JP6184804B2 - アルミニウム合金材料のろう付け方法及びろう付け構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量が0.40質量%未満であり、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si元素、Mg元素及びZn元素を含むか、又はSi元素、Mg元素、Zn元素及びAl元素を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするアルミニウム合金材料のろう付け方法を提供するものである。
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量が0.40質量%未満であり、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si元素、Mg元素及びZn元素を含むか、又はSi元素、Mg元素、Zn元素及びAl元素を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするろう付け構造体の製造方法を提供するものである。
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量が0.40質量%未満であり、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si、Mg、Zn及びAlの元素のうちの少なくとも1種又は2種以上を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするアルミニウム合金材料のろう付け方法である。
Siを含み残部不可避不純物からなる金属粉末と、Mgを含み残部不可避不純物からなる金属粉末と、Znを含み残部不可避不純物からなる金属粉末との組み合わせ、
Siを含み残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金粉末と、Mgを含み残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金粉末と、Znを含み残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金粉末との組み合わせ、
Siを含み残部不可避不純物からなる金属粉末と、Mg及びZnを含み残部不可避不純物からなる合金粉末との組み合わせ、
Mgを含み残部不可避不純物からなる金属粉末と、Si及びZnを含み残部不可避不純物からなる合金粉末との組み合わせ、
Znを含み残部不可避不純物からなる金属粉末と、Si及びMgを含み残部不可避不純物からなる合金粉末との組み合わせ、
Si、Mg及びZnを含み残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金粉末、
等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、アルミニウム合金材料の表面の金属付着物全体中に、Si、Mg及びZnが含まれる組み合わせであればよい。また、上記組み合わせでは、本発明の効果を損なわない範囲で、金属粉末が、Si、Mg、Zn及びAl以外の元素が含んでいてもよい。なお、金属付着物全体とは、アルミニウム合金材料の表面に付着させた金属の全体を指す。
(1)ろう付け加熱保持時間を短くすることにより、ろう付け時に雰囲気中の酸素による酸化を抑制でき、ろう付け性を向上させることができる。
(2)ろう付け加熱保持時間を長くすることにより、金属付着物中のSi、Mg、Znのアルミニウム合金母材への拡散が進展し、固溶硬化を促進させることができる。更に、ろう付け加熱後の冷却速度を高くすることにより、溶体化処理後焼き入れすることができ、併せてアルミニウム合金母材中に含有されているCu、Si、Mgも、溶体化処理後焼き入れすることができる。その結果、Al−Cu系化合物、Al−Cu−Mg系化合物、Mg−Si系化合物、Mg−Zn系化合物などの析出による時効硬化を得ることができる。
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量を0.40質量%未満に規制し、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si、Mg、Zn及びAlの元素のうちの少なくとも1種又は2種以上を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするろう付け構造体の製造方法である。
<試験材の作製>
実施例として、表1に示す組成を有するスラブを鋳造した。また、比較例として、表2に示す組成を有するビレットを鋳造した。これらのビレットに、均質化処理を行った後、500℃に加熱して、30mm幅×1mm高さ、内柱厚さ0.2mm、外壁厚さ0.2mmの扁平多穴管を120m/分の速度で熱間押出した。その後、自然冷却して、アルミニウム合金試験材を得た。なお、比較例のS、T、Zについては、内柱が欠損して、正常な試験材を製造することができなかった。
表3及び表4に示す金属粉末を混合し、塗装剤中のアクリル樹脂系バインダーの含有量が30質量%となるように、アルリル系バインダーを混合して、塗装剤を調製した。次いで、図1に示すように、試験材(扁平多穴管)1の片面表面に、塗装剤2を塗布した。乾燥後、試験材1の塗布面に、0.1mm厚さのA3003−H14材を10mm高さにコルゲート成形したフィン3を組み付けたろう付け試験体を作成し、ろう付け試験を実施した。水平に設置する試験材の寸法は、30mm幅×60mm長さであり、コルゲートフィン3は、30mm幅であった。なお、図1中、(A)は正面図であり、(B)は側面図である。また、試験材(扁平多穴管)については塗布前に脱脂を行い、垂直板については組み付け前に脱脂を行った。
次いで、ろう付け加熱を、表5に示す雰囲気中で、最高到達温度600℃で3分間保持して行った。
加熱後のろう付け試験体について、接合の有無、フィレット形成の有無及び母材溶融の有無を確認した。その結果を表5に示す。なお、接合できてフィレット形成が十分で、母材溶融がなかったものを良好「○」とし、未接合又は母材溶融が見られたものを不良「×」とし、フィレット形成が不十分だったものを「△」とした。
試験1で結果が良好だったろう付け試験体について、SWAAT試験を実施し耐食性を評価した。SWAAT試験は、ASTM−G85−A3に準拠した。試験では、試験体の裏面と端部をマスキングして行った。試験期間は40日間とし、塗布面の腐食深さと扁平多穴管とフィンとのフィレットの腐食を調査した。その結果を表7に示す。塗布面の腐食深さが0.2mm以下で、フィレット腐食がない又は軽微なものを良好「○」とし、腐食深さが0.2mmを超えるもの、又はフィレット腐食が顕著なものを中程度「△」とし、腐食深さが0.2mmを超え且つフィレット腐食が顕著なものを不良「×」とした。
Claims (10)
- 金属粉末を、アルミニウム合金材料の表面に付着させ、次いで、フラックスを使用しないで不活性ガス又は水素ガス雰囲気中でろう付け加熱するろう付け方法であり、
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量が0.40質量%未満であり、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si元素、Mg元素及びZn元素を含むか、又はSi元素、Mg元素、Zn元素及びAl元素を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするアルミニウム合金材料のろう付け方法。 - 前記金属粉末と、バインダーと、を含有する塗装剤を、前記アルミニウム合金材料の表面に塗布することにより、前記金属粉末を前記アルミニウム合金の表面に付着させることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金材料のろう付け方法。
- 前記アルミニウム合金材料は、更に、3.0質量%以下のCu、1.2質量%以下のSi、及び5.0質量%以下のMgのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載のアルミニウム合金材料のろう付け方法。
- 前記アルミニウム合金材料は、更に、0.30質量%以下のTi、0.30質量%以下のZr、及び0.10質量%以下のSrのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載のアルミニウム合金材料のろう付け方法。
- ろう付け加熱の雰囲気が、窒素ガス又はアルゴンガス雰囲気であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載のアルミニウム合金材料のろう付け方法。
- 前記不活性ガス又は水素ガス雰囲気中の酸素濃度が、50ppm以下であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載のアルミニウム合金材料のろう付け方法。
- 金属粉末を、アルミニウム合金材料の表面に付着させ、次いで、フラックスを使用しないで不活性ガス雰囲気又は水素ガス中でろう付け加熱することにより、ろう付け構造体を得るろう付け構造体の製造方法であり、
該アルミニウム合金材料は、Mnの含有量が0.40質量%未満であり、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金材料であり、
該金属粉末は、Si元素、Mg元素及びZn元素を含むか、又はSi元素、Mg元素、Zn元素及びAl元素を含む金属粉末であり、
該アルミニウム合金材料の表面へのSiの付着量が1.0〜10.0g/m2であり、Mgの付着量が0.1〜3.0g/m2であり、Znの付着量が1.0〜5.0g/m2であること、
を特徴とするろう付け構造体の製造方法。 - 前記金属粉末と、バインダーと、を含有する塗装剤を、前記アルミニウム合金材料の表面に塗布することにより、前記金属粉末を前記アルミニウム合金の表面に付着させることを特徴とする請求項7記載のろう付け構造体の製造方法。
- 前記アルミニウム合金材料は、更に、3.0質量%以下のCu、1.2質量%以下のSi、及び5.0質量%以下のMgのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項7又は8いずれか1項記載のろう付け構造体の製造方法。
- 前記アルミニウム合金材料は、更に、0.30質量%以下のTi、0.30質量%以下のZr、及び0.10質量%以下のSrのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項7〜9いずれか1項記載のろう付け構造体の製造方法。
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