JPH02258163A - Al又はAl合金の気相ろう付法 - Google Patents

Al又はAl合金の気相ろう付法

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JPH02258163A
JPH02258163A JP8004089A JP8004089A JPH02258163A JP H02258163 A JPH02258163 A JP H02258163A JP 8004089 A JP8004089 A JP 8004089A JP 8004089 A JP8004089 A JP 8004089A JP H02258163 A JPH02258163 A JP H02258163A
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JP
Japan
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brazing
vapor
assembly
alloy
potassium fluoroaluminate
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JP8004089A
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English (en)
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Motoyoshi Yamaguchi
山口 元由
Hitoshi Koyama
小山 斉
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はAlまたはへ〇合金のろう付方法に関し、例え
ば自動車の熱交換器の製造においてろう付された部材の
性能を向上させるとともに製造コストを安価にするもの
である。
〔従来の技術〕
通常AlまたはAl合金のろう付は、接合しようとする
AlまたはAl合金部材をこれらAl等よりも融点の低
いろう材を介して固定して組立物とし、これをろう材の
融点よりも高く、接合しようとするAlまたはAl合金
部材の融点よりも低い温度に加熱することにより行って
いる。そしてろう材としては一般にAl−3i系合金が
使用され、その形状としては板状、線状または粉末状と
したろう材、あるいはAlまたはAl合金からなる芯材
にろう材を被覆した合わせ材(以下プレージングシート
と記す)の形態で用いられている。
そして従来のろう付方法としては、ろう付をする部材表
面の酸化皮膜を除去するためのフラックスを用いるフラ
ックスろう付法とこれを用いない真空ろう付法が通常使
用されている。
上記フラックスろう付法としては、溶融した塩化物系フ
ラックス中に接合しようとする組立物を浸漬してろう付
加熱する炉中ろう付法等がある。ところがこの塩化物系
フラックスは八〇に対しては腐食性であるのでろう付後
洗浄して完全に除去しなければならず、製造工程が非常
に煩雑である。
これに対して真空中に接合しようとする組立物を置いて
ろう付加熱する真空ろう付法によれば、後工程として洗
浄も不要であり、またろう付後の部材表面も良好である
等の利点を有するが、高真空が必要であることおよび材
料的に制約がある等の問題がある。
さらに最近上記不具合を解消するろう付法として弗化物
系フラックスを用いて炉中でろう付する方法が広く用い
られるようになってきた。
この方法は特公昭58−27037号公報に記載されて
いるようにフラックスとして非吸湿性で八〇に対して非
腐食性のKAlF4とに、AlF6の混合物を用い、こ
れを水に!V濁させ、接合しようとする組立物表面に塗
布してろう付するものであり、その特徴としては非腐食
性フラックスを用いるためにフラックス除去の後処理が
不要なことが上げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記特公昭58−27037号公報に記載
の方法においては、必然的にフラックスを組立物表面に
付着させるための塗布、乾燥工程か必要であり、さらに
塗布されたフラックスはその組立物を次工程に運ぶ途中
で組立物から脱落するものが多く、このため有効に使用
されるフラックスの歩留りは低くなる。またろう付後の
接合部材の表面には不均一にフラックス残渣が残るので
従来の真空ろうイ」法に比較して表面か汚れ商品価値が
劣ると共に、耐食性を向上させるために次工程で行うク
ロメート処理や黒色塗装処理等が不均一となってしまい
その効果が十分に発揮されなくなる等の欠点かあった。
さらにこのフラックス残渣は非導電性であるため、例え
ば熱交換器において犠牲フィンにより管体を保護する防
食法を採用する場合には防全電流の流れが阻害されてし
まい防食効果が十分得られない場合がある。
またMg含有Al合金部材を前記弗化物系フラックスを
用いて炉中ろう付する場合は従来に比べてろう付法は劣
っているため、工業的に安定したろう付法を得るために
はろう件部材であるAl合金中のMgの含有量は0.6
wt%(以下wt%を単に%と略記する)未満でなけれ
ばならない。
そしてこれ以上のMgを含有するへ〇合金部材ではフラ
ックス塗布量を多くしてもろう付は難しくなってしまう
。この原因はAl合金中のMgとフラックスとがろう付
加熱中に反応するためであり、その結果フラックスの組
成が変化してフラックスとしての効果が失われること、
へ〇合金中のMgが表面層に拡散して表面層のMg濃度
が高くなること、およびフラックスが10合金の表面層
に入り込む等の現象が発生してろうの流れを阻害するこ
と等が起こるからである。
このようにMg含有量の多い10合金部材が熱交換器用
材料として使用できないことは、熱交換器の耐久性や軽
量化の而で大きな障害となっていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、接合しようとする
組立物に直接フラックスを塗布する工程を必要としない
Al又はAl合金の気相ろう付法を開発したもので、A
lまたは10合金をろう材を介してろう付する方法にお
いて、これら部材をKFと、1種又は2種以上の弗化物
と、金属へ〇との反応により生成するフルオロアルミン
酸カリウム錯体の蒸気が存在する非酸化性雰囲気中でろ
う付することを特徴とするものである。そして生成する
フルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気としてはK A
lF 、を主成分とするものが有効である。
〔作用〕
上記のKFと、1種又は2種以上の弗化物と金属Alと
はこれらが共存する条件下でろう付加熱、即ち約600
℃に加熱することにより反応し、フルオロアルミン酸カ
リウム錯体の蒸気が生成されることになる。なおここで
1種又は2種以上の弗化物とは、例えばZrF、、KB
F。
LiF、SnF2等の単体やZ r F h + N 
a F等の混合物かあり、その他KFおよび八〇と反応
してフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気を生成する
ものであればどの様なものでもよ(、特にK AlF 
、を主成分とするフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸
気を生成するものがよい。
またこのような反応に使用するAlの形態としては板状
、塊状等いずれでもよいが、できれば反応しやすい粒度
100p以下の微粉末を用い、上記混合物と混合して加
熱反応させるのが最良である。
そして上記のフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気が
存在する非酸化性雰囲気中に接合しようとする部材とし
ての組立物をおくことにより、この蒸気は極微量かつ均
一に組立物に付着してその表面のAlの酸化皮膜を破壊
するのでろうの濡れを促進し、その結果ろうが一様に流
れ、組立物の接合箇所に均一なフィレットが形成される
特徴を有する。さらにこの蒸気は雰囲気中の水分や酸素
と結合して雰囲気をより非酸化性なものとし、材料表面
の酸化を防ぐ効果を持つ。
そしてこの蒸気を発生ずるには」−記のKFと1種又は
2種以上の弗化物と、金属へ〇との混合物をろう付を実
施する炉中に予め入れておき、炉を昇温したときにその
熱で反応させると同時に蒸発させても良いし、またはこ
の蒸気を炉外の反応槽中で発生させて窒素カス等をキャ
リアーとして炉内に供給する等の方法も可能である。
さらに非酸化性雰囲気中にこの蒸気を存在させることに
より組立物は完全に蒸気で覆うことができるので、蒸気
密度は少なくてすみフラックス消費量を低減することが
できる。なお非酸化性雰囲気としては例えば窒素、アル
ゴン、酸化炭素その他いずれの雰囲気でも利用可能であ
る。
また本発明を実施するには密閉度の高い炉の使用が好ま
しいが、密閉度の劣る炉であっても接合しようとする組
立物をステンレス等からなる容器内に蒸気発生物と共に
入れてろう付加熱すれば容易にろう付することができる
さらに本発明によればMgを06%を超えて含有するA
l−Mg系合金であってもろう付が可能となる。これは
KAlF、を主体としたフルオロアルミン酸カリ1クム
錯体の蒸気が極微量でありしかも均一に組立物に付着す
るからである。
そしてこのためにフラックスとしての作用を行うK A
lF 、を主体としたフルオロアルミン酸カリウム錯体
の蒸気と材料中のMgとの反応が非常に少なくなり、従
って該蒸気のフラックスとしての効果は阻害されず、ま
たMg含有材料内でMgが表面層に拡散して材料内でM
gの濃度差が生ずることもなく、さらにフラックス成分
が該材料の表面層へ侵入する量も僅かであるためにろう
の流れが阻害されることはないからである。
このようにKFと、1種又は2種以上の弗化物と、金属
Alとの反応により生成された特にKAlF、を主体と
するフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気を利用すれ
ば、組立物に直接フラックスを塗布することなくろう付
が可能であるが、組立物の構造上これらの蒸気が存在し
がたい接合部分を有する組立物、例えば第1図に示すト
ロンカップタイプのエバポレーターや第2図に示すパラ
レルフロータイブのコンデンサー等の組立物内部にも接
合部を有する熱交換器にあってはその内部のろう付は一
般に困難である。そこでこのような場合は組立物内部の
接合部には予めフルオロアルミン酸カリウム錯体を塗布
して乾燥させ、組立物外部の接合部にはフルオロアルミ
ン酸カリウム錯体を塗布せずに前記の蒸気の存在する非
酸化性雰囲気中でろう付する方法が有効である。またこ
のようにフルオロアルミン酸カリウム錯体の一部塗布は
組立物の内部に限らす外部であっても、例えば接合部形
状が複雑でフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸気のみ
によってはろう付が難しい場合には部分的にフルオロア
ルミン酸カリウ1、錯体を直接塗布して用いてもよい。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について説明する。
〈実施例1〉 第3図に示すようにJIS A3003(Al−Cu 
O,05〜0、20X−Mn 1.0〜1.5%)AI
2合金芯材の片面に816.8〜8.2Xを含むJIS
 A4343 Al合金ろう材をクラッドしたJIS 
BA12PCのプレージングシートからなる厚さ1mm
の圧延板(1)の一端縁を、第1表に示すそれぞれ厚さ
1mmのへ〇合金板(2)面に、両板材(1)(2)が
互いに直角となるように当接させる逆T継手試験片を組
立てて以下に示す条件でろう付を実施し、ろう付状況を
調査した。
即ち第3図の逆T継手試験片を有機溶剤で脱脂し、また
32%KF−68%Z r F hの混合物と平均粒度
701mのAl粉とを同量混合してろう付炉の内容積1
m′当たり500gの上記最終混合物をこのろう付電気
炉中に置いた。そしてこの炉内を露点−40℃、酸素濃
度1100ppの窒素ガス雰囲気で置換し、さらに炉内
を610°Cに保持した。そしてこの炉中に第3図の組
立物を挿入し、この組立物を610°Cで5分間加熱し
てろう付を実施した。
その後上記ろう付文の逆T継手接合物を炉外に取り出し
てろう付状況を調べ、その結果を第1表に併記した。な
お表中○印はろうイχj状況か良好であるもの、X印は
ろう付状況が不良であるものを表す。
また従来法として上記圧延板(1)と第1表の従来法N
015とNo、 6に示ずAl合金板(2)とを第3図
のように逆T継手試験片に組み立てて脱脂後、この組立
物に10X濃度のに八〇F、を塗布して乾燥し、その後
上記の本発明法と同様に露点40°C2酸素濃度110
0ppの窒素カス雰囲気で置換され、さらに炉内を61
0°Cに保持された電気炉内にこの組立物を挿入し、こ
れを610°Cで5分間加熱してろう付を実施し、同様
にろう付状況を調査してその結果を第1表に併記した。
第1表 第1表から判るように本発明法No、 ]〜No、 4
はいずれもろう付法は良好であり、特にMg含有材でも
良好なろう付が可能であ−)た。これに対し従来法No
、 6のAl−1,0%Mg材ではろう付が出来なかっ
た。
〈実施例2〉 第4図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
したJIS A1050製の管材(3)を蛇行状に曲げ
、この蛇行状管材(3)の間にAl−1%MnlXZn
合金を芯材とし、その両面にへ〇〜10XSi1%Zn
合金皮材をクラットした厚さ0.16mmのプレージン
グシートからなるコルゲートフィン(4)を挟み、さら
にA O−4,3X Z n−1,3%Mg合金からな
るコネクター(5)を取り付けてサーペンタインタイプ
のコンデンサーを組立てた。なお予めこのコルゲートフ
ィン(4)とコネクター(5)との接合部はJIS A
1070(Al99.70X以」二)の溶接棒を用いて
TIG溶接して接合しておいた。
次にこの組立物を有機溶剤で脱脂した後、ろう付炉の内
容積l[113当たり合計で500gの等モルのKFと
AlF、をろう付電気炉中に置き、露点40℃、酸素濃
度1100ppの窒素ガス雰囲気で置換され、610°
Cに保持された上記炉内にこの組立物を挿入し、該組立
物を610°Cで5分間加熱してろう付を実施した。
上記ろう付文のコンデンサーを炉外に取り出して表面の
外観観察を行い、またろう付状況を調べてこれらの結果
を第2表に示した。その後常法によりクロメート処理、
黒色塗装を行い、これら被膜の付着性をクロメート性お
よび塗装性として第2表に併記した。またこの塗装後の
コンデンサーの耐食性を評価するためJIS H868
1に基づ<CASS試験を500時間実施して貫通孔食
の有無を調べその結果を第2表に併記した。
さらに比較のため上記第4図に示すサーペンタインタイ
プのコンデンサーの組立物を以下に示す従来法でろう付
したものについて、その特性を調査した。
即ちこの組立物を有機溶剤により脱脂したのちlO%濃
度のKAlF4懸濁液を塗布し、200°Cで10分間
の乾燥を行った。その後露点−40°C酸素濃度110
0ppの窒素ガス雰囲気で置換され、610℃に保持さ
れた電気炉内にこの組立物を挿入して610°Cで5分
間加熱してろう付を行った。
その後の工程は上記〈実施例2〉と同様に行ない、かつ
このろう付されたコンデンサーについて上記と同様な評
価試験を行ってそれらの結果について第2表に示した。
第2表から明らかなように本発明法によるろう付後のコ
ンデンサーの表面はきれいであり、ろう付状況も良好で
あった。さらにクロメート性、塗装性も良好で、耐食性
も良好であった。
これに対して従来法によるコンデンサーは表面全体にフ
ラックス残渣が濃く不均一に付着しており、外観上好ま
しくない。またろう付状況は良好であったが、ろう付後
のクロメート処理および塗装は不均一であり、耐食性に
ついては第4図の管材(3)の曲げ部(6)で貫通孔食
が発生した。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、従来のろう骨法に比べて例
えば自動車等の熱交換器の製造工程が短縮できるので製
造コストが安価になり、またろう付後の部材表面がきれ
いであるためクロメート処理等の後処理での表面処理性
が良好であり、さらに耐食性に優れる等の品質が向上し
、またMgを多く含有する合金のろう付も可能である等
工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はトロンカップタイプのエバポレーターの一例を
示す側面図、第2図はパラレルフロタイプのコンデンサ
ーの一例を示す側面図、第3図は逆T継手試験片を示す
斜視図、第4図はエアコン用熱交換器であるサーペンタ
インタイプコンデンサーの一例を示す斜視図、第5図は
第4図のフィン部を拡大して示す側面図である。 1−圧延板 2−、A 0合金板 3−管材 4 コルゲ 5 コネクタ 6 曲げ部 トフィン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) AlまたはAl合金をろう材を介してろう付す
    る方法において、これら部材をKFと、1種又は2種以
    上の弗化物と、金属Alとの反応により生成するフルオ
    ロアルミン酸カリウム錯体の蒸気が存在する非酸化性雰
    囲気中でろう付することを特徴とするAlまたはAl合
    金の気相ろう付法。
  2. (2) 生成するフルオロアルミン酸カリウム錯体の蒸
    気がKAlF_4を主成分とするものである請求項(1
    )記載のAlまたはAl合金の気相ろう付法。
JP8004089A 1988-11-28 1989-03-30 Al又はAl合金の気相ろう付法 Pending JPH02258163A (ja)

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AU46372/89A AU625442B2 (en) 1988-11-28 1989-11-27 Gaseous phase brazing method of al or al alloy
PCT/JP1989/001198 WO1990006204A1 (en) 1988-11-28 1989-11-27 Gaseous phase brazing method of al or al alloy
KR1019900701669A KR900701456A (ko) 1988-11-28 1989-11-27 Al 혹은 Al합금의 기상 브레이징 방법
EP19890913065 EP0399050A4 (en) 1988-11-28 1989-11-27 Gaseous phase brazing method of al or al alloy
CA 2006428 CA2006428A1 (en) 1988-12-23 1989-12-21 Vapor phase brazing method of al or al alloys
CA 2006659 CA2006659A1 (en) 1988-12-23 1989-12-27 Vapor phase brazing method of al or al alloys

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