JP6022397B2 - ブレージングシート及びフラックス組成物 - Google Patents
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Description
マグネシウムを含有するアルミニウム合金からなる芯材と、
この芯材の少なくとも一方の面に積層される接合材と、
この接合材の一方の面に積層されるフラックス組成物からなるフラックス層と
を備えるブレージングシートであって、
上記フラックス組成物が、
[A]KAlF4を含むフラックス成分、及び
[B]AlF3
を含有し、
上記[A]フラックス成分におけるKAlF4の含有率が50質量%以上であり、
585℃に加熱した際の上記接合材のマグネシウムの物質量S1(mol)、並びに上記フラックス層の[A]フラックス成分のKAlF4の物質量S2(mol)及び[B]AlF3の物質量S3(mol)が下記式(1)を満たすことを特徴とする。
表面に接合材が積層されたマグネシウム含有アルミニウム合金材のろう付け用フラックス組成物であって、
[A]KAlF4を含むフラックス成分、及び
[B]AlF3
を含有し、
上記[A]フラックス成分におけるKAlF4の含有率が50質量%以上であり、
585℃に加熱した際の上記接合材中のマグネシウムの物質量S1(mol)、並びに上記[A]フラックス成分のKAlF4の物質量S2(mol)及び[B]AlF3の物質量S3(mol)が下記式(1)を満たすことを特徴とする。
芯材2は、マグネシウムを含有したアルミニウム合金を主成分とする。このように芯材にマグネシウム含有アルミニウム合金を用いることで、当該ブレージングシート1の軽量化が図れる。また、後述するフラックス組成物によりフラックス層4が形成されているため、このようにマグネシウム含有アルミニウム合金を用いても、優れたろう付け性を発揮することができる。
ろう材3の材質としては、特に限定されず、公知のろう材のを用いることができる。好ましいろう材は、[A]フラックス成分の融点より約10〜100℃高い融点を有するものであり、例えばAl−Si合金を挙げることができ、より好適にはSi含有量が5質量部以上15質量部以下であるAl−Si合金を挙げることができる。これらのAl−Si合金(ろう材)には、ZnやCuなどの他の成分が含有されていてもよい。
フラックス層4は、本発明のフラックス組成物から形成される層である。以下、当該フラックス組成物について詳説する。
[A]フラックス成分は、KAlF4含むろう付け用フラックス成分であればよく、特に限定されるものではない。この[A]フラックス成分は、ろう付け時の加熱昇温過程において、ろう材3の成分より先に溶融し、アルミニウム合金材表面の酸化膜を除去し、アルミニウム合金材表面を覆ってアルミニウムの再酸化を防止する機能を発揮する。
当該ブレージングシート1は、[A]フラックス成分に[B]AlF3を添加することで、K3AlF6からのKAlF4の生成を効率的に行うことができる。なお、[B]AlF3は、水和物であってもよいが、無水物が好ましい。
4KF+14AlF3+21Mg→4KMgF3+17MgF2+14Al・・(2)
SKF=S2−4S1/21 ・・・(3)
SAlF3=S2−14S1/21 ・・・(4)
CKF=SKF/(SKF+SAlF3)×100 ・・・(5)
CAlF3=SAlF3/(SKF+SAlF3)×100 ・・・(6)
dC=CKF−CAlF3 ・・・(7)
dC=10S1/(42S2−18S1)×100 ・・・(8)
0.6dC≦S3/S2≦8dC ・・・(9)
dC≦S3/S2 ・・・(10)
S3/S2≦4dC ・・・(11)
S1=(ρ×v×d)/(100×M1) ・・・(12)
S2=p×s/M2 ・・・(13)
当該ブレージングシート1は、公知の方法で使用(ろう付け)することができる。当該ブレージングシート1をろう付けする際の加熱条件(温度、昇温速度、酸素濃度等)等としては、例えば次のような条件を挙げることができる。
当該ブレージングシート1から形成される構造体は、ろう付け部分が強固に接合されている。従って、上記構造体は、マグネシウム含有アルミニウム合金を用いた構造体として高い強度と軽量化とを両立させることができる。
本発明のブレージングシートは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば当該ブレージングシートは、芯材とろう材との層構造として、ろう材/芯材/ろう材(三層両面ろう材)や、ろう材/芯材/中間層/ろう材(四層材)などの三層以上の構造を有していてもよい。
まず、[A]フラックス成分及び[B]AlF3を100mLのイオン交換水に添加し、懸濁させることでフラックス組成物を得た。なお、[A]フラックス成分としては、KAlF4を80体積%及びK2(AlF5)(H2O)を20体積%含む粒子状のものを用いた。[B]AlF3としては、粒子状のものを用いた。また、[B]AlF3はフラックス組成物の塗布後に物質量(S3)が表1に示す値となるように添加した。
585℃に加熱後の電子線マイクロアナライザ(EPMA)で計測したろう材中の平均マグネシウム濃度が0.30質量%であるブレージングシート基材を用いた点以外は上記実施例1〜9及び比較例1〜4と同様に、表1に示す塗布量(p)の[A]フラックス成分及び表1に示す物質量(S3)の[B]AlF3を用いて実施例10〜16及び比較例5のブレージングシートを得た。
上記実施例1〜16及び比較例1〜5のブレージングシートのろう付け性を軽金属溶接構造協会規格(LWS T8801)に準じた方法で評価した。具体的な評価方法を図2を参照にしつつ、以下に示す。まず下板101として、得られた各ブレージングシートをフラックス層を上面にして静置した。この下板101の上面に、上板102として、板厚1.0mmの3003Al合金(母材)を立てて配置した。なお、下板101と上板102の一端との間にはSUS製の棒状(φ2mm)のスペーサー103を挟み、下板101と上板102の一端との間に隙間を設けた。また、下板101及び上板102の接触点とスペーサーとの距離は55mmとした。
2 芯材
3 ろう材
4 フラックス層
5 犠牲材
101 下板
102 上板
103 スペーサー
104 フィレット
Claims (4)
- マグネシウムを含有するアルミニウム合金からなる芯材と、
この芯材の少なくとも一方の面に積層される接合材と、
この接合材の一方の面に積層されるフラックス組成物からなるフラックス層と
を備えるブレージングシートであって、
上記フラックス組成物が、
[A]KAlF4を含むフラックス成分、及び
[B]AlF3
を含有し、
上記[A]フラックス成分におけるKAlF4の含有率が50質量%以上であり、
585℃に加熱した際の上記接合材のマグネシウムの物質量S1(mol)、並びに上記フラックス層の[A]フラックス成分のKAlF4の物質量S2(mol)及び[B]AlF3の物質量S3(mol)が下記式(1)を満たすことを特徴とするブレージングシート。
- 上記フラックス組成物が、上記[A]フラックス成分を含む粒子と、上記[B]AlF3を含む粒子とを含有する請求項1に記載のブレージングシート。
- 上記フラックス層におけるフラックス組成物の塗布量が、固形分換算で0.5g/m2以上100g/m2以下である請求項1又は請求項2に記載のブレージングシート。
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