JPH01143794A

JPH01143794A - アルミニウム材のろう付方法

Info

Publication number: JPH01143794A
Application number: JP29771787A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujiyoshi; 藤吉　達也; Shigemi Yokoi; 横井　重己
Original assignee: TARUCHIN KK; Calsonic Corp
Current assignee: TARUCHIN KK; Marelli Corp
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-06-06
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JP2592471B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ａ６発明の目的（産業上の利用分野）この発明に係るアルミニウム材のろう付方法は、アルミ
ニウム、或はアルミニウム合金（本明細書では、これら
を総称してアルミニウム材とする。）同士をろう付して
、各種製品を造る場合に利用するもので、例えばラジェ
ータ等として使用されるアルミニウム材製の熱交換器を
造る場合に利用される。

（従来の技術）例えばアルミニウム材製の熱交換器を造る場合、アルミ
ニウム材製の伝熱管と、同じくアルミニウム材製の放熱
フィンとを組み合わせた状態で、これら伝熱管とフィン
とを加熱炉中で加熱し、予め伝熱管とフィンとの当接面
間に介在させたろう材（Ｓｔを５〜１６％含むアルミニ
ウム合金、）を溶融させ、このろう材によって伝熱管と
フィンとをろう付する様にしている。

このろう付作業の際、伝熱管やフィンを構成しているア
ルミニウム材の表面の酸化膜を破壊して、伝熱管とフィ
ンとのろう付が良好に行なわれる様にする為、ろう付着
にフラックスを塗布する事が広く行なわれている。

この様なアルミニウム材同士のろう付に使用するフラッ
クスヒして従来は一般に、アルカリ金属やアルカリ土類
金属のハロゲン化物と、ＡＩ％　Ｚｎ。

Ｍｇのハロゲン化物とを混合したフラックスが広く使用
されていた。

更に、ろう付後の残漬がアルミニウム材に対する腐食性
を持たないフラックスとして、英国特許第１０５５９１
４号明細書には、４５〜４７％（本明細書に於ける１％
１は、後述のクラツド率、或は湿度を表わす場合を除き
、混合割合な表わす場合は総て１重量％１である。）の
ＫＦと５５〜５３％の＾ＩＦ、とを混合したものが開示
されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上述の様なフラックスを使用して行なう、従
来のアルミニウム材のろう付に於いては、次に述べる様
な不都合を生じる。

即ち、従来のろう付方法に於いては、何れのフラックス
を使用する場合に於いても、水を分散媒として使用し、
ろう付に使用するフラックスを分散媒としての水の中に
所定濃度で分散し、懸濁液としていた。

この懸濁液は、ろう打部にろう付着分に塗布するが、フ
ラックスは本来、伝熱管とフィンとの接触部等、ろう付
着にのみ塗布すれば良く、それ以外の部分に塗布しても
、フラックスが無駄に消費されるだけでなく、ろう付後
の残渣処理が面倒になったり（フラックス残漬がアルミ
ニウム材に対する腐食性を有する場合、多量の腐食性残
漬を洗浄しなければならなくなる。）、残漬に腐食性が
ない場合でも、フィンの表面に付着して通気抵抗を増大
させたり、更に残渣が著しく多い場合には、この残漬が
フィンを詰らせたりしてしまう。

ところが、水を分散媒として使用した場合、フラックス
の懸濁液の粘度は極く小さいものとなって（流動性が極
めて良くなって）、この懸濁液をろう付着にのみ塗布す
る事が極めて困難となる。

この為従来は、ろう付に必要な部分だけでなく、それ以
外の部分にもフラックスの懸濁液を、スプレー等によっ
て塗布していた為、ろう付後に上述の様な問題が生じる
事が避けられなかった。

特に前記英国特許明細書に開示されている様な、水に可
溶なＫＦと水に不溶な＾ＩＦ、とを混合したフラックス
の場合、フラックスを水で分散させようとした場合に、
ＫＦのみが懸濁液状となって、フラックスの組成が部分
的に変化し易く、変化した場合には融点の変化に伴なっ
て十分なろう付性を得られなくなってしまう。

分散媒として水の代りに合成樹脂を使用する事も、前記
英国特許明細書に記載されている様に、一部で研究され
てはいるが、現状に於いては、合成樹脂を使用した場合
、ろう何時の加熱に伴なって合成樹脂が炭化する事で、
ろう付後にカーボン残漬が残留し、ろう付性の面からも
、残渣処理の面からも好ましくないとされている。

フラックスを使用する事なく、アルミニウム材同士をろ
う付する方法として、ｉ　ｏ　−３゛〜１０″”Ｔｏｒ
ｒの高真空中でろう付を行なう、真空ろう付性が知られ
ているが、この真空ろう付性の場合、防食の為にアルミ
ニウム材中に含有させたＺｎが、ろう付の為の加熱時に
飛散してしまい、Ｚｎを添加する事に伴なう犠牲腐食作
用が弱くなって、ろう付によって得られるアルミニウム
材製品に十分な耐食性を期待出来なくなってしまう。

本発明のアルミニウム材のろう付方法は、フラックスの
分散媒を工夫する事で、上述の様な不都合を何れも解消
するものである。

ｂ０発明の構成（問題を解決するための手段）本発明のアルミニウム材のろう付方法に於いては、フラ
ックスを分散させる為の分散媒として、イソブチレンを
主体とする共重合体で末端に１個の二重結合を有し、構
造式で表わされるポリブテンを使用する。

ろう付を行なう場合には、この様なポリブテン中に、フ
ラックスを均一に分散混合したものを、対となって互い
にろう付されるアルミニウム材の内の、少なくとも一方
のアルミニウム材の表面に塗布した後、上記対となるア
ルミニウム材を非酸化性雰囲気中で加熱し、対となるア
ルミニウム材の間に存在するろう材を溶融させる（基本
となる、第一番目の発明）。

更に、本発明のろう付方法によって造られるアルミニウ
ム材製品が、耐食性及び高度のろう付性を要求されるも
のである場合は、ポリブテン中に分散混合するフラック
スとして、４０〜５０％のにＦと６０〜５０％のＡＩＦ３とを混合
して１００％としたもの（第二番目の発明）、或は、４０〜５０％のＫＦと６０〜５０％の＾ＩＦ、とを混合
して１００％とした基本組成物１００重量部に対して、
に２ＳｉＦ８、Ｋ２ＴｉＦｓ、ＪＺｒＦｓ、に、ＰｂＦ
６の１種又は２種以上を合計で０．５〜５．０重量部加
えたもの（第三番目の発明）、を使用する。

（作　　　用）仁　基本的な第一番目の発明の作用本発明のアルミニウム材のろう付方法に於いて、フラッ
クスの分散媒として使用されるポリブテンは、流動性は
あるにしても、水に比べて十分に大きな粘性を有する為
、フラックスを必要とするろう付部分にのみ、これを塗
布する事が可能となり、フラックスの使用量を少なく抑
えると同時に、ろう付後に於けるフラックス残渣を少な
くする事が出来る。

又、ポリブテンは、アルミニウム材同士のろう付温度（
通常６００℃程度）以下の約３００℃で解重合して昇華
する為、ろう付後にカーボン残渣が生じる事もなく、ろ
う付性の悪化やフィンの目詰り等を生じる事もない。

ロ、第二番目の発明の作用更に、ポリブテン中に混入するフラックスとして、４０
〜５０％のＫＦと６０〜５０％のＡＩＦｓとを混合して
１００％としたものを使用した場合、十分なろう付性を
得られるだけでなく、ろう付後のフラックス残渣が、ア
ルミニウム材に対する腐食性を有しない様になり、耐食
性を要する製品の場合に於いても、ろう付後にこのフラ
ックス残漬を洗浄する必要がなくなる。

尚、ＫＦとＡＩＦ、との混合割合を上述の範囲としたの
は、次の理由による。

即ち、ＫＦの含有量が４０％未満では、フラックスの融
点が高くなり過ぎて、ろう材（Ｓｔを多く含むアルミニ
ウム合金。詳しくは、後述の実施例参照、）の融点以上
となり、反対にＫＦの含有量が５０％を越えると、ろう
付後に、未反応のＫＦがろう付部に残留する為である。

フラックスの融点がろう材の融点よりも高くなった場合
はろう付性が悪化し、未反応のＫＦがろう付部に残留し
た場合は、この残留ＫＦが吸湿して、ろう付部が腐食す
る原因となってしまう。

又、本発明の場合、ポリブテン中へのフラックスの添加
量は、１０〜５０％の範囲が好ましい。

これは、添加量が１０％０％未満合、フラックスの絶対
量が不足して、ろう付性を低下させ、５０％を越えて添
加した場合、フラックスの分散がなされずに流動性が悪
くなり、ろう行部分への塗布が困難となる為である。

八、第三番目の発明の作用更に、ポリブテン中に混合するフラックスとして、４０
〜５０％のＫＦと６０〜５０％の＾ｌＦ３とを混合して
１００％とした基本組成物１００重量部に対して、Ｋ２
ＳＩＦａ、Ｋ、ＴｉＦ４、に、ＺｒＦ、、に２ＰｂＦａ
の１種又は２種以上を、合計で０．５〜５．０重量部加
えたものを使用した場合も、ろう付後のフラックス残渣
が、アルミニウム材に対する腐食性を有しない様になり
、耐食性を要する製品の場合に於いても、ろう付後にこ
のフラックス残渣を洗浄する必要がなくなる。

特に本発明の場合、Ｘ２ＳｉＦ６、Ｍ２ＴｉＦ６、に、
ＺｒＦ、、に、ＰｂＦ６の１ｆｆｆｉ又は２種以上を加
える事により、アルミニウム材同士のろう付性が極めて
良くなり、従ってフラックスの使用量も少なくて済む為
、ろう付後に於けるフラックスの残漬も掻く少なくなる
。

本発明に於いて、フラックスを構成する各物質の割合を
、上述の範囲に限定したのは、次の理由による。

即ち、基本組成物に対するにＦの割合が４０％未滴の場
合、フラックスの融点が高くなり過ぎてろう付性が悪化
し、反対ににＦの割合が５０％を越えた場合、ろう付後
に未反応のにＦが残留して、ろう付部の耐食性が悪化す
る為、基本組成物に対するＫＦの割合を４０〜５０％の
範囲に限定した。

又、基本組成物１００重量部に対する、に＊５ｉＦｓ、
に２ＴＩＦａ、）ｈＺｒＦｓ、Ｋ２ＰｂＦ６の１種又は
２種以上の割合を０．５〜５．０重量部としたのは、０
．５重量部末溝では、これらを加える事に伴なうろう付
性向上の効果を期待出来ず、反対に５．０％を越えてこ
れらを加えた場合、ろう付後に、黒色の不溶性残漬を生
じ、フィンが目詰りしたりする原因となる為である。

本発明の場合、ポリブテン中へのフラックスの添加量は
、２〜９％の範囲が好ましい。

これは、添加量が２％未満の場合、フラックスの絶対量
が不足して、ろう付性を低下させ、９％を越えて添加し
た場合、フラックスの使用量増大に伴なって、ろう付後
に生じる残漬の量が多くなり、ろう行部分の外観を悪化
させ、更に著しい場合には、ろう付されたフィンを目詰
まりさせる為である。

但し、９％を越えてフラックスを添加した場合でも、５
０％程度迄は、ろう付性の面からは特に問題とはならな
い。

（実施例）次に、本発明の効果を確認する為に行なった実験に就い
て説明する。

仁　第一番目の発明の実施例分子量が１０００のポリブテンを加熱炉中に入れ、この
ポリブテンの重量を測定しつつ、この加熱炉内の温度を
第１図の曲線ａで示す様に徐々に上昇させた所、ポリブ
テンの重量は、同図に曲線すで示す様に減少し、４５０
℃程度でほぼ１００％昇華して、後には何の残渣も残ら
なかった。

この事から、ポリブテンが、アルミニウム材のろう付温
度である６００℃よりも低い温度で解重合し、完全に昇
華する事が解った。

尚、ポリブテンとしては、分子量が２００〜２５００の
ものを使用出来るが、分子量によって粘度が異なる（分
子量が多い程、粘度が高くなる０例えば、分子量が１０
００のポリブテンの粘度は、約１００００ｃｐである。

）為、ろう行部分の形状等に応じて適当な粘度（熱交換
器を製造する場合、粘度が８０００ｃｐ程度のものが、
好ましく使用出来る。）を有するポリブテンを選択する
。但し、粘度を低下させる為ならば、ポリブテンを有機
溶剤（パラフィン系炭化水素）によって希釈する事も出
来る。

ロ、第二番目の発明の実施例ポリブテン中に混合するフラックスとして、４０〜５０
％のＫＦと６０〜５０％のＡｌＦ３とを混合して１００
％としたものを使用する第二番目の発明は、アルミニウ
ム材製のラジェータを製造する場合に好適である。

この様に、ラジェータ等として使用される熱交換器の伝
熱管を構成する為のアルミニウム材製板材として、厚さ
が０．４０ｍｍのクラツド板を使用し、フィンを構成す
る為のアルミニウム材製板材として、厚さ０．１０ｍｍ
のものを使用した。

この内のクラツド板は、芯材の表面にろう材である皮材
を、１０％のクラツド率（板全体の厚さに対するクラッ
ド層（皮材層）の厚さの割合）で両面にクラッド（両面
で合計２０％）したもので、芯材にはＪＩＳ　３００３
材（Ｓｉが０．６％以下、Ｆｅが０．７　％以下、Ｃｕ
が０．０５〜０．２０％、Ｍｎが１．０〜１．５％、Ｚ
ｎが０．１０％以下、その他の不純物が、個々の物が０
．０５％以下で、不純物の合計がｏ、１５％以下とし、
残りをＡＩとしたもの）を、皮材にはＪＩＳ　４３４３
材（Ｓｉが６．８〜８．２％、Ｆｅが０．８％以下、Ｃ
ｕが０．２５％以下、Ｍｎが０．１０％以下、Ｚｎが０
．２０％以下、その他の不純物が、個々の物が０．０５
％以下で、不純物の合計が０．１５％以下とし、残りを
＾ｌとしたもの）を、それぞれ使用した。

又、フィン用のアルミニウム材としては、ＪＩＳ　７０
７２材（ＳｉとＦｅとが合計で０．７％以下、Ｃｕが０
．１０％以下、Ｍｎが０．１０％以下、Ｍｇが０．１０
％以下、Ｚｎが０．８〜１．３％、その他の不純物が、
個々の物が０．０５％以下で、不純物の合計が０．１５
％以下とし、残りをＡＩとしたもの）を使用した。

このクラツド板１とフィン用の板材２とを、第２図に示
す様に、板材２の下端縁を、クラツド板１の上面に突き
当てた状態で組み合わせ、本発明のろう付方法、従来の
様に水を分散媒として使用するろう付方法、フラックス
を使用しない真空ろう付方法により、互いにろう付した
所、第１表に示す様な結果を得られた。

尚、本発明のろう付方法を試験する場合に於いては、非
腐食性雰囲気としてＮ２ガス雰囲気を使用したが、ろう
付部に於ける露点を一１５℃〜−３０℃の範囲で変化さ
せて、Ｎ２ガスの濃度がろう付性に及ぼす影響も、併せ
て試験した。又、ろう付を行なう際には、第２図に示す
様に組み合わされたクラツド材１と板材２とを、１５０
℃で３分間予熱した後、８００℃で３分間加熱して、ろ
う付した。

この第１表に於いて、後処理を表わす欄で、ｒ無１とは
、ろう付後にフラックスの残漬を洗い流さなかった事を
、ｒ有１はろう付後にフラックスの残漬を洗い流した事
を、それぞれ表わしている。

又、ろう付性を表わす欄でｒ非常に良好１は、ろう付後
に、クラツド板１の上面と板材２の下端縁との間に形成
されるろう材のフィレットが、ろう材部の全長に亘って
形良く、途切れる事なく連続している状態を、ｒ良好１
は、フィレットの形状は若干悪いが、フィレットはろう
材部のほぼ全長に亘って連続しており、ろう付強度には
問題がない状態を、ｒ不良１は、フィレットが不連続で
、ろう付強度にも問題がある状態を、それぞれ示してい
る。

更に、腐食試験結果の欄には、ろう付後にクラツド板１
と板材２との耐食性を測定した試験の結果を、クラツド
板１に生じた孔食の内の、最も深いものの深さ（単位ｍ
ｍ）で示した。孔食深さが０．１ｍａ＋以下のものは、
耐食性良好と判断される。

腐食試験は、ＪＩＳ　Ｈ８６８１ニ定められたＣＡＳＳ
試験法により７２０時間（３０日間）連続して行なった
後、クラツド板１に生じた孔食の深さを測定する事で行
なった。ＣＡＳＳ試験法は、５％のＮａＣ１懸濁液を、
酢酸によってＰ）１３に調整し、更にＣｕ”イオンを塩
化第二銅の形で１００　ｐｐｍ加えた腐食性液体を、５
０℃の雰囲気で、１．０〜２　、０　ｍｌ／８０ｃ＋ｎ
’／ｈｒの割合で噴露するもので、試験片は、試験の間
中、この腐食性液体の霧中に曝される。

この様な試験の結果を示す第１表から明らかな通り、本
発明のろう付方法によりアルミニウム材同士をろう付す
る場合、露点を一２０℃以下に保つ限り、良好なろう付
を行なう事が出来、しかもフラックスの残渣をそのまま
としても、ろう付後に於ける耐食性に問題がない事を確
認出来た。

尚、第１表に比較例３として示したものは、使用したフ
ラックス（に（：１　；４０％、ＬｉＣ１，１９％、Ｎ
ａＣ１；２５％、ＺｎＣ１，；８％、ＬｉＦ、８％）の
残漬がアルミニウム材に対する腐食性を有する為、ろう
付後にこの残漬を洗い流さない限り、アルミニウム材の
腐食が著しくなるものである。

八、第三番目の発明の実施例ポリブテン中に混合するフラックスとして、４０〜５０
％のＫＦと６０〜５０％のＡＩＦ、とを混合して１００
％とした基本組成物１００重量部に対して、Ｋ２ＳＩＦ
ａ、にｚＴｉＦａ、Ｋ２ＺｒＦａ、Ｋ２ＰｂＦｓの１種
又は２ｆｌＪ以上を合計で０．５〜５．０重量部加えた
ものを使用する第三番目の発明も、上述した第二番目の
発明と同様に、アルミニウム材製のラジェータを製造す
る場合に好適である。

この第三番目の発明の効果を確認する為に、上記第二番
目の発明に於ける場合と全く同様のクラツド板１と板材
２とを使用し、露点−３０℃のＮ２ガス雰囲気中で、前
記の場合と同様手順でろう付を行なった所、第２表に示
す様な結果を得られた。

ろう付後に生じる残渣は、本発明の実施例に就いても、
更に比較例に就いても、−切そのままとし、洗い流す事
はしなかった。

又、ろう付性を表わす欄でｒＱＪは、ろう付後に、クラ
ツド板１の下端縁と板材２の上面との間に形成されるろ
う材のフィレットが、ろう付部の全長に亘って、途切れ
る事なく連続している状態を、ｒΔ１は、フィレットが
ろう付部の一部で不連続となっているが、一応のろう付
強度が得られている状態を、ｒ×１は、フィレットが殆
ど形成されていない状態を、それぞれ示している。

更に耐食性の欄に於けるｒｏｌは、腐食試験後に於いて
、クラツド材１の表面に、腐食に伴なう変色（酸化アル
ミニウムの白色）を全く観察出来なかった状態を示して
いる。実験では、比較例を含め、総て腐食性の面からは
問題がなかった。

尚、この場合に於ける腐食性の試験は、ろう付後に、ク
ラツド板１と板材２とを恒温槽に入れ、温度４０℃、相
対湿度９０％の条件下で、１５０時間放置する事で行な
った。

この様な試験の結果を示す′ｓ２表から明らかな通り、
本発明のろう付方法によりアルミニウム材同士をろう付
する場合、使用するフラックスの量を相当に少なくして
も、良好なろう付を行なう事が出来、ろう付後に於ける
耐食性にも問題がない事を確認出来た。

ろう付部に使用するフラックスの量を少なく出来る結果
、ろう付後に於けるフラックスの残漬の量も少なく出来
、この残漬が熱交換器表面の外観を悪くしたり、或はフ
ィンを詰らせたりする事がなくなる。

Ｃ１発明の効果本発明のアルミニウム材のろう付方法は、以上に述べた
通り構成され実施される為、フラックスを必要な部分に
のみ塗布する事が可能となって、フラックスの使用量低
減に伴なうろう付製品の製作費低減を図れるだけでなく
、余分なフラックスの残漬によるろう付製品の品質、性
能の低下を防止出来る。

更に、フラックスの種類を選択する事により、アルミニ
ウム材同士のろう付強度の向上を図れて、耐久性の優れ
たアルミニウム材ろう付製品を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度上昇に伴なうポリブテンの重量減少の状態
を示す線図、第２図は互いにろう付される２枚のアルミ
ニウム板材の組み合わせ状態を示す斜視図である。１：クラツド板、２：板材。第２表第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）イソブチレンを主体とする共重合体で末端に１個
の二重結合を有し、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるポリブテン中にフラックスを均一に分散混
合したものを、対となって互いにろう付されるアルミニ
ウム材の内の、少なくとも一方のアルミニウム材の表面
に塗布した後、上記対となるアルミニウム材を非酸化性
雰囲気中で加熱し、対となるアルミニウム材の間に存在
するろう材を溶融させる、アルミニウム材のろう付方法
。
（２）イソブチレンを主体とする共重合体で末端に１個
の二重結合を有し、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるポリブテン中に、４０〜５０％のＫＦと６
０〜５０％のＡｌＦ＿３とを混合して１００％として成
るフラックスを均一に分散混合したものを、対となって
互いにろう付されるアルミニウム材の内の、少なくとも
一方のアルミニウム材の表面に塗布した後、上記対とな
るアルミニウム材を非酸化性雰囲気中で加熱し、対とな
るアルミニウム材の間に存在するろう材を溶融させる、
アルミニウム材のろう付方法。
（３）イソブチレンを主体とする共重合体で末端に１個
の二重結合を有し、構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるポリブテン中に、４０〜５０％のＫＦと６
０〜５０％のＡｌＦ＿３とを混合して１００％とした基
本組成物１００重量部に対して、Ｋ＿２ＳｉＦａ、Ｋ＿
２ＴｉＦ＿６、Ｋ＿２ＺｒＦ＿６、Ｋ＿２ＰｂＦ＿６の
１種又は２種以上を合計で０．５〜５．０重量部加えて
成るフラックスを均一に分散混合したものを、対となっ
て互いにろう付されるアルミニウム材の内の、少なくと
も一方のアルミニウム材の表面に塗布した後、上記対と
なるアルミニウム材を非酸化性雰囲気中で加熱し、対と
なるアルミニウム材の間に存在するろう材を溶融させる
、アルミニウム材のろう付方法。