JP5214534B2 - 熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材 - Google Patents
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また、下記特許文献1には、Crを10〜30%、Pを2〜11%、Siを1〜10%、P+Siの合計が10〜13%を含み、残部はNiよりなるNi基耐熱ろう材が知られている。
さらには、下記特許文献2には、Crを25〜35%、Pを4〜8%、Siを3〜6%、P+Siの合計が9〜11.5%、Al、Ca、Y、ミッシュメタルの1種以上を0.01〜0.10%含み、残部はNiよりなるNi基耐熱ろう材が知られている。
そこで本発明は、可能な限り低い溶融温度、たとえば炉内温度1100℃(溶融温度はそれより少し低い必要がある)でも充分ろう付けすることができると共に、ろう付け性が良く、フィレットのせん断強度が強く且つ、耐食性の高い熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材を提供することを課題とする。
前記Fe含有量を5〜30%として、その少なくとも一部にFe2O3を用い、その酸素量を0.01〜0.7%とした熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材である。
本発明において上記のように、各成分範囲を限定した理由は次の通りである。
Crは、既に知られている通り、Ni−Crの固溶体となり、耐食性・耐熱性を向上させるものであるが、30%を超えると融点、特に液相線が高くなり、ろう付け中にステンレス材の劣化を生じるおそれがある。また、それが20%未満では耐食性・耐熱性の効果が少なくなる。そこで、Crは20〜30%の範囲とした。
Feは、ろう材の低価格化につながるが、5%未満ではその効果が少なく、30%を越えるとろう材の拡がり性が低下すると共に、耐食性が低下する。また、このFeはその融点が1600℃と高いため、ろう材の融点を上昇させる原因になる。そこで、CuとFeを共存させることで、融点上昇をCuにより緩和させることができる。そのためにも、Cuは5〜10%とする必要がある。
次に、Mnを10%以下含むことができる。このMnは、ろう材の拡がり性を向上させる効果があるが、10%を超えると融点を高めることになる。
これらは、夫々の合金組成に対し融点・ろう付け性・抗析力・フィレット部の耐食性に付き夫々実験を行ったものである。その結果は、表1の通りである。
抗析力試験は、ろう材により接合した2部材を万能試験機にかけ、その破断荷重を測定したものである。
耐食性は、特にろう材フィレット部において、交互浸漬腐食試験(SO4 2‐(硫酸イオンを多量に含む))を行った。即ち、ろう材フィレットのサンプルを腐食液に浸漬した後、昇温し、次いで空冷し、再度腐食液に浸漬し、同様のことを繰り返し実験を行った後、ろうフィレット部の浸食深さを顕微鏡により観察したものである。
本発明の実施例は、表1の各合金No.1〜No.22において、全てこれらの条件を満足するものであった。その結果から、本発明の請求項1〜請求項3が特定されている。
比較例のaは拡がり性に欠け、bは耐食性に欠け、cは抗析力が小さく、d及びeは融点・拡がり係数・耐食性に問題があった。また、比較例のfは耐食性に問題があり、g及びhは融点が高い欠点があった。
Claims (3)
- 重量%で、Crを20〜30%、Cuを5〜15%、Feを5〜30%、Siを3〜6%、Pを3〜8%、残部をNiと不可避不純物からなる熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材。
- 重量%で、Crを20〜30%、Cuを5〜15%、Feを5〜30%、Siを3〜6%、Pを3〜8%、Mnを10%以下、残部をNiと不可避不純物からなる熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材。
- 請求項1または請求項2において、
前記Fe含有量を5〜30%として、その少なくとも一部にFe2O3を用い、その酸素量を0.01〜0.7%とした熱交換器用Ni−Cr−Cu−Fe系ろう材。
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