Bauteile |
| JP5921994B2 (ja) | 2011-10-26 | 2016-05-24 | 株式会社神戸製鋼所 | フラックス組成物及びブレージングシート |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS632590A (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-07 | Nippon Radiator Co Ltd | アルミニウム材ろう付用フラツクス |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7108924A patent/JP2881289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08267229A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S202 | Request for registration of non-exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R315201 |
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| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
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