JP3091098B2 - 熱交換器用はんだ合金 - Google Patents
熱交換器用はんだ合金Info
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- JP3091098B2 JP3091098B2 JP06290362A JP29036294A JP3091098B2 JP 3091098 B2 JP3091098 B2 JP 3091098B2 JP 06290362 A JP06290362 A JP 06290362A JP 29036294 A JP29036294 A JP 29036294A JP 3091098 B2 JP3091098 B2 JP 3091098B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器用はんだ合金に
関し、詳しくは銅および銅合金製の自動車用ラジエータ
ーやカーヒーター用等の熱交換器用の組み立てに用いら
れる熱交換器用はんだ合金に関する。
関し、詳しくは銅および銅合金製の自動車用ラジエータ
ーやカーヒーター用等の熱交換器用の組み立てに用いら
れる熱交換器用はんだ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】銅および銅合金製熱交換器の接合には、
一般にＰｂ−Ｓｎ系のはんだ材が用いられている。カー
ラジエータやカーヒーターの分野ではＰｂ８５〜３５ｗ
ｔ％、残部Ｓｎの２元合金が用いられ、特にＰｂ分が８
５〜６０ｗｔ％のものが多く使用されている。
一般にＰｂ−Ｓｎ系のはんだ材が用いられている。カー
ラジエータやカーヒーターの分野ではＰｂ８５〜３５ｗ
ｔ％、残部Ｓｎの２元合金が用いられ、特にＰｂ分が８
５〜６０ｗｔ％のものが多く使用されている。
【０００３】しかし、Ｐｂが多いはんだを用いた熱交換
器がシュレッダーで切断されてまたはされないでも屋外
に廃棄されると、Ｐｂが土壌中に溶出することになり公
害防止上問題である。また、プレート材とチューブ材と
の間の接合部等が熱応力を受けクリープ変形して漏れを
招いたり、黄銅とはんだとの電位差により花が咲いたよ
うなひどい腐食を起こしてフィンが外れたり、チューブ
が破裂するといった欠陥を生ずることもある。
器がシュレッダーで切断されてまたはされないでも屋外
に廃棄されると、Ｐｂが土壌中に溶出することになり公
害防止上問題である。また、プレート材とチューブ材と
の間の接合部等が熱応力を受けクリープ変形して漏れを
招いたり、黄銅とはんだとの電位差により花が咲いたよ
うなひどい腐食を起こしてフィンが外れたり、チューブ
が破裂するといった欠陥を生ずることもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
公害上問題となるＰｂを含まず、しかもＰｂ−Ｓｎ系は
んだと比較して、強度およびクリープ強度に優れ、また
黄銅との間の電食の程度が少ない耐食性の優れた熱交換
器用はんだ合金を提供することを目的とし、カーラジエ
ーターやカーヒーター等の熱交換器の信頼性を向上させ
ることを最終的な目的とする。
公害上問題となるＰｂを含まず、しかもＰｂ−Ｓｎ系は
んだと比較して、強度およびクリープ強度に優れ、また
黄銅との間の電食の程度が少ない耐食性の優れた熱交換
器用はんだ合金を提供することを目的とし、カーラジエ
ーターやカーヒーター等の熱交換器の信頼性を向上させ
ることを最終的な目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はＳｎベースのＳ
ｎ合金で銅および銅合金にぬれ拡がり性を付与し、かつ
上記目的を達成する合金を得るため添加元素を逐一選択
するという知見に基づくものである。
ｎ合金で銅および銅合金にぬれ拡がり性を付与し、かつ
上記目的を達成する合金を得るため添加元素を逐一選択
するという知見に基づくものである。
【０００６】
【０００７】本発明の銅および銅合金製熱交換器用はん
だ合金は、Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜３ｗ
ｔ％、残部不可避不純物を除きＳｎからなることを特徴
とする。
だ合金は、Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜３ｗ
ｔ％、残部不可避不純物を除きＳｎからなることを特徴
とする。
【０００８】また、本発明の銅および銅合金製熱交換器
用はんだ合金は、Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１
〜３ｗｔ％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｂｉのう
ち少なくとも１種以上：５ｗｔ％以下、残部不可避不純
物を除きＳｎからなることを特徴とする。
用はんだ合金は、Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１
〜３ｗｔ％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｂｉのう
ち少なくとも１種以上：５ｗｔ％以下、残部不可避不純
物を除きＳｎからなることを特徴とする。
【０００９】Ｚｎは、はんだ合金の強度を上昇させ、融
点を下げる効果がある。またクリープ強度も上昇させ
る。その含有量は１〜１５ｗｔ％、好ましくは３〜１０
ｗｔ％である。含有量が１ｗｔ％未満ではその効果が十
分でなく、含有量が１５ｗｔ％超では融点が上がるし、
ぬれ拡がり性や耐食性が低下する。さらに比較的多量に
添加しても、Ｐｂのように電位を卑にして黄銅との電食
を促進することが少ない。Ｚｎは従来電子材料用または
電気用のはんだ付けを想定した場合、弱活性フラックス
を用いるので添加されるとぬれ拡がり性が十分でないと
いうことで有害元素とされてきた。しかし、カーラジエ
ーターやカーヒーター等の熱交換器の組み立てには強活
性フラックスを用いるので、Ｐｂ−Ｓｎ系に比べ若干ぬ
れ拡がり性は低下するものの、使用可能な程度のぬれ拡
がり性を確保することは可能である。
点を下げる効果がある。またクリープ強度も上昇させ
る。その含有量は１〜１５ｗｔ％、好ましくは３〜１０
ｗｔ％である。含有量が１ｗｔ％未満ではその効果が十
分でなく、含有量が１５ｗｔ％超では融点が上がるし、
ぬれ拡がり性や耐食性が低下する。さらに比較的多量に
添加しても、Ｐｂのように電位を卑にして黄銅との電食
を促進することが少ない。Ｚｎは従来電子材料用または
電気用のはんだ付けを想定した場合、弱活性フラックス
を用いるので添加されるとぬれ拡がり性が十分でないと
いうことで有害元素とされてきた。しかし、カーラジエ
ーターやカーヒーター等の熱交換器の組み立てには強活
性フラックスを用いるので、Ｐｂ−Ｓｎ系に比べ若干ぬ
れ拡がり性は低下するものの、使用可能な程度のぬれ拡
がり性を確保することは可能である。
【００１０】Ｃｕは、クリープ強度を向上させ、また、
いわゆる、はんだくわれ現象と称する被接合材であるフ
ィン材等がはんだの中に溶け込んで薄く弱くなる現象を
抑える効果があるため、含有させる。その含有量は０．
１〜３ｗｔ％であり、好ましくは０．１〜１ｗｔ％であ
る。含有量が３ｗｔ％超となるとはんだ材の流動性が低
下して使用が困難となる。
いわゆる、はんだくわれ現象と称する被接合材であるフ
ィン材等がはんだの中に溶け込んで薄く弱くなる現象を
抑える効果があるため、含有させる。その含有量は０．
１〜３ｗｔ％であり、好ましくは０．１〜１ｗｔ％であ
る。含有量が３ｗｔ％超となるとはんだ材の流動性が低
下して使用が困難となる。
【００１１】Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｂｉは、
それぞれはんだ材の強度を向上させ、さらにＩｎ、Ｂｉ
はぬれ拡がり性を向上させる効果があるので任意に含有
させることができる。その含有量は５ｗｔ％以下であ
る。含有量が５ｗｔ％を超すと効果が飽和してそれ以上
含有させる意味がなくなる。
それぞれはんだ材の強度を向上させ、さらにＩｎ、Ｂｉ
はぬれ拡がり性を向上させる効果があるので任意に含有
させることができる。その含有量は５ｗｔ％以下であ
る。含有量が５ｗｔ％を超すと効果が飽和してそれ以上
含有させる意味がなくなる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説
明する。実施例１〜２および比較例１〜３ ５種の合金をまず下記の通り溶製した。 （１）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、残部Ｓｎ、融点：１９
８℃（比較例１）。 （２）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、０．５ｗｔ％Ｃｕ、残
部Ｓｎ、融点：１９８℃（実施例１）。 （３）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、０．５ｗｔ％Ｃｕ、
０．３ｗｔ％Ｓｂ、残部Ｓｎ、融点：１９８℃（実施例
２）。 （４）組成：７２ｗｔ％Ｐｂ、残部Ｓｎ、融点：２６５
℃（比較例２）、 （５）組成：純Ｓｎ、融点：２３２℃（比較例３）。 なお、上記した融点は各状態図から各々測定した。
明する。実施例１〜２および比較例１〜３ ５種の合金をまず下記の通り溶製した。 （１）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、残部Ｓｎ、融点：１９
８℃（比較例１）。 （２）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、０．５ｗｔ％Ｃｕ、残
部Ｓｎ、融点：１９８℃（実施例１）。 （３）組成：８．９ｗｔ％Ｚｎ、０．５ｗｔ％Ｃｕ、
０．３ｗｔ％Ｓｂ、残部Ｓｎ、融点：１９８℃（実施例
２）。 （４）組成：７２ｗｔ％Ｐｂ、残部Ｓｎ、融点：２６５
℃（比較例２）、 （５）組成：純Ｓｎ、融点：２３２℃（比較例３）。 なお、上記した融点は各状態図から各々測定した。
【００１３】各々をその融点より１００℃高い温度から
金型に鋳込み、直径２０ｍｍの丸棒を得、機械試験片等
（供試試料）を採取した。
金型に鋳込み、直径２０ｍｍの丸棒を得、機械試験片等
（供試試料）を採取した。
【００１４】 引張試験の結果は、比較例１は抗張力
７７Ｎ／ｍｍ2 、伸び５３％、実施例１は抗張力７７Ｎ
／ｍｍ2 、伸び４９％、実施例２は抗張力７８Ｎ／ｍｍ
2 、伸び４６％、比較例２は抗張力４３Ｎ／ｍｍ2 、伸
び２５％、比較例３は抗張力２５Ｎ／ｍｍ2 、伸び５５
％であった。
７７Ｎ／ｍｍ2 、伸び５３％、実施例１は抗張力７７Ｎ
／ｍｍ2 、伸び４９％、実施例２は抗張力７８Ｎ／ｍｍ
2 、伸び４６％、比較例２は抗張力４３Ｎ／ｍｍ2 、伸
び２５％、比較例３は抗張力２５Ｎ／ｍｍ2 、伸び５５
％であった。
【００１５】 １３０℃の環境下で４．７Ｎ／ｍｍ2
の定荷重を吊してクリープ伸び量を測定した。負荷部の
直径は２ｍｍ、平行部１．５ｍｍであった。結果は比較
例１は６７時間後に０．２６ｍｍの伸び、実施例１は６
７時間後に０．０６ｍｍ伸び、実施例２は６７時間後に
０．０４ｍｍ伸びであったが、比較例２〜３は６７時間
以内に破断してしまった。
の定荷重を吊してクリープ伸び量を測定した。負荷部の
直径は２ｍｍ、平行部１．５ｍｍであった。結果は比較
例１は６７時間後に０．２６ｍｍの伸び、実施例１は６
７時間後に０．０６ｍｍ伸び、実施例２は６７時間後に
０．０４ｍｍ伸びであったが、比較例２〜３は６７時間
以内に破断してしまった。
【００１６】 融点より５０℃上の温度に設定したＳ
ｎ−Ｐｂ浴の上に、飽和ＺｎＣｌ2溶液からなるフラッ
クス０．４ｍｌ、はんだ金属または合金（供試試料）
０．３ｇをのせたＣｕ７０ｗｔ％、Ｚｎ３０ｗｔ％の黄
銅板をのせてぬれ拡がり性を調べた。ぬれ拡がり性は比
較例２が最も優れていたが、いずれのはんだ金属または
合金も良好なぬれ状態であった。
ｎ−Ｐｂ浴の上に、飽和ＺｎＣｌ2溶液からなるフラッ
クス０．４ｍｌ、はんだ金属または合金（供試試料）
０．３ｇをのせたＣｕ７０ｗｔ％、Ｚｎ３０ｗｔ％の黄
銅板をのせてぬれ拡がり性を調べた。ぬれ拡がり性は比
較例２が最も優れていたが、いずれのはんだ金属または
合金も良好なぬれ状態であった。
【００１７】 ３ｃｍ×６ｃｍの４枚の黄銅板の下半
分３ｃｍ×３ｃｍに各々実施例１〜２および比較例１〜
３のはんだ金属または合金（供試試料）で溶融めっき
し、各黄銅板を別々に５％ＮａＣｌ溶液中に９０時間水
没させる形で浸漬した。試験後、はんだ金属または合金
を１０％硫酸で洗い腐食減量を求めた。腐食減量は比較
例１は３０ｍｇ、実施例１は３１ｍｇ、実施例２は３０
ｍｇ、比較例２は５０ｍｇ、比較例３は２６ｍｇであっ
た。比較例２を浸漬していたビーカーの底には白い沈積
物が顕著にたまっていた。
分３ｃｍ×３ｃｍに各々実施例１〜２および比較例１〜
３のはんだ金属または合金（供試試料）で溶融めっき
し、各黄銅板を別々に５％ＮａＣｌ溶液中に９０時間水
没させる形で浸漬した。試験後、はんだ金属または合金
を１０％硫酸で洗い腐食減量を求めた。腐食減量は比較
例１は３０ｍｇ、実施例１は３１ｍｇ、実施例２は３０
ｍｇ、比較例２は５０ｍｇ、比較例３は２６ｍｇであっ
た。比較例２を浸漬していたビーカーの底には白い沈積
物が顕著にたまっていた。
【００１８】 １ｃｍ角の重ね合せ継手を黄銅片２枚
を実施例１〜２および比較例１〜３のはんだ金属または
合金ではんだ付けして作成した。はんだ付け条件は融点
＋５０℃の温度で１５分間保持する条件としたので合金
層が発達する条件である。引張試験機で黄銅の両端を引
張って引き剥し力を調べた。合金層の健全性、はんだ合
金の剪断強さ、ぬれ面積等が混ぜ合わさった強度が出る
ので物理的意味付けは困難であるが、結果は、比較例１
が１７００Ｎ、実施例１が２０１０Ｎ、実施例２が２０
５０Ｎ、比較例２が１６９０Ｎ、比較例３が１９８０Ｎ
であった。
を実施例１〜２および比較例１〜３のはんだ金属または
合金ではんだ付けして作成した。はんだ付け条件は融点
＋５０℃の温度で１５分間保持する条件としたので合金
層が発達する条件である。引張試験機で黄銅の両端を引
張って引き剥し力を調べた。合金層の健全性、はんだ合
金の剪断強さ、ぬれ面積等が混ぜ合わさった強度が出る
ので物理的意味付けは困難であるが、結果は、比較例１
が１７００Ｎ、実施例１が２０１０Ｎ、実施例２が２０
５０Ｎ、比較例２が１６９０Ｎ、比較例３が１９８０Ｎ
であった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＳｎ合金
はんだは、強度およびクリープ強度に優れ、黄銅との電
食による腐食も少なく、またＰｂを含まないのでカーラ
ジエーターやカーヒーター等の熱交換器に用いた場合
に、Ｐｂによる公害を起こさず、漏水等の事故を起こし
にくいため、信頼性が向上した熱交換器を提供すること
ができる。
はんだは、強度およびクリープ強度に優れ、黄銅との電
食による腐食も少なく、またＰｂを含まないのでカーラ
ジエーターやカーヒーター等の熱交換器に用いた場合
に、Ｐｂによる公害を起こさず、漏水等の事故を起こし
にくいため、信頼性が向上した熱交換器を提供すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−262092（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306895（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−144690（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/26 310 C22C 13/00 F28F 21/08
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜
３ｗｔ％、残部不可避不純物を除きＳｎからなることを
特徴とする銅および銅合金製熱交換器用はんだ合金。 - 【請求項２】 Ｚｎ：１〜１５ｗｔ％、Ｃｕ：０．１〜
３ｗｔ％、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｂｉのうち
少なくとも１種以上：５ｗｔ％以下、残部不可避不純物
を除きＳｎからなることを特徴とする銅および銅合金製
熱交換器用はんだ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06290362A JP3091098B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 熱交換器用はんだ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06290362A JP3091098B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 熱交換器用はんだ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132279A JPH08132279A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3091098B2 true JP3091098B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=17755056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06290362A Expired - Fee Related JP3091098B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 熱交換器用はんだ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091098B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0158600B1 (ko) * | 1995-06-30 | 1999-01-15 | 이형도 | 기계적 특성이 우수한 무연땜납 |
| CN1087994C (zh) | 1995-09-29 | 2002-07-24 | 松下电器产业株式会社 | 无铅钎料合金 |
| JPH0994687A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Senju Metal Ind Co Ltd | 鉛フリーはんだ合金 |
| JP3220635B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2001-10-22 | 松下電器産業株式会社 | はんだ合金及びクリームはんだ |
| US5851482A (en) * | 1996-03-22 | 1998-12-22 | Korea Institute Of Machinery & Metals | Tin-bismuth based lead-free solder for copper and copper alloys |
| US5837191A (en) * | 1996-10-22 | 1998-11-17 | Johnson Manufacturing Company | Lead-free solder |
| US6231691B1 (en) | 1997-02-10 | 2001-05-15 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Lead-free solder |
| US6179935B1 (en) * | 1997-04-16 | 2001-01-30 | Fuji Electric Co., Ltd. | Solder alloys |
| WO1999004048A1 (en) * | 1997-07-17 | 1999-01-28 | Litton Systems, Inc. | Tin-bismuth based lead-free solders |
| JP2000068410A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Nishihara Riko Kk | Ｐｂに代わる接合材料で接合端子部にバンプメッキを施した ＢＧＡ又は ＣＳＰ等のＩＣパッケ−ジ |
| JP3775172B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2006-05-17 | 株式会社村田製作所 | はんだ組成物およびはんだ付け物品 |
| JP4337326B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2009-09-30 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだおよびはんだ付け物品 |
| DE10319888A1 (de) | 2003-04-25 | 2004-11-25 | Siemens Ag | Lotmaterial auf SnAgCu-Basis |
| JP2005324257A (ja) * | 2005-07-19 | 2005-11-24 | Murata Mfg Co Ltd | はんだ付け物品 |
| KR101913994B1 (ko) * | 2015-03-10 | 2018-12-28 | 인듐 코포레이션 | 혼합 합금 땜납 페이스트 |
-
1994
- 1994-11-01 JP JP06290362A patent/JP3091098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08132279A (ja) | 1996-05-28 |
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