JP6184671B2 - アルミニウム複合材の製造方法 - 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材と、
フラックスを用いたろう付けにより形成され、上記アルミニウム合金材を接合している接合材と
を備えるアルミニウム複合材であって、
上記接合材がKMgF3及びMgF2以外のマグネシウム含有化合物を含有することを特徴とする。
マグネシウムを含有するアルミニウム合金材のろう付け用フラックスであって、
マグネシウムとの反応によりKMgF3及びMgF2以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分を含むことを特徴とする。
図1のアルミニウム複合材1は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材2及び接合材3を備える。上記アルミニウム複合材1は、図2に示す状態のアルミニウム合金材2を備えるクラッド材10を加熱することによりろう付けされているものである。なお、上記クラッド材10は、1枚のシートが折り曲げられているものであってもよいし、異なる複数枚のシートからなるものであってもよい。まず、図2のクラッド材10について詳説する。
本発明のフラックスは、[A]フラックス成分に加え、[B]マグネシウムとの反応によりKMgF3及びMgF2以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分を含有する。
[A]フラックス成分は、通常のろう付け用フラックスに含まれる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、また、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。
[B]成分は、マグネシウムとの反応によりKMgF3及びMgF2以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分である限り特に限定されない。
、[B]成分及び必要に応じて他の成分を適当な割合で混合する。この混合の方法としては、例えば(1)それぞれ粉末状の成分を単に混合し、粉末状のフラックスとして得る方法、(2)それぞれ粉末状の各成分を混合してルツボ等で加熱溶融した後、冷却し固形状又は粉末状のフラックスとして得る方法、(3)それぞれ粉末状の各成分を水等の溶媒中に懸濁させペースト状又はスラリー状のフラックスとして得る方法などを挙げることができる。上述のように、[A]フラックス成分を含む粒子と、[B]成分を含む粒子とを含有させるためには、(1)及び(3)の方法が好ましい。
本発明のアルミニウム複合材、熱交換器及びフラックスは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、当該アルミニウム複合材は、フラックス層が積層されたクラッド材を加熱して得られるもの以外に、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金材等を、ろう材及びフラックスを用いて接合したものであってもよい。また、クラッド材とクラッド材以外の金属板材等とを接合したものであってもよい。
[A]フラックス成分100質量部と、表1に記載の種類及び質量部の[B]成分とを100mLのイオン交換水に添加し、懸濁させることで各フラックスを得た。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]成分としては、それぞれ粒子状のAlF3、NaF及びLiFを用いた。
(1)フィレット形成長さ
ろう付け加熱により形成されたフィレット14の長さ(フィレット形成長さL)を測定し、ろう付け性の指標とした。フィレット形成長さLが長いほど、ろう付け性に優れる。評価結果(フィレット形成長さ)を表1に示す。
(2)接合材(ろう部分)の成分及び存在量
ろう付け加熱により形成されたフィレット14(接合材;ろう部分)の表面を以下の方法にて分析し、存在する成分の存在量を求めた。各存在量を表1に示す。なお、加熱前のろう材及びフラックス中にはMg含有化合物は存在しないため、これらのMg含有化合物は全て芯材中のマグネシウムと反応して生成されたもの(生成物)であると考えられる。
1.フィレット14の表面をリガク社製水平型X線回折装置SmartLabを使用し定量分析した。
2.上記定量分析で得られたXRDスペクトルにおけるアルミニウム合金由来のピーク(Al及びSi)を除外し、生成された各化合物の存在量比[質量%]を求めた。
3.上記生成された化合物中、全Mg含有化合物(KMgF3、KMgAlF6、MgF2、NaMgF3及びLiMgAlF6)に対する各Mg含有化合物の存在量を下記式(1)を用いて算出した。
なお、上記式(1)はKMgF3の存在量[質量%]を求める式であり、他の化合物の存在量も同様に算出した。
図4は、全Mg含有化合物に対するKMgF3及びMgF2以外のMg含有化合物の存在量(質量%)とフィレット形成長さ(mm)との関係を示す図である。
図5は、全Mg含有化合物に対するKMgAlF6の存在量(質量%)とフィレット形成長さ(mm)との関係を示す図である。
図6は、全Mg含有化合物に対するNaMgF3の存在量(質量%)とフィレット形成長さ(mm)との関係を示す図である。
2 アルミニウム合金材
3 接合材
4 ろう材
5 フラックス層
10 クラッド材
11 下板
12 上板
13 スペーサー
14 フィレット
L フィレット形成長さ
Claims (1)
- マグネシウムを含有するアルミニウム合金材と、上記アルミニウム合金材を接合する接合材とを備えるアルミニウム複合材の製造方法であって、
ろう付け用フラックスにより上記接合材を形成する工程を備え、
上記ろう付け用フラックスが、KAlF4を主成分とするフラックス成分と、このフラックス成分及びマグネシウムとの反応によりKMgAlF6を生成するAlF3とを含み、
上記ろう付け用フラックスにおける上記AlF3の含有量が上記フラックス成分100質量部に対し5質量部以上200質量部以下であり、
上記接合材形成工程で、接合材における全マグネシウム含有化合物に対するKMgAlF6の含有量を2質量%以上とすることを特徴とするアルミニウム複合材の製造方法。
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