JP3098328B2 - 蓋付アルミニウム中空材の製造方法 - Google Patents

蓋付アルミニウム中空材の製造方法

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JP3098328B2
JP3098328B2 JP19062292A JP19062292A JP3098328B2 JP 3098328 B2 JP3098328 B2 JP 3098328B2 JP 19062292 A JP19062292 A JP 19062292A JP 19062292 A JP19062292 A JP 19062292A JP 3098328 B2 JP3098328 B2 JP 3098328B2
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一郎 岩井
俊太 潮田
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昭和アルミニウム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種自動車部品、OA
機器等に使用される部材で、端面にアルミニウムからな
る蓋を有するアルミニウム中空材の製造方法に関するも
のである。
【0002】なお、本明細書において、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使用され
る。
【0003】
【従来の技術】従来、蓋付アルミニウム中空材は、中空
材の端面に蓋材をろう付することによって製造されてい
る。そして、このようなろう付は、例えばフラックス懸
濁液を接合部に塗布するとともに、接合部にろう材を供
給し、非酸化雰囲気中で加熱することにより行われてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなろう材とフラックスとを別々に供給するろう付法で
は、フラックスの塗布に手間がかかるだけでなく、接合
部の一方が接合面積の小さい中空材の端面であるために
均一にフラックスを塗布することは困難であり、フラッ
クスの塗りムラによって接合強度にもムラができ、ろう
付品全体としての接合強度が低下するという問題点があ
る。特に、異形断面の中空材の場合は塗りムラができ易
くこのような傾向が著しい。
【0005】また、接合部に十分なフラックスを塗布す
るためにはフラックスを多量に使用せざるを得ず、ろう
付後に過剰量のフラックスがろう付品表面に残留する。
そして、ろう付品の外観品質を維持するとともに表面処
理性の低下を防ぐためには、この残留フラックスを洗浄
除去しなければならないという問題点もある。特に、接
合部材がAl−Mg系合金の場合は、過剰量のフラック
スとMgとが反応してMgFまたはKMgF等の綿
状の反応生成物が形成されてろう付品表面に付着し、こ
の反応生成物は前記残留フラックスと同様に外観品質お
よび表面処理性の低下を招くのみならず、フラックス効
果を低下させてろう付そのものを阻害するという問題点
が付加される。
【0006】本発明は前述されたような前記問題点を解
決することを目的として、接合強度、外観品質および表
面処理性に優れた製品を製作するとともに、製造工程を
簡略化できる蓋付アルミニウム中空材の製造方法を提供
しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の蓋付アルミニウ
ム中空材の製造方法は、前記目的を達成するために、A
l、Si、弗化物系フラックスおよび不可避不純物を含
み、弗化物系フラックスを除く元素の合計含有量に対し
てSi含有量が3〜15wt%であり、かつ弗化物系フラ
ックスを除く元素の合計と弗化物系フラックスとを重量
比で99.9:0.1〜70:30の割合で含有し、か
つ密度が理論値の90%以上であるフラックス含有Al
ろう材(3)を、アルミニウム中空材(2)の端面とア
ルミニウム製の蓋材(1)との間に介在させるように配
置し、これらを加熱することによりろう付することを特
徴とするものである。
【0008】前記フラックス含有Alろう材(3)組成
において、Si含有量が弗化物系フラックスを除く元素
の合計含有量に対して3wt%未満または15wt%を超え
る場合は、ろう材の液相線が高くなってろう付が困難と
なる。したがって、Si含有量は弗化物系フラックスを
除く元素の合計含有量に対して3〜15wt%に規定され
なければならない。特に好ましいSi含有量の範囲は6
〜12wt%である。また、Siの他に、ろう材の強度向
上のためにCuを混合させても良い。Cuの含有量は、
前記ろう材組成のうちの弗化物系フラックスを除く元素
の合計含有量に対して0.05〜5wt%が好ましい。
【0009】前記弗化物系フラックスの種類は特に限定
されるものではなく、例えば45.8%KF−54.2
%AlFの共晶組成ないしはこれに近い組成範囲を含
んで実質的に錯体化された錯体混合物、KAlF,K
AlF,KAlFの錯体物を用いれば良い。
【0010】前述されたようなフラックス含有Alろう
材(3)組成において、弗化物系フラックスを除く元素
の合計と弗化物系フラックスとが重量比で99.9:
0.1〜70:30の範囲に規定されなければならな
い。弗化物系フラックスが99.9:0.1よりも少な
くなると十分なフラックス効果が発現せずろう付が困難
となり、一方70:30を超えて弗化物系フラックスが
多くなると両者を混合しての固形化が困難となりフラッ
クス含有Alろう材そのものの製造が困難となるからで
ある。弗化物系フラックスを除く元素の合計と弗化物系
フラックスとの好ましい割合は重量比で99.9:0.
1〜85:15であり、特に好ましくは98:2〜9
0:10である。
【0011】本発明に使用されるフラックス含有Alろ
う材(3)は、一般には、Al粉末、Si粉末、フラッ
クス粉末等を混合し、熱間プレス等により圧粉固形化し
て製造されるが、通常、フラックス含有Alろう材
(3)の密度は内部空気の残留によりAl、Si、フラ
ックス単体のそれぞれから計算される理論値よりも小さ
くなるが、本発明においては、理論値に対して90%以
上でなければならない。フラックス含有Alろう材の密
度が90%未満では、前記材料粉末が固形化しているも
のの、内部までポア連通して脆いものとなっている危険
性があり、その後の二次加工も困難で実際上フラックス
含有Alろう材としての機能が劣るものとなる。特に好
ましくは、フラックス含有Alろう材の密度はこれを理
論値の95%以上とするのが良い。また、ろう材組織を
緻密化するために、各材料粉末を微粉砕しておくのが好
ましく、Al粉末は平均粒径44μm以下、Si粉末は
平均粒径5μm以下、フラックス粉末は平均粒径30μ
m以下が好ましい。なお、フラックス含有Alろう材の
出発材料として必ずしもAl、Si等とを単体で用いな
ければならないものではなく、Al−Si系合金粉末を
用いても良く、またこれらを併用しても良い。
【0012】ろう付に際し、上記のフラックス含有Al
ろう材(3)はこれを板材に成形して中空材(2)の端
面とアルミニウム製の蓋材(1)との間に挿入しても良
いし、あるいは蓋材(1)を該ろう材の被着されたブレ
ージングシートで形成して、中空材に組み付けても良
い。
【0013】また、本発明における加熱方法は特に限定
されるものではなく、代表的な加熱方法として非酸化雰
囲気のファーネス内での加熱等を挙げることができる。
【0014】
【作用】本発明において使用されるフラックス含有Al
ろう材(3)はろう材中に一定割合で均一に弗化物系フ
ラックスが含有されているため、アルミニウム中空材
(2)の端面とアルミニウム製の蓋材(1)との間に該
ろう材(3)を介在させ加熱することにより、フラック
スはろう材と同時に接合部に満遍なく供給され、均一で
優れた接合強度のろう付が達成される。また、一定量の
ろう材を用いてろう付すると必然的に一定で適量の弗化
物系フラックスが使用されることとなり、過剰量のフラ
ックスによる残留フラックスは生じない。特に、アルミ
ニウム中空材(2)またはアルミニウム製の蓋材(1)
にMgが含まれている場合でも、接合部に供給されるフ
ラックスが過剰にならないので、Mg−F系の反応生成
物も生じない。
【0015】アルミニウム中空材(2)の端面およびア
ルミニウム製の蓋材(1)は、以上のようにしてろう付
されるため、接合強度が均一で接合強度に優れた蓋付ア
ルミニウム中空材を製作することができる。また、残留
フラックスやMg−F系の反応生成物を生じないため、
これらに起因する外観品質の低下、表面処理性の低下、
ろう付不良も起こらない。
【0016】
【実施例】次に、本発明の蓋付アルミニウム中空材の製
造方法の具体的一実施例について、図面を参照しつつ説
明する。
【0017】蓋付アルミニウム中空材の製造に先だっ
て、次に説明する方法によりろう付接合に使用するフラ
ックス含有Alろう材を製作した。
【0018】出発材料として、平均粒径44μmのAl
粉末、平均粒径5μmのSi粉末および平均粒径16μ
mの45.8%KF−54.2%AlFの共晶粉末を
使用した。先ず、これらの材料粉末を重量比で27(A
l):3(Si):10(フラックス)の割合で秤取
し、室温で混合攪拌して、各材料が所期のフラックス含
有Alろう材の組成割合で均一に混合された混合粉末を
調製し、この混合粉末を外径3インチ×長さ200mmの
円筒形のA1100合金製の容器に充填した。この配合
割合は、前記混合粉末におけるフラックスを除く元素の
合計、すなわちAlおよびSiの合計量に対するSi配
合量が10wt%に相当するとともに、前記混合粉末にお
いてAlおよびSiの合計、言い換えれば本発明におけ
る弗化物フラックスを除く元素の合計と弗化物系フラッ
クスとが重量比で75:25に相当する。次いで、前記
容器を500℃の炉中に配置し、炉内を1mmHg以下の真
空にして充填された混合粉末を脱ガスした。さらに、4
80℃で熱間プレスを用いて最大圧力400トンにて熱
圧成形したところ、成形体は前記容器に圧着されて一体
化するとともに、高さが110mmとなった。そして、こ
の成形体の外側に圧着している容器を切削除去した後、
熱間押出機により500℃にて厚さ1mmの板材に押出し
て、フラックス含有Alろう材を得た。このフラックス
含有Alろう材は密度が理論密度の98%以上の緻密な
組織を有するものであった。
【0019】以上のようにして製作したフラックス含有
Alろう材を用いて、図1に示されるようなA3003
合金(Al−Mn系)からなり中央に丸孔(1a)が設
けられた蓋材(1)を、A6N01合金(Al−Mg−
Si系)からなり5つの中空部を有する中空材(2)の
端面にろう付した。なお、蓋材(1)の丸孔(1a)は
中空材(2)の中央の中空部(2a)と一および形状が
一致し、また板状のフラックス含有Alろう材(3)は
この蓋材(1)と同一形状に切断加工されている。図
2、3に示されているように、このように切断加工され
たフラックス含有Alろう材(3)を蓋材(1)と中空
材(2)との間に挿入してこれらを組み付け、Nガス
雰囲気中で600℃×5分のろう付を行った。その結
果、中空材(2)にMgが含有されているにもかかわら
ず、ろう付品は均一な面接合が達成され接合強度に優れ
たものであった。また、ろう付品表面はフラックスの残
留もなく清浄で、洗浄する必要のないものであった。
【0020】なお、本実施例においては蓋材は板状のも
のを用いたが、ブロック状のものでも良いし、また蓋材
に孔が穿いていてもいなくても良い。また、本実施例の
ように、通常のフラックスろう付法ではろう付困難とさ
れているMg含有合金でさえ良好にろう付可能であるか
ら、Mgを含有しない蓋付アルミニウム中空材のろう付
にも好適であることは言うまでもない。
【0021】なお、本実施例で使用したフラックス含有
Alろう材の製造方法において、ろう材材料の混合粉末
を充填する容器材としてろう材とは異なる組成を有する
A1100合金を使用したが、ろう材組成またはフラッ
クスを除いたものと実質的に同一の組成の合金で形成し
ても良い。このような容器の使用により、本実施例と同
様の方法で熱間成形し、熱圧成形体から容器部分を除去
することなく押出成形することができる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ろう付
困難な中空材端面への蓋材のろう付において、フラック
スが含有されたAlろう材を使用することによって、フ
ラックス塗布の手間を省けるとともに、適正量のフラッ
クスの接合部への均一供給により接合強度、外観品質お
よび表面処理性に優れた蓋付アルミニウム中空材を製作
することができる。
【0023】また、フラックスを多量に使用しなくても
必要かつ適正な量のフラックスを接合部に供給できるこ
とから、残留フラックスがなくなってろう付後の洗浄工
程が不要になり、前述のフラックス塗布工程の省略とと
もに、ろう付程を簡略化できる。さらに、過剰量のフラ
ックスを使用しないことで、本発明の方法をMgを含有
するアルミニウム中空材や蓋材に適用しても、フラック
スとMgとの反応物生成の危険がなくなり、良好なろう
付を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における蓋材、フラックス含有Alろ
う材および中空材の斜視図である。
【図2】本実施例において、蓋材、フラックス含有Al
ろう材および中空材を組み付けた状態の斜視図である。
【図3】図2のA−A´断面図である。
【符号の説明】
1…蓋材 2…中空材 3…フラックス含有Alろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−35895(JP,A) 特開 平5−177386(JP,A) 特開 昭61−283494(JP,A) 特開 昭54−85156(JP,A) 特公 昭58−27037(JP,B2) 特公 昭59−7763(JP,B2) 特表 平6−504485(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 1/19 B23K 35/363 B23K 103:10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Al、Si、弗化物系フラックスおよび不
    可避不純物を含み、弗化物系フラックスを除く元素の合
    計含有量に対してSi含有量が3〜15wt%であり、か
    つ弗化物系フラックスを除く元素の合計と弗化物系フラ
    ックスとを重量比で99.9:0.1〜70:30の割
    合で含有し、かつ密度が理論値の90%以上であるフラ
    ックス含有Alろう材(3)を、アルミニウム中空材
    (2)の端面とアルミニウム製の蓋材(1)との間に介
    在させるように配置し、これらを加熱することによりろ
    う付することを特徴とする蓋付アルミニウム中空材の製
    造方法。
JP19062292A 1992-07-17 1992-07-17 蓋付アルミニウム中空材の製造方法 Expired - Fee Related JP3098328B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06137336A (ja) * 1992-10-30 1994-05-17 Kazuyoshi Ueichi シールリング

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06137336A (ja) * 1992-10-30 1994-05-17 Kazuyoshi Ueichi シールリング

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