JP6470622B2 - Brazing method of aluminum member - Google Patents
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Description
この発明は、アルミニウム部材のろう付方法に関する。 The present invention relates to a method for brazing an aluminum member.
自動車用熱交換器をはじめとしたろう付分野においては、現在、ノコロックフラックスを用いた工法が主流となっているが、薄肉高強度化に有効なＭｇ添加アルミニウム合金がフラックスの不活性化反応（フッ化Ｍｇなどの生成）により使用できないという問題がある。これに対し、量産性に配慮した、大気圧下で行うフラックスレスろう付も考案されてきているが、特殊な表面処理や材料仕様、ろう付工法などが採用され、コスト、品質安定性に問題があり本格的な実用化には至っていない。また、特許文献１においては、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金ろう材を用いたフラックスレス工法が提案されている
Currently, in the brazing field including automotive heat exchangers, the construction method using nocolok flux is the mainstream, but Mg-added aluminum alloys that are effective in increasing the thickness and strength of the flux are the flux deactivation reactions. There is a problem that it cannot be used due to (production of Mg fluoride, etc.). On the other hand, fluxless brazing performed under atmospheric pressure in consideration of mass productivity has been devised, but special surface treatment, material specifications, brazing method, etc. are adopted, and there are problems with cost and quality stability There is no real practical use. Moreover, in
しかし、特許文献１においても、接合部のフィレット形成能は、従来のノコロックフラックスに対し優位性を有するには至っておらず、安定した量産品質を得るには適用製品形状を限定する必要がある。このような背景により、薄肉高強度化に有効なＭｇ添加アルミニウム合金が使用でき、かつ、従来ノコロックろう付法と同等あるいはそれ以上のフィレット形成能をもつろう付工法の開発が強く望まれている。
ところで、ろう付前の被接合対象部材表面に、ポリシロキサンおよびポリシルセスキオキサンの少なくとも一方を含む珪素含有化合物を被覆してろう付することで、材料表面の酸化皮膜の成長が抑制されて良好なろう付がなされる技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
しかし、単に上記材料をろう付けに適用しても、濡れ性の改善効果は十分とはいえず、さらなる改良が必要とされる。
However, even in
By the way, the growth of the oxide film on the material surface is suppressed by covering and brazing the surface of the member to be joined before brazing with a silicon-containing compound containing at least one of polysiloxane and polysilsesquioxane. A technique for performing good brazing has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
However, simply applying the above material to brazing does not provide a sufficient improvement in wettability, and further improvement is required.
本願発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、特定の特性を有するシロキサン結合を有する材料を含む塗膜を被接合部に設けることで、優れた濡れ性が得られ、良好なろう付がなされるアルミニウム部材のろう付方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and by providing a coating film containing a material having a siloxane bond having specific characteristics on the bonded portion, excellent wettability can be obtained and good brazing can be achieved. An object of the present invention is to provide a method for brazing an aluminum member.
すなわち、本発明のアルミニウム部材のろう付方法のうち、第１の形態は、質量％で、Ｍｇを０．２〜３．０％、Ｓｉを３〜１２％含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を用いて、質量％で、Ｍｇを０．１〜０．８％含有するアルミニウム合金部材と他のろう付け対象アルミニウム部材とを酸化物を除去するためのフラックスを用いずに被接合部においてろう付する方法であって、
少なくとも前記被接合部で、ろう付前にシロキサン結合を有する材料を含む塗膜を設け、ろう付昇温過程の到達温度４００℃で、前記塗膜を形成した部位の表面をフーリエ変換型赤外分光光度計で測定した際に、前記塗膜中のシロキサン結合の波長透過率が７０％以下であり、ろう付昇温過程の到達温度５５０℃で、前記塗膜を形成した部位の表面をフーリエ変換赤外分光光度計で測定した際に、前記塗膜中のシロキサン結合の波長透過率が８０％以上であることを特徴とする。
That is, among the brazing methods for aluminum members of the present invention, the first embodiment is an Al—Si—Mg based brazing containing, by mass%, 0.2 to 3.0% Mg and 3 to 12% Si. By using the material, the aluminum alloy member containing 0.1 to 0.8% of Mg in mass% and the other aluminum member to be brazed in the joined portion without using a flux for removing oxides. A method of brazing,
At least at the bonded portion, a coating film containing a material having a siloxane bond is provided before brazing, and the surface of the portion where the coating film is formed at an ultimate temperature of 400 ° C. in the brazing temperature rising process is Fourier transform infrared. When measured with a spectrophotometer, the wavelength transmittance of the siloxane bond in the coating film is 70% or less, and the surface of the part where the coating film is formed is Fourier-transformed at an ultimate temperature of 550 ° C. in the brazing temperature rising process. When measured with a conversion infrared spectrophotometer, the wavelength transmittance of the siloxane bond in the coating film is 80% or more.
本発明における第２の形態のアルミニウム部材のろう付方法は、前記形態の本発明において、前記塗膜が、シランカップリング剤により形成されることを特徴とする。 The brazing method for an aluminum member according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the present invention of the above aspect, the coating film is formed of a silane coupling agent.
本発明における第３の形態のアルミニウム部材のろう付方法は、前記形態の本発明において、前記シランカップリング剤が、エポキシ系シランカップリング剤であることを特徴とする。 A brazing method for an aluminum member according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the present invention of the above aspect, the silane coupling agent is an epoxy silane coupling agent.
本発明における第４の形態のアルミニウム部材のろう付方法は、前記形態の本発明において、ろう付前の前記塗膜の塗布量が、０．００１〜０．２ｇ／ｍ２であることを特徴とする。 The aluminum member brazing method according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the present invention of the above aspect, the coating amount of the coating film before brazing is 0.001 to 0.2 g / m 2. And
本発明における第５の形態のアルミニウム部材のろう付方法は、前記形態の本発明において、前記ろう材と前記アルミニウム合金部材の一方または両方に、質量％で、０．０２〜０．３％のＢｉを含有することを特徴とする。 The aluminum member brazing method according to the fifth aspect of the present invention is the present invention of the above aspect, wherein one or both of the brazing material and the aluminum alloy member is 0.02 to 0.3% by mass. It contains Bi.
次に、本願発明で規定する内容について説明する。なお、成分量はいずれも質量％で示される。 Next, the contents defined in the present invention will be described. In addition, all component amounts are shown in mass%.
＜ろう材＞
Ｓｉ：３〜１２％
Ｓｉは、Ａｌに含有することにより、その融点を低下させ、ろう付昇温時の共晶温度以上で、接合に必要な溶融ろう材を生成する。Ｓｉの含有量が３％未満では生成する液相量が不足するため十分な流動性が得られず、１２％を超えると初晶Ｓｉが急激に増加して加工性が悪化するとともに、ろう付時に接合部のろう侵食が著しく促進される。なお、同様の理由により、Ｓｉの含有量は、下限を５．０％、上限を１１．０％とすることがより好ましい。
<Brazing material>
Si: 3 to 12%
When Si is contained in Al, its melting point is lowered, and a molten brazing material necessary for joining is generated at a temperature equal to or higher than the eutectic temperature at the time of brazing temperature rise. If the Si content is less than 3%, the amount of liquid phase produced is insufficient, so that sufficient fluidity cannot be obtained. If it exceeds 12%, the primary crystal Si rapidly increases and the workability deteriorates, and brazing. Sometimes joint erosion is significantly accelerated. For the same reason, the Si content is more preferably set to a lower limit of 5.0% and an upper limit of 11.0%.
Ｍｇ：０．２〜３．０％
Ｍｇは、ろう付昇温過程において、材料表面に生成する緻密な酸化皮膜（Ａ１２Ｏ３膜）に作用して酸化皮膜を分解することで、ろうの濡れ性や流動性を向上させる。ただし、Ｍｇの含有量が０．２％未満では、酸化皮膜の分解作用が十分に得られず、３．０％を超えると、ろう材強度が高くなり過ぎて加工性が低下する。また、ＭｇＯが厚く成長し酸化皮膜の分解作用が低下するため、ろうの濡れ性が低下し、十分な接合が得られ難くなる。このため、Ｍｇの含有量は、０．２〜３．０％とすることが好ましい。なお、同様の理由により、Ｍｇの含有量は、下限を０．２５％、上限を２．０％とすることがより好ましい。
Mg: 0.2-3.0%
Mg acts on a dense oxide film (A1 2 O 3 film) generated on the surface of the material in the brazing temperature rising process to decompose the oxide film, thereby improving the wettability and fluidity of the brazing. However, if the Mg content is less than 0.2%, the oxide film cannot be sufficiently decomposed, and if it exceeds 3.0%, the brazing filler metal strength becomes too high and the workability deteriorates. Moreover, since MgO grows thick and the decomposition action of the oxide film is reduced, the wettability of the wax is lowered, and it becomes difficult to obtain sufficient bonding. For this reason, the content of Mg is preferably 0.2 to 3.0%. For the same reason, the Mg content is more preferably 0.25% for the lower limit and 2.0% for the upper limit.
Ｂｉ：０．０２〜０．３％
Ｂｉは溶融ろう材の表面張力を低下させることで濡れ性を向上させるため０．０２〜０．３％含有させる。０．０２％未満では十分な効果が得られず、０．３％を超えると、固溶できないＢｉが熱間圧延や焼鈍時（２７１℃以上）に材料表面に溶け出し、材料の表面品質低下などを招くため好ましくない。なお、同様の理由で、下限を０．０５％、上限を０．２％とするのが一層望ましい。
Bi: 0.02-0.3%
Bi is contained in an amount of 0.02 to 0.3% in order to improve the wettability by reducing the surface tension of the molten brazing filler metal. If it is less than 0.02%, sufficient effects cannot be obtained, and if it exceeds 0.3%, Bi that cannot be solid-dissolved melts out on the material surface during hot rolling or annealing (271 ° C. or more), and the surface quality of the material deteriorates. Etc., which is not preferable. For the same reason, it is more desirable to set the lower limit to 0.05% and the upper limit to 0.2%.
＜アルミニウム合金部材＞
Ｍｇ：０．１〜０．８％
Ｍｇは、材料強度を向上させる効果があるため含有させる。また、ろう付加熱中にろう材から拡散してきたＳｉとも反応し、材料強度を向上させるＭｇ２Ｓｉを形成する。さらに、アルミニウム合金部材自身のＡｌ２Ｏ３酸化皮膜と反応して酸化皮膜を分解する作用が得られる。下限未満では効果が不十分であり、上限を超えると融点が低下し、さらに、ろう材から拡散してくるＳｉと混ざることで融点が大幅に低下するため、ろう浸食を受け易くなる。
<Aluminum alloy member>
Mg: 0.1 to 0.8%
Mg is contained because it has the effect of improving the material strength. Moreover, it reacts with Si diffused from the brazing material during the brazing heat and forms Mg 2 Si that improves the material strength. Furthermore, the effect of decomposing the oxide film reacts with the aluminum alloy member itself Al 2 O 3 oxide film can be obtained. If the amount is less than the lower limit, the effect is insufficient, and if the upper limit is exceeded, the melting point is lowered. Further, when mixed with Si diffused from the brazing material, the melting point is greatly lowered, so that it is susceptible to wax erosion.
Ｂｉ：０．０２〜０．３％
Ｂｉは、ろう材に拡散することで溶融ろう材の表面張力を低下させるため、溶融ろうの濡れ拡がり性を向上させる。下限未満では効果が不十分であり、上限を超えると固溶できないＢｉが熱間圧延や焼鈍時（２７１℃以上）に材料表面に溶け出し、材料の表面品質低下などを招くため好ましくない。なお、同様の理由で、下限を０．０５％、上限を０．２％とするのが一層望ましい。
Bi: 0.02-0.3%
Since Bi reduces the surface tension of the molten brazing material by diffusing into the brazing material, it improves the wet-spreading property of the molten brazing material. If it is less than the lower limit, the effect is insufficient, and if it exceeds the upper limit, Bi, which cannot be solid-dissolved, dissolves on the surface of the material during hot rolling or annealing (271 ° C. or more), which is not preferable. For the same reason, it is more desirable to set the lower limit to 0.05% and the upper limit to 0.2%.
＜塗膜＞
ろう付前の被ろう付対象部材表面にシロキサン結合を有する塗膜を形成してろう付することで、材料表面の酸化皮膜の成長が抑制されるため、ろう濡れ性が向上できる。本作用は従来のノコロックフラックスでみられたフッ化物系フラックスとアルミニウム合金中のＭｇとの反応によるフラックスの不活性化を生じない。
さらに、適切な塗膜について調査したところ、ろう付昇温過程の到達温度４００℃で表面をフーリエ変換型赤外分光光度計で測定した際に、塗膜中のシロキサン結合の波長透過率が７０％以下であり、さらに、到達温度５５０℃でシロキサン結合の波長透過率が８０％以上となる塗膜を選定することで良好なフィレットが得られることが判った。
上記効果は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇろう材が溶け出す前までは被接合部が塗膜により雰囲気から遮断されて酸化皮膜の成長が抑制されるが、ろう材溶融時は塗膜がろう材や接合部材に含まれるＭｇによって分解されることで溶融ろうの流動を阻害しないため実現したと考えられる。従って、接合部では双方のアルミニウム接合部材にＭｇが含まれることで塗膜の熱分解性が向上するため、より安定した接合状態が得られる。
塗膜材料の種類は上記効果を満たせば特に限定されるものではないが、例えば、シランカップリング剤を使用すること、さらにはエポキシ系シランカップリング剤を使用することで優れた上記効果が得られる。
<Coating film>
By forming a coating film having a siloxane bond on the surface of the member to be brazed before brazing and brazing, growth of an oxide film on the surface of the material is suppressed, so that brazing wettability can be improved. This effect does not cause the flux inactivation due to the reaction between the fluoride-based flux and Mg in the aluminum alloy, which is observed in the conventional Nocolok flux.
Furthermore, when an appropriate coating film was investigated, the wavelength transmittance of the siloxane bond in the coating film was 70 when the surface was measured with a Fourier transform infrared spectrophotometer at an ultimate temperature of 400 ° C. in the brazing temperature rising process. It was found that a good fillet can be obtained by selecting a coating film having a wavelength transmittance of siloxane bond of 80% or more at an ultimate temperature of 550 ° C.
The above effect is that before the Al-Si-Mg brazing material melts, the bonded portion is shielded from the atmosphere by the coating film, and the growth of the oxide film is suppressed. It is thought that it was realized because it was not decomposed by the molten brazing by being decomposed by Mg contained in the joining member. Therefore, since the thermal decomposability of the coating film is improved when Mg is contained in both of the aluminum bonding members in the bonded portion, a more stable bonded state can be obtained.
The type of coating material is not particularly limited as long as the above effects are satisfied. For example, the use of a silane coupling agent, and further, the use of an epoxy silane coupling agent can provide the above effect. It is done.
・塗布量：０．００１〜０．２ｇ／ｍ２
塗布量が０．００１ｇ／ｍ２未満では酸化抑制効果が不十分となり、０．２ｇ／ｍ２を超えると、残渣が製品外観を損なうことや、溶融ろうの流動を阻害してフィレット形成を阻害することが問題となる。
Application amount: 0.001 to 0.2 g / m 2
If the coating amount is less than 0.001 g / m 2 , the effect of suppressing oxidation becomes insufficient. If the coating amount exceeds 0.2 g / m 2 , the residue may impair the appearance of the product, and the flow of the melted wax may be inhibited to inhibit fillet formation. It becomes a problem to do.
＜雰囲気＞
本発明では、減圧をともなわず、不活性ガス、或いは還元性ガス等の非酸化性雰囲気でろう付けを行うのが望ましい。使用する置換ガスの種類としては、アルミニウム材の接合を得るにあたり特に限定されるものではないが、コストの観点より、不活性ガスとしては窒素、アルゴン、還元性ガスとしては水素、アンモニア、一酸化炭素を用いることが好適である。雰囲気中の酸素濃度管理範囲としては、５０ｐｐｍ以下が望ましい。５０ｐｐｍ超では被ろう付部材の再酸化が進みやすくなる。
<Atmosphere>
In the present invention, it is desirable to perform brazing in a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas or a reducing gas without reducing the pressure. The type of replacement gas to be used is not particularly limited in obtaining the joining of the aluminum material, but from the viewpoint of cost, the inert gas is nitrogen, argon, the reducing gas is hydrogen, ammonia, monoxide. It is preferred to use carbon. The oxygen concentration management range in the atmosphere is desirably 50 ppm or less. If it exceeds 50 ppm, the reoxidation of the brazed member tends to proceed.
＜ろう付対象部材の材質＞
ろう材以外のろう付対象部材としては、一般的に用いられているアルミニウム材料であれば何れも問題なく使用可能であるが、接合状態をより安定させるには、ＭｇやＢｉを所定量含有するアルミニウム材料を用いることが望ましい。なお、ろう材がブレージングシートにより供給される場合は、ろう材に含有されるＭｇやＢｉが接合に寄与するため、ブレージングシートの芯材にはＭｇやＢｉを含まなくても安定した接合状態が得られる。
<Material of brazing target member>
As a member to be brazed other than the brazing material, any commonly used aluminum material can be used without any problem. However, in order to further stabilize the joining state, a predetermined amount of Mg or Bi is contained. It is desirable to use an aluminum material. In addition, when the brazing material is supplied by the brazing sheet, Mg and Bi contained in the brazing material contribute to the joining, so that the core material of the brazing sheet has a stable joining state even if it does not contain Mg or Bi. can get.
本発明によれば、シロキサン結合を有する材料を塗膜に含むことで、溶融ろうの流動を阻害することなく良好なろう付性が得られる効果がある。
その結果、市場における今後の薄肉高強度化要求に対し、Ｍｇ添加アルミニウム合金を適用することができ、且つ、その際に従来ろう付法と同等以上の接合部フィレットが形成可能となる。
According to the present invention, by including a material having a siloxane bond in the coating film, there is an effect that good brazing properties can be obtained without inhibiting the flow of the molten solder.
As a result, it is possible to apply the Mg-added aluminum alloy to meet future demands for increasing the thickness and strength of the market, and at that time, it is possible to form a joint fillet equivalent to or higher than that of the conventional brazing method.
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
ろう材用アルミニウム合金として、質量％で、Ｍｇ：０．２〜３．０％、Ｓｉ：３〜１２％を含有し、所望により、Ｂｉ：０．０２〜０．３％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成に調製する。また、芯材用アルミニウム合金として、質量％で、Ｍｇ：０．１〜０．８％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成に調製する。
なお、ろう材には、その他に、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｂｅなどを含有してもよく、芯材用アルミニウム合金には、その他に、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂｉなどを含有してもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
As an aluminum alloy for brazing filler metal, it contains Mg: 0.2 to 3.0%, Si: 3 to 12% by mass, and optionally contains Bi: 0.02 to 0.3%, and the balance. Is prepared to a composition comprising Al and inevitable impurities. Moreover, as an aluminum alloy for core materials, it contains Mg: 0.1-0.8% by mass%, and it prepares in the composition which remainder consists of Al and an unavoidable impurity.
In addition, the brazing material may additionally contain Fe, Cu, Mn, Ca, Li, Be, etc., and the aluminum alloy for the core material may additionally include Si, Cu, Mn, Fe, Mg, Bi etc. may be contained.
熱間圧延、冷間圧延を行って芯材の一方または両方の面にろう材が重ね合わされて接合されたクラッド材を得る。
上記工程を経ることにより、図１に示すように、アルミニウム合金芯材２の一方の面にアルミニウム合金ろう材３がクラッドされた熱交換器用のアルミニウム合金ブレージングシート１が得られる。アルミニウム合金芯材２は、本発明のアルミニウム合金部材に相当する。
アルミニウム合金ブレージングシート１は、熱交換器のチューブ、ヘッダ、タンクなどとして用いることができる。
Hot rolling and cold rolling are performed to obtain a clad material in which a brazing material is superposed on one or both surfaces of the core material and joined.
By passing through the said process, as shown in FIG. 1, the aluminum
The aluminum
一方、ろう付け対象部材４として、例えば、質量％で、Ｍｇ：０．１〜０．８％、Ｓｉ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金を調製し、適宜形状に加工される。
On the other hand, as the
上記アルミニウム合金ブレージングシート１は、上記アルミニウム合金ろう材３が最表面に位置しており、表面酸化皮膜の平均膜厚が１５ｎｍ以下で、前記表面酸化皮膜中におけるＭｇＯ皮膜の平均膜厚が２ｎｍ以下に調整されている。
また、ろう付け対象部材４は、少なくとも接合面において表面酸化皮膜の平均膜厚が１５ｎｍ以下かつ皮膜中のＭｇＯ皮膜厚さが２ｎｍ以下に調整されている。
上記表面酸化皮膜は、鋳造後の均質化、熱間圧延前の均熱、冷間圧延後の焼鈍等、各種
熱処理時の温度と時間によって調整することができる。
In the aluminum
Moreover, the
The surface oxide film can be adjusted by temperature and time during various heat treatments such as homogenization after casting, soaking before hot rolling, and annealing after cold rolling.
上記アルミニウム合金ブレージングシート１とろう付け対象部材４とは、アルミニウム合金芯材２とろう付け対象部材との間にアルミニウム合金ろう材３が介在するように配置し、さらに、アルミニウム合金ろう材３上に、シロキサン結合を有する材料を含んだ塗膜５を形成する。これらを組み付けてろう付け用アルミニウム合金組み付け体とする。これにより少なくとも接合部において塗膜５が介在している。塗膜５は、例えば塗布により形成することができる。塗布は、アルミニウム合金ろう材３表面に行ってもよく、ろう付け対象部材５表面に行ってもよく、両方に塗布を行うようにしてもよい。塗布方法としては、塗布方法は特に限定されるものではなく、スプレー法、シャワー法、フローコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法などを適宜採用することができる。塗布は、少なくとも被接合部６に対し行われる。被接合部６を超えて塗布を行うことは問題ない。
The aluminum
上記組み付け体は、減圧を伴うことなく非酸化性雰囲気とされた加熱炉内に配置される。該非酸化性雰囲気は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたは水素、アンモニア、一酸化炭素などの還元性ガス、あるいはこれらの混合ガスを用いて構成することができる。非酸化性雰囲気は、ろう付け加熱時には減圧を伴わず、通常は大気圧とされる。なお、非酸化性雰囲気を得る前に、置換などの目的で減圧工程を含むものであってもよい。加熱炉は密閉した空間を有することを必要とせず、ろう付け材の搬入口、搬出口を有するものであってもよい。このような加熱炉でも、不活性ガスを炉内に吹き出し続けることで非酸化性が維持される。該非酸化性雰囲気としては、酸素濃度として体積比で５０ｐｐｍ以下が望ましい。 The assembly is disposed in a heating furnace that has a non-oxidizing atmosphere without reducing pressure. The non-oxidizing atmosphere can be configured using an inert gas such as nitrogen or argon, or a reducing gas such as hydrogen, ammonia or carbon monoxide, or a mixed gas thereof. The non-oxidizing atmosphere is not at reduced pressure during brazing heating and is usually at atmospheric pressure. In addition, before obtaining a non-oxidizing atmosphere, you may include a pressure reduction process for the purpose of substitution. The heating furnace does not need to have a sealed space, and may have a brazing material carry-in port and a carry-out port. Even in such a heating furnace, the non-oxidizing property is maintained by continuously blowing the inert gas into the furnace. The non-oxidizing atmosphere preferably has an oxygen concentration of 50 ppm or less by volume.
上記雰囲気下で、例えば、昇温速度１０〜２００℃／ｍｉｎで加熱して、５９０〜６１０℃で加熱をしてろう付けを行う。
ろう付条件において、塗膜は、４００℃程度までは、膜として機能し酸化皮膜の成長を抑制するが、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇろう材が溶融する時点では殆ど分解して残渣を残さないので、溶融ろうの流動を阻害することなく良好なろう付を行うことができる。
Under the above atmosphere, for example, heating is performed at a heating rate of 10 to 200 ° C./min, and heating is performed at 590 to 610 ° C. to perform brazing.
Under brazing conditions, the coating film functions as a film up to about 400 ° C. and suppresses the growth of the oxide film, but when the Al—Si—Mg brazing material melts, it almost decomposes and leaves no residue. Good brazing can be performed without hindering the flow of the molten solder.
なお、上記実施形態では、アルミニウム合金芯材とアルミニウム合金ろう材とをクラッドしてろう付け部材と接合するものとして説明したが、ろう付け部材間にアルミニウム合金ろう材からなる板材を配置してろう付け接合することも可能である。 In the above embodiment, the aluminum alloy core material and the aluminum alloy brazing material are clad and joined to the brazing member. However, a plate material made of an aluminum alloy brazing material is arranged between the brazing members. It is also possible to make joints.
表１に示す組成（残部Ａｌと不可避不純物）のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材と、ＪＩＳ Ａ３００３の芯材（アルミニウム合金部材）とをクラッドしたアルミニウム材を用意した。
アルミニウムクラッド材は、各種組成ろう材をクラッド率１０％とし、Ｈ１４相当調質の０．２５ｍｍに仕上げた。また、ろう付け対象部材としてＪＩＳ Ａ ３００５合金、Ｈ１４のアルミニウムベア材（０．１ｍｍ厚）のフィン材を用意した。
An aluminum material clad with an Al—Si—Mg brazing material having the composition shown in Table 1 (the balance Al and inevitable impurities) and a core material (aluminum alloy member) of JIS A3003 was prepared.
As the aluminum clad material, various composition brazing materials were made to have a clad rate of 10% and finished to a 0.25 mm tempered equivalent to H14. Further, a JIS A 3005 alloy, H14 aluminum bare material (0.1 mm thick) fin material was prepared as a brazing target member.
前記アルミニウムクラッド材を用いて幅２０ｍｍのチューブ１１を製作し、該チューブと前記コルゲートフィン１２とを組み合わせ、ろう付評価モデルとして、図２（ａ）に示すようなチューブ１５段、長さ３００ｍｍのコア１０とした。その際、少なくともチューブとフィンとの接合部に表２に示す組成物を塗布した。組成物を塗布した前記コアを、窒素雰囲気中（酸素含有量５０ｐｐｍ）のろう付炉にて、５６０〜６００℃にまで加熱し、そのろう付状態を評価した。
A
○ろう付性
・ 接合率
以下式にて接合率を求め、各試料間の優劣を評価した。
フィン接合率＝（フィンとチューブの総ろう付け長さ／フィンとチューブの総接触長さ）×１００
判定は以下の基準によって行い、その結果を表３に示した。
ろう付け後のフィン接合率 ◎：９８％以上、○：９０％以上、△：８０％以上、×：８０％未満
○ Brazing property / joining rate The joining rate was calculated by the following formula, and the superiority or inferiority of each sample was evaluated.
Fin joint rate = (total brazing length of fin and tube / total contact length of fin and tube) × 100
The determination was made according to the following criteria, and the results are shown in Table 3.
Fin joint ratio after brazing ◎: 98% or more, ○: 90% or more, Δ: 80% or more, ×: less than 80%
・ 接合部幅評価
ろう付接合状態は上記接合率のみではなく、本発明の目的であるフィレット形成能の向上を確認するため、図２（ｂ）に示したような接合部の幅を各試料で２０点計測し、その平均値をもって優劣を評価した。判定は以下の基準とした。
◎：０．８ｍｍ上、○：０．７ｍｍ上、△：０．６ｍｍ上、×：０．６ｍｍ満
実施例の何れも良好なろう付性を示したのに対し、比較例では十分な接合が得られなかった。
-Joint width evaluation In order to confirm not only the above-mentioned joining rate but also the improvement in fillet forming ability, which is the object of the present invention, the joint width as shown in FIG. 20 points were measured, and the superiority or inferiority was evaluated with the average value. The judgment was based on the following criteria.
◎: 0.8 mm above, ○: 0.7 mm above, Δ: 0.6 mm above, ×: 0.6 mm full Example all showed good brazing properties, whereas the comparative example was sufficient joining Was not obtained.
・赤外線透過率の測定
各試料のシロキサン結合における赤外線透過率は、ろう付昇温過程の４００℃、５５０℃に到達した試料をろう付炉から取り出し、常温下でフーリエ変換型赤外分光光度計により測定した。具体的には、日本分光株式会社製ＩＲＴ−５０００（高輝度セラミックス光源を使用）を用いて、波長２．５〜２５μｍの赤外線によって、高感度反射法（入射角８５度）で各試料表面のシロキサン結合（波数１１００ｃｍ−１近傍）による反射率を求め、全反射率１００％から差し引いたものを透過率とした。
・ Measurement of infrared transmittance The infrared transmittance at the siloxane bond of each sample was determined by taking a sample that reached 400 ° C. and 550 ° C. in the brazing temperature raising process from the brazing furnace, and at room temperature, a Fourier transform infrared spectrophotometer. It was measured by. Specifically, using IRT-5000 manufactured by JASCO Corporation (using a high-luminance ceramic light source), the surface of each sample is irradiated with an infrared ray having a wavelength of 2.5 to 25 μm by a highly sensitive reflection method (incident angle of 85 degrees). The reflectance due to the siloxane bond (near wave number 1100 cm −1 ) was determined, and the value obtained by subtracting from the total reflectance 100% was defined as the transmittance.
１ アルミニウムクラッド材
２ 芯材
３ Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系ろう材
４ 被ろう付部材
５ 塗膜
６ 被接合部
１０ コア
１１ コルゲートフィン
１２ チューブ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも前記被接合部で、ろう付前にシロキサン結合を有する材料を含む塗膜を設け、ろう付昇温過程の到達温度４００℃で、前記塗膜を形成した部位の表面をフーリエ変換型赤外分光光度計で測定した際に、前記塗膜中のシロキサン結合の波長透過率が７０％以下であり、ろう付昇温過程の到達温度５５０℃で、前記塗膜を形成した部位の表面をフーリエ変換赤外分光光度計で測定した際に、前記塗膜中のシロキサン結合の波長透過率が８０％以上であることを特徴とするアルミニウム部材のろう付方法。 Using Al-Si-Mg-based brazing material containing 0.2 to 3.0% Mg and 3 to 12% Si, and containing 0.1 to 0.8% Mg by mass A method of brazing an aluminum alloy member to be brazed and another aluminum member to be brazed at a bonded portion without using a flux for removing oxides,
At least at the bonded portion, a coating film containing a material having a siloxane bond is provided before brazing, and the surface of the portion where the coating film is formed at an ultimate temperature of 400 ° C. in the brazing temperature rising process is Fourier transform infrared. When measured with a spectrophotometer, the wavelength transmittance of the siloxane bond in the coating film is 70% or less, and the surface of the part where the coating film is formed is Fourier-transformed at an ultimate temperature of 550 ° C. in the brazing temperature rising process. A brazing method for an aluminum member, wherein the wavelength transmittance of the siloxane bond in the coating film is 80% or more when measured with a conversion infrared spectrophotometer.
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