JP4552818B2

JP4552818B2 - アルミニウム合金製液冷部品の製造方法

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Publication number: JP4552818B2
Application number: JP2005273690A
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Inventors: 義人沖; 幸雄倉増; まさ江長澤; 秀紀鈴木; 久司堀
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
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Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: JP2006150442A

Description

本発明は、その構成部材の内部に複雑形状の水路を備えたアルミニウム合金製液冷部品をろう付け法により製造する方法に関する。

一般に、鋳物製品等にはアルミニウム−珪素系の合金（Ａｌ−Ｓｉ系合金）が用いられている。このＡｌ−Ｓｉ系合金は、純アルミニウムに比べて融点が低く、鋳型によって複雑な形状の部品製作が可能なため、例えば、ピストン，シリンダーヘッド等の用途に用いられている。また、灰色系の発色を活かして建築パネル等の用途等にも使用されている。特にアルミニウム合金のダイカスト製品は、複雑形状品を生産性よく製造できるため、近年、その製造・使用量は増大している。

各種用途に用いるに当っても、複数の金属製部品と組み合わせて、接合して使用している。そして、アルミニウム合金鋳物部品の接合方法としても種々の手段があるが、接合面が複雑であったり気密性を必要としたりする場合には、ろう付け法が重用されている。
一般的に、アルミニウム合金のろう付けには、アルミニウム合金からなるろう材が使用される。そして、そのろう付け温度は、通常約６００℃程度である。

アルミニウム材のろう付け法としては、フッ化カリウム系非腐食性フラックス（通称「ノコロック」（登録商標名））とＡｌ−Ｓｉ系ろう材を用いる方法が広く知られている。
しかし、この「ノコロック」ろう付け法では、ＫＦとＡｌＦ₃の共晶組成を有するフラックスを使用している。ＫＦとＡｌＦ₃の共晶点における融点は５６０〜５７０℃であり、ろう材として用いるＪＩＳＡ４０４５やＡ４０４７のＡｌ−Ｓｉ系合金の融点が５７７℃であることから、ろう付けの際には、ろう材の融点よりも約３０℃高い６００℃程度まで加熱している。
この加熱により、融解したフッ化カリウム系フラックスによってアルミニウム材表面の酸化皮膜が溶解除去されるとともに、ろう材との濡れ性が極めて良くなり、融解されたろう材の流動拡散が助長される。接合部同士の接する部分へ流動したろう材がすみ肉（フィレット）を形成して被ろう付け部材を接合する。

ところが、アルミニウム合金鋳物部品の場合、接合の対象部材がろう材と同じ系統のＡｌ−Ｓｉ系合金である。このため、フッ化カリウム系フラックスを用いた際のろう付け温度６００℃では、接合対象の部品そのものが融解して製品形状を保てなくなる等の問題が生じてくる。このろう付け温度の問題は、ろう付け温度をアルミニウム合金の融点よりも低くすることで解決できるので、従来から、ろう材の低融点化、及びフラックスの低融点化の対策が講じられている。

フラックスに関しては、フッ化カリウム系フラックスよりも融点の低いフッ化セシウム系の非腐食性フラックスが開発されている。
一方、低融点ろう材としては融点が４８０℃前後のＺｎ−Ａｌ系合金が古くから知られている（例えば特許文献１）。しかしながら、Ａｌ−Ｓｉ系合金に比べてろうの流動性が悪く、フィレットの耐食性の劣ることから、近年では、融点５２０〜５５０℃のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金ろう材の開発が報告されている。
また、ろう付け接合部へのフラックスとろう材の供給方式として、作業効率改善のためにフラックスを内包又は含有したろう付け用ろう材ワイヤーが提案されている。

例えば、非特許文献１で、ろう付け用アルミニウム合金材（ＪＩＳＡ４０４７）を鞘にして、その芯に「ノコロック」フラックス或いはフッ化セシウム系非腐食性フラックスを充填したコアードワイヤーが提案されている。
また特許文献２では、アルミニウム材又はその合金（ＪＩＳＡ１０００系）を鞘にして、「ノコロック」フラックス或いはフッ化セシウム系非腐食性フラックスに銅，珪素，亜鉛等の金属粉末を所定の比率で混合し、前記鞘の芯に充填したろう付けワイヤーが提案されている。
さらに、特許文献３には、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系合金組成を得るための各金属粉末とフッ化セシウム含有フッ化物系非腐食性フラックス粉末をアルミニウム缶に封入し、真空下で４００℃に加熱してプレスした固形物を押出して線材化したフラックス含有アルミニウム合金ろう付けワイヤーを製造することが記載されている。
「工業材料」，日刊工業新聞社出版，2003年6月号（Vol.51，No.6）p.90‐91 特開平９−２９４８２号公報米国特許第５４１８０７２号明細書特開平８−１６４４９２号公報

しかしながら、非特許文献１で提案されたろう付けワイヤーも、ろう材として融点が５７７℃のＡ４０４７合金が使用されているために、ろう付け温度は６００℃程度である。このため融点が６００℃よりも低いアルミニウム合金鋳物のろう付けには使用できない。
また、特許文献２で提案されたろう付けワイヤーでは、鞘に充填する金属粉末として銅を選べば融点が５５０℃前後の合金組成となり、５７０℃程度の温度でのろう付けが可能になるが、融点が５７０℃よりも低い鋳物のろう付けには使用できない。より広範囲の鋳物合金に適用させるためには、銅と珪素等の複数金属の混合粉末を充填して融点がより低くなったろう材とする必要がある。しかし、複数の金属粉末を混合して充填しようとすると、粒度分布や比重の違いによって均一な混合状態での充填は非常に難しい。また、充填する金属粉末は微細であり表面積の総和が非常に大きいため、ろう付け性を阻害する酸化物を非常に多く付随するものになっている。このため、良好なろう付け性を得るには、多量のフラックスの使用が必要になって製造コストを増大させる要因にもなる。

さらに、特許文献３で提案された線材化フラックス含有アルミニウム合金ろう付けワイヤーは、ろう材の融点が５３０℃前後と低いために５５０℃前後の温度でのろう付けが可能である。しかし、製造工程に難があるとともに、フラックスを含有した粉末成形ワイヤーは成形性が悪く、リング状等、鋳物の接合部位に沿った形状への曲げ加工を、同文献に記載の実施例からもわかるように４００℃といった高温下で行う必要があり、製造コストの上昇を招いている。

上記のように、従来のろう材においては、Ａｌ−Ｓｉ系合金鋳物をろう付け接合する際には、結果としてろう材の融点が低いＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系の合金を形成する元素配合組成にできたとしても、生産性の向上が図れず、また製造コストの高いものになるばかりでなく、加工性が低いために使い勝手が良くないといった問題がある。
本発明は、加工性に優れるとともに、５３０〜５７０℃のろう付け温度でアルミニウム合金鋳物のろう付けが可能となる、低コストで提供されるろう付けワイヤーを用いて、その構成部材の内部に複雑形状の水路を備えたアルミニウム合金製液冷部品を低い温度でろう付けする方法を提供することを目的とする。

本発明のアルミニウム合金製液冷部品の製造方法は、その目的を達成するため、水路構造を有するアルミニウム合金鋳物にアルミニウム合金製蓋を被せ、両者を水密接合したアルミニウム合金製液冷部品を製造する方法であって、前記アルミニウム合金鋳物と前記アルミニウム合金製蓋の最外側当接部に、Ｓｉ含有量が５〜１５質量％のＡｌ−Ｓｉ系合金板と、鞘全体の質量に対するＣｕの質量が２２〜３７質量％に相当するＣｕ板から構成されているクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなるアルミニウム合金ろう付けワイヤーを介在・配置した後、その組み付け体を加熱することを特徴とする。

ダイカスト製アルミニウム合金ケース内に、水路構造を有するアルミニウム合金製水路部材を嵌め込み、両者を水密接合したアルミニウム合金製液冷部品を製造する際にあっては、前記アルミニウム合金製水路部材と前記ダイカスト製アルミニウム合金ケースの最外側当接部に、Ｓｉ含有量が５〜１５質量％のＡｌ−Ｓｉ系合金板と、鞘全体の質量に対するＣｕの質量が２２〜３７質量％に相当するＣｕ板から構成されているクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなるアルミニウム合金ろう付けワイヤーに介在・配置した後、その組み付け体を加熱する。

フッ化物系非腐食性フラックス粉末としては、固形分として１０モル％以上のＣｓＦを含むものを用いることが好ましい。

本発明によれば、５７７℃より低い温度で溶融し、しかも濡れ性及び耐食性に優れたＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金をろう材に用いている。さらに、融点を低下させるためにフッ化セシウム（ＣｓＦ）を含有させたフッ化物系フラックスを用い、ろう材とフラックスを一体にしたろう付けワイヤーをろう付け部に配置している。
したがって、低融点のアルミニウム合金鋳物、殊に共晶点が約５７７℃であるＡｌ−Ｓｉ系のダイカスト製品であっても、ろう付け欠陥を発生させることなく、炉中ろう付けすることができる。このため、低温ろう付けが要求されるＡｌ−Ｓｉ系合金鋳物製品の利用範囲の大幅な拡大に貢献することができる。

本発明者等は、鋳造性の良さからＡｌ−Ｓｉ系合金が多用されているアルミニウム合金鋳物を、Ａｌ−Ｓｉ系合金の共晶温度よりも低い温度でろう付け欠陥を発生させることなく生産性よくろう付けする方法について検討を重ねてきた。
その結果、ろう材として低融点のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金を用いることが好ましいこと、フラックスとしてＣｓＦを含むフッ化物系非腐食性フラックスを用いることが好ましいこと、さらには、ろう材及びフラックス成分をワイヤー状に一体化し、アルミニウム合金鋳物と他方の被ろう付け部材との組み付け体のろう付け部に配置し、組み付け体を所定温度の雰囲気炉に装入することにより生産性良くろう付けできることを見出した。
以下にその詳細を説明する。

Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金ろう材
本発明は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉの三元系共晶点が低融点を呈することを最大限に活用している。しかしながら、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶合金は塑性加工性が極めて悪い。このため、ろう付けワイヤーの鞘に形作ることが困難になるばかりでなく、ワイヤーを構成することができたとしても、その後に接合品部位に沿った形状への曲げ加工も行い難い。

そこで、本発明では、ろう付け加熱された時点でＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元共晶合金を作り出すように、三つの成分をＡｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材で別々に供給することにした。そして供給手段としてクラッド法を採用した。
Ａｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド材を用いることにより、ろう付け加熱時にＡｌ−Ｓｉ系合金とＣｕを反応（共融）させて融点が５２５℃のＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶ろうを生成させることができる。この結果、５３０〜５６０℃の低い温度範囲で容易にろう付けできる。

また両素材をクラッド材にすることにより、通常表面に形成され、ろう付けを阻害する酸化皮膜量を少なくすることができ、充填するフラックス量も少なくすることができる。
さらに、クラッド材を構成するＡｌ−Ｓｉ系合金材及びＣｕ材はともに良好な塑性加工性を有している。クラッド材にした後にあっても良好な塑性加工性を維持しているので、通常のワイヤー製造設備を用いて鞘形状への成形加工及び鞘中へのフラックス充填が容易に行えるばかりでなく、被ろう付け体の接合部形状に合わせた曲げ加工が容易に行える。そして、自動トーチろう付け装置を使用する場合にも、連続的な供給が問題なく行える。

上記のようにクラッド材として用いる際、共晶ろうを生成しやすくするためには前記クラッド材を構成するＡｌ−Ｓｉ系合金板はＳｉ含有量が５〜１５質量％のもので、Ａｌ−Ｓｉ系合金板とＣｕ板の比率は鞘全体の質量に対するＣｕの質量が２２〜３７質量％に相当するように板厚調整することが好ましい。Ｓｉ、及び／又はＣｕの量が、これらの数値範囲を外れると、生成するろう組成とＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶組成（Ｃｕ；２６．７質量％，Ｓｉ；５．３質量％）との差が大きくなりすぎ、５３０〜５６０℃の温度範囲でのろう付けが困難になる。

Ｓｉ含有量が５〜１５質量％のＡｌ−Ｓｉ系合金材としては、ＪＩＳＡ４３４３，Ａ４０４５，Ａ４０４７，４Ｎ４３，４Ｎ４５等が使用できる。
鞘の質量に対するＣｕ材の質量２２〜３７質量％は、Ｃｕの比重が８．９、Ａｌ−Ｓｉ系合金の比重が２．７であるから、鞘の断面積に対するＣｕ材の断面積の割合（管成形前の板状鞘素材のクラッド率）を８〜１５％にすることで満足できる。
なお、Ｃｕ材をクラッドした鞘の断面形状は、図１に示すような四つの形態が想定されるが、いずれでも構わない。クラッド率に関する条件を満たしていれば良い。鞘形状への管成形も、通常の方法で変形加工される。

フッ化物系非腐食性フラックス
鞘内部へのフラックスの充填も通常の方法で行われる。
充填するフラックスとしては、融点が低く、非腐食性に優れたものが用いられる。ろう付け後のフラックス残渣除去工程を省略するためには、フッ化物系非腐食性フラックス粉末を用いることが必要である。また、フラックスの融点をＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶ろう合金の融点５２５℃以下に下げるためには、フッ化セシウム（ＣｓＦ）を含有させることが必須となる。

フラックスとしては、通常のアルミニウム合金をろう付けする際に使用されるフッ化物系フラックスを用いることができる。フッ化物系非腐食性フラックスの化合物形態としては、ＫＡｌＦ₄，Ｋ₂ＡｌＦ₅，Ｋ₃ＡｌＦ₆，ＡｌＦ₃，ＫＦ，ＣｓＦ等があるが、従来と同様にその混合物が使用される。しかし、本発明ではろう材自身の融点を低くしているために、フラックス自体もその融点を低くする必要がある。このため、本発明では、ＣｓＦを含有させている。ＣｓＦ含有量がフッ化物系フラックス全体の１０モル％に満たないとフラックスの融点を下げる効果が少なく、フラックスの融点がろう材の融点よりも高くなって、ろう付け時にフラックスが溶融しないおそれがある。したがって、本発明にあっては、固形分として１０モル％以上のＣｓＦを含ませていることを必須としている。

本発明のアルミニウム合金ろう付けワイヤーは、酸化皮膜の少ないろう材を用いているために、充填したフラックス量が少量でもろう付けが可能である。
ろう付けワイヤーの質量に対するフラックスの質量、いわゆる充填率は、特に規定する必要はなく、従来のコアードワイヤーの充填率と同程度の２０〜４０％であれば十分である。

上記のように、Ａｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド材を鞘とし、その中にフッ化セシウムを含有させて融点を下げたフッ化物系非腐食性フラックスが充填されたアルミニウム合金ろう付けワイヤーを加熱すると、まず、融点の低いフッ化物系非腐食性フラックスが４４０〜５１０℃の温度で溶融し、鞘材及び被ろう付け体接合部の酸化皮膜を除去する。さらに加熱してＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶温度である５２５℃を超えると鞘であるＡｌ−Ｓｉ系合金とＣｕが反応（共融）してＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶合金ろうが生成し、溶融したろうがろう付け温度５３０〜５７０℃で被ろう付け体接合部に流動して良好なろう付けがなされることになる。

ろう付け加熱
ろう付けされるアルミニウム合金鋳物を他方の被ろう付け材を組み付け、そのろう付け部にアルミニウム合金ろう付けワイヤーを配置した後、ろう付け部を加熱してろう付けする。このろう付け方法に制限はない。通常と同じろう付け方法で十分である。所定温度に加熱された炉内に装入し、所定時間保持することにより十分にろう付けできる。ただし、本発明にあっては、酸化しやすいアルミニウム合金ろう材を用いている。したがって、ろう付けも、ろう材が酸化されることのない不活性ガス中で行われることが好ましい。ろう材の酸化をより防止するためには、ろう付け雰囲気を一旦真空にした後、窒素等の不活性ガスで置換することが好ましい。

次に、本発明ろう付け方法を採用して、液冷部品を製造する事例について説明する。
通常、図２に示すような液冷部品は内部に複雑形状の水路を備えているので、一工程で製造することはできない。そのため、複雑形状の水路部をダイカスト等の鋳造法で作製する方法や鍛造で作製する方法が考えられる。さらに、水路ピッチが小さい場合には、スカイブ或いはワイヤーカットによって作製する場合も考えられる。そして、例えばワイヤーカット法により製造された複雑形状の水路部材２をダイカスト製ケース１の中にセットして液冷部品としている。

本発明液冷部品の一形態としては、ダイカスト製ケースに複雑形状の水路部材をセットし、水密構造を得る手段に冷温ろう付け法を採用したものが挙げられる。
この際、ケース素材として流動性に優れたＡｌ−Ｓｉ系合金を用いると、鋳造欠陥を発生させることなく、複雑で厚さの薄い部材を容易に製作することができる。さらに、ダイカスト工法を採用することにより、低コストで液冷部品を製造することができる。

ダイカスト製ケースは、鋳造性に優れるＡｌ−Ｓｉ系合金を素材とし、コストが安価なダイカスト法を採用して製造する。水路部材も鋳造性に優れるＡｌ−Ｓｉ系合金を素材とし、例えばダイカスト法を採用して製造する。水路ピッチが小さい水路部材は、スカイブ或いはワイヤーカットによって作製する。その際の素材としては、１０００系或いは６０００系等のアルミニウム合金展伸材を用いる。また、水路部材を二つの部材から構成する場合もあるが、この場合には水路を構成するアルミニウムフィンとそれを支える板から構成される。

ダイカストで製造されたケース１と水路部材２との水密性を確保するために、必要形状に折り曲げた、或いは必要長さに切断したろう付けワイヤー３をそれらの合わせ面にセットする。ろう付けワイヤーは、ダイカストケース或いは水路部材に設けられた凹部にセットすることが好ましい。ろう付けワイヤーがセットされた状態で５３０〜５７０℃の温度に加熱された不活性ガス雰囲気炉に装入することにより、ろう付けがなされる。
上記形態は、ダイカスト製ケースと複雑形状の水路部材を組み合わせているが、逆の形態、すなわち、ダイカスト等の鋳造法で作製した複雑形状の水路部材に、展伸材等で製造した蓋部材を組み合わせ、両者の接合部をろう付けワイヤーを用いたろう付け法で水密接合してもよい。

実施例１：
次に、鞘としてのＡｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド率を種々変更したろう付けワイヤーを実際に作製し、ろう付け試験した例を示す。
Ａｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド鞘材の作製
厚さ１０ｍｍのＪＩＳＡ４０４５板の２枚の間に、表１に示す厚さのＣｕ板を挟んで先端を溶接して固定し、３００℃に加熱して厚さ２ｍｍまでクラッド圧延した。次いで、中間焼鈍，冷間圧延，最終焼鈍を施して、厚さ０．１ｍｍのクラッド鞘材を作製した。
この鞘材の断面を観察して測定したＣｕのクラッド率と、それを基に計算した鞘材質量に対するＣｕの質量の割合を表１に併せて示す。
なお、Ｎｏ．１及び２の鞘材は、鞘材質量に対するＣｕの質量が本発明範囲の２２〜３７質量％の範囲にあるものである。そして、Ｎｏ．３の鞘材は、鞘材質量に対するＣｕの質量が本発明範囲より少なく、Ｎｏ．４の鞘材は、鞘材質量に対するＣｕの質量が本発明範囲より多いものである。さらに、従来例の鞘材（Ｎｏ．５）として、Ｃｕ板を挟まない板厚２０ｍｍのＪＩＳＡ４０４５板から上記と同じ製板工程で厚さ０．１ｍｍの鞘材を作製した。

ろう付けワイヤーの作製
表１に示した５種の鞘材を幅１０ｍｍ，長さ２０ｍｍで切断し、外径１ｍｍの鋼製丸棒に二〜三重に巻付けて、肉厚０．３ｍｍ，長さ２０ｍｍのろう付けワイヤーの鞘を作製した。この鞘の一端をペンチで閉じておき、これにフッ化セシウムを４８モル％含むＫ−Ｃｓ−Ａｌ−Ｆ系のフッ化物系非腐食性フラックス（第一稀元素工業株式会社製；商品名「ＣＦ−２」）粉末を約３０ｍｇ充填した後、他端を閉じてろう付けワイヤーとした。
なお、フラックスの充填率は、Ｎｏ．１〜４の鞘材では２９〜３２質量％であり、Ｎｏ．５の鞘材では３６質量％であった。

ろう付け試験
厚さ１ｍｍ，幅２５ｍｍ，長さ５５ｍｍのＪＩＳ−Ａ３００３アルミニウム合金板を下板とし、厚さ１ｍｍ，幅２５ｍｍ，長さ２５ｍｍのＪＩＳ−Ａ３００３アルミニウム合金板を縦板とした逆Ｔ字型ろう付け試験片を組付け、下板と縦板の交線の片側に前記ろう付けワイヤーをセットした。この組付け体を窒素ガス雰囲気炉中で５５０℃まで昇温速度５０℃／分で加熱し、５５０℃で３分間保持した後、約１００℃／分で室温まで冷却した。

ろう付け性評価
ろう付け性は、逆Ｔ字型試験片の外観を肉眼及び実体顕微鏡で観察するとともに、接合箇所中央部断面を光学顕微鏡で観察することにより下地の侵食状態を調べた。
接合部の外観評価は、ろう付けワイヤーセット側及び反対側のいずれも十分な大きさのフィレットが形成されたものを○，ろう付けワイヤーセット側に鞘材の一部が残存又は反対側のフィレットが小さいものを△，ろうが全く生成しなかったものを×，とした。
また、下地の侵食状態は、溶融したろうによるエロージョン（すなわち下地の融解）の最大深さを測定し、最大深さが０．１ｍｍ以下のものを◎，最大深さが０．１〜０．３ｍｍのものを○，最大深さが０．３〜０．５ｍｍのものを△，最大深さが０．５ｍｍ以上のものを×，とした。
その評価結果を表２に示す。

表２の結果からもわかるように、本発明例であるＮｏ．１，２の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側、反対側のいずれも良好にろう付けされている。ろう付けワイヤーセット側に生じた下地の侵食も０．３ｍｍ以下であった。
これに対して、比較例である、Ｃｕの比率が少ないＮｏ．３の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側に鞘材が多量に残存し、反対側に流動したろうは少なかった。また、Ｃｕの比率が多いＮｏ．４の鞘材のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、ろう付けワイヤーセット側の下地が激しく侵食されていた。これは、鞘材に対するＣｕの比率が３７質量％を超えるとろう付けワイヤーのＣｕが余剰となり、接合すべき下地のアルミニウム合金と反応（共融）してＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ三元系共晶を生成していき、結果として下地に激しい侵食（エロージョン＝融解）が生じたものと推測される。
なお、Ｃｕを含まない従来の鞘材であるＮｏ．５のろう付けワイヤーを使用してろう付けしたものにあっては、溶融したフラックスのしみだしは見られたものの、ろう付けワイヤーがそのままの形状で残存し、ろうは生成していなかった。
以上に説明したように、鞘の質量に対するＣｕの質量の比率を２２〜３７質量％とすることにより、低い温度で良好なろう付けが可能であることがわかる。

実施例２：
次に、フッ化物系非腐食性フラックスを内蔵したアルミニウム合金ろう付けワイヤーを用いてアルミニウム合金鋳物をろう付けした例について説明する。
ろう付け性評価のために、Ａｌ−７％Ｓｉ−０.３％Ｍｇ合金（ＡＣ４Ｃ）からなるＬ＝３０ｍｍ，Ｗ＝５０ｍｍ，ｔ＝６ｍｍのダイカスト材と、３００３合金からなるＬ＝３０ｍｍ，Ｗ＝５０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍの板材を用意した。
ダイカスト材に板材を立て、逆Ｔ字型ろう付け試験片を組み付け、下板と縦板の交線の片側に前記ろう付けワイヤーを長さ５０ｍｍに切断してセットした。この組み付け体を雰囲気炉に入れ、雰囲気炉の内部を一旦真空にした後に窒素ガスで置換した。その後、この炉内で、組み付け体を５２０℃まで約４０分で加熱し、さらに５２０〜５８０℃の各温度で５分保持した後、冷却することでろう付けを行った。

ろう付け性評価
ろう付け後、逆Ｔ字ろう付け試験片を切断してろう付け状態を目視で観察してろう付け性を評価した。その結果を表３に示す。
なお、表中の評価は、外観観察によりダイカスト材と板材が全く問題なくろう付けされているものを良好として○で、一部にでもろう付け不良箇所があるものを不良として×で表示した。

《参考例》
本発明のフッ化物系非腐食性フラックス内蔵アルミニウム合金ろう付け用ワイヤー利用技術の有効性を確認するために、縦材として、３００３合金板の両面にろう材としての固相線温度５７７℃の４３４３合金板を１０％の割合でクラッドした、いわゆるろうクラッド材を用い、フラックスとして、通常のノコロック（登録商標）粉末を用いてろう付け試験を行った。
実施例と同じサイズのダイカスト材をベース材とし、このベース材のろう付け箇所表面にノコロックを塗布した後、前記ろうクラッド材を立て、逆Ｔ字ろう付け試験用組み付け体を作製した。
その組み付け体を雰囲気炉に入れ、実施例と同様に加熱した。この場合、炉内で、組み付け体を５６０℃まで約４０分で加熱し、さらに５６０〜５９０℃の各温度で５分保持した後、冷却することでろう付けを行った。
そして、実施例と同様に、ろう付け後、逆Ｔ字ろう付け試験片を切断してろう付け状態を目視で観察してろう付け性を評価した。その結果を併せて表３に示す。

表３の結果か明らかなように、フラックス内蔵ろう付けワイヤーを被ろう付け部に適用し、５３０〜５７０℃の温度範囲でろう付けすると、良好なろう付け部が得られることがわかった。
これに対して、ろう付け温度が５３０℃を下回ると、ろう材が溶融せずにろう付けできないことがわかる。逆に５７０℃を上回るほどに高い温度でろう付けすると、ベース材であるＡＣ４Ｃ材そのものが部分溶融するようになって、良好なろう付けはできていない。

ろう材として４３４３合金を用いた参考例にあっては、５６０〜５７０℃のろう付け温度でもろう材が溶融せず、良好なろう付けはできていない。また、５８０℃を超える温度でろう付けすると、ベース材であるＡＣ４Ｃ材そのものが部分溶融するようになって、良好なろう付けはできていない。
このように、共晶温度が低いＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金を作るＡｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド材をろう材として用い、さらにＣｓＦを含ませて溶融温度を下げたフッ化物系フラックスを用いることにより、共晶温度が低いアルミニウム合金鋳物も、低いろう付け温度で問題なくろう付けすることが可能になる。

Ａｌ−Ｓｉ系合金材とＣｕ材のクラッド材による鞘の断面形状を説明する図ダイカスト部材を用いた液冷部品の断面構造を説明する図

符号の説明

１：ダイカスト製ケース２：水路部材３：ろう付けワイヤー

Claims

水路構造を有するアルミニウム合金鋳物にアルミニウム合金製蓋を被せ、両者を水密接合したアルミニウム合金製液冷部品を製造する方法であって、前記アルミニウム合金鋳物と前記アルミニウム合金製蓋の最外側当接部に、Ｓｉ含有量が５〜１５質量％のＡｌ−Ｓｉ系合金板と、鞘全体の質量に対するＣｕの質量が２２〜３７質量％に相当するＣｕ板から構成されているクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなるアルミニウム合金ろう付けワイヤーを介在・配置した後、その組み付け体を加熱することを特徴とするアルミニウム合金製液冷部品の製造方法。
ダイカスト製アルミニウム合金ケース内に、水路構造を有するアルミニウム合金製水路部材を嵌め込み、両者を水密接合したアルミニウム合金製液冷部品を製造する方法であって、前記アルミニウム合金製水路部材と前記ダイカスト製アルミニウム合金ケースの最外側当接部に、Ｓｉ含有量が５〜１５質量％のＡｌ−Ｓｉ系合金板と、鞘全体の質量に対するＣｕの質量が２２〜３７質量％に相当するＣｕ板から構成されているクラッド材から構築された中空の鞘と、当該鞘内に充填されたフッ化セシウムを含むフッ化物系非腐食性フラックス粉末とからなるアルミニウム合金ろう付けワイヤーを介在・配置した後、その組み付け体を加熱することを特徴とするアルミニウム合金製液冷部品の製造方法。
フッ化物系非腐食性フラックス粉末が、固形分として１０モル％以上のＣｓＦを含むものである請求項１又は２に記載のアルミニウム合金製液冷部品の製造方法。