JPH03114667A - Ｍｇ含有Ａｌ合金の気相ろう付法 - Google Patents

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Ｍｇ含有ＡＡ合金の気相ろう付方法に関するも
のであり、例えば自動車の熱交換器の製造において、そ
の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ＡＩ又はＡｌ合金のろう付は、接合しようとするＡ
Ｉｌ又はＡｌ合金部材をこれらＡＡ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、このろう材の融点
よりも高く、接合しようとするＡＩ又は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なっている
。

そしてろう材としては一般にＡｎ−８ｉ系合金が使用さ
れ、その形状としては板状、線状、粉末状としたろう材
、あるいはＡ／又はＡｌ合金からなる芯材に、このろう
材を被覆した合わせ材（以下プレージングシートと記す
）として用いられている。

従来のろう付方法としては、ろうイマ１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
クスろう付性と、これを用いない真空ろうイ」法が通常
使用されている。上記フラックスろう付性としては、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性等がある。とこ
ろがこの塩化物系フラックスは、ＡＩに対しては腐食性
であるのてろうイ・１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性によれば、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
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。

更に最近上記不具合を解消するろう会計法として、弗化
物系フラックスを用いて炉中て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Ａ７！に対して
非腐食性のＫＡ７ｉＦ４とｉ（、、Ａ７！　Ｆ６の混合
物を用い、これを水に懸濁させ、接合しようとする組立
物表面に塗布してろう例するものであり、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
（＝Ｉ着させるための塗布、乾燥工程が必要であり、さ
らに塗布されたフラックスはその組立物を次工程へ運ぶ
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。またろうイ
」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付性に比較して表面が汚れ商品
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が
あった。

さらには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食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かある。またＭｇ含有
Ａｌ合金を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性が劣っているため、工業
的に安定したろう付性を得るためにはＭｇの含有量は０
．３ｗ１９６　（以下Ｗ１％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Ａｌ合金では、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、１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、Ａ
ｌ合金中のＭｇが表面層に拡散して表面層のＭｇａ度が
高くなること、およびフラックスがＡｌ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Ａ
ｌ合金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面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
Ｍｇ含有Ａｌ合金の気相ろう付性を開発したものである
。

即ち本発明の一つは、重量％にて０．３％以上かつ１．
２％未満のＭｇを含有するＡ［合金をろう材を介してろ
う付する方法において、ろう・イ」をする部材を塩化物
系あるいは弗化物系フラックスの蒸気が分圧として０．
０５ｍｍ１１ｇ以上かつ３．５ｍｍＨｇ未満存在する非
酸化雰囲気中でろう付することを特徴とするものである
。

また本発明の他の一つは重量％にて１．２％以上かつ２
．３％未満のＭｇを含有するＡｌ合金をろう材を介して
ろう付する方法において、ろう付をする部材を塩化物系
あるいは弗化物系フラックスの蒸気が分圧としてＯ’、
　ｌｍｍ１１ｇ以上かつ２５０■Ｈｇ未満存在する非酸
化雰囲気中でろう付することを特徴とするものである。

〔作　用〕

このように塩化物系あるいは弗化物系フラックスの蒸気
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
つ均一に組立物にイ」着して、その表面のＡｎの酸化皮
膜を破壊するのでろうの濡れを促進し、ろうが−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および
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。ここで利用できるフラッ
クスはＡＩの酸化膜を破壊し得る塩化物系あるいは弗化
物系化合物さらに蒸発後上記化合物が形成され得る金属
錯体を含む化合物、あるいは単体である。具体的には塩
化亜鉛、塩化錫などや、フルオロアフ ルミン酸金属錯体の蒸気が含まれ、さらにＩ（Ａ７！　
Ｆ４　＋に２　Ａｎ１　Ｆ、　・Ｈ２Ｏのような混合物
から発生の蒸気も含まれる。そしてこのような蒸気を発
生させるには上記混合物等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同時に蒸発
させても良いし、またこの蒸気を炉外で発生させ七窒素
ガ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ようなフラッ
クス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。

フラックス蒸気は材料中のＭｇ元素と反応し、通常のフ
ラックスろう付ができない。そこで本発明ろう付方法に
おいて、フラックス蒸気とＭｇとの反応を鋭意検討した
結果、良好なるろう付を行うためには０．６％以上１．
２％未満のＭｇ含有合金ではフラックス蒸気分圧は０．
０５＋ｎｎｍ１（以上、また１、２％以上２．３％未満
のＭｇ含有合金では０．　Ｉｌｍｍ１Ｉ以上確保する必
要があることを見いだした。本発明によればＭｇを０．
６％を超えて含有するＡＩ！−Ｍｇ系合金であってもろ
う付が可能となる。これはフラックスの蒸気が極微量で
ありしかも均一に組立物にイ」着するからである。そし
てこのためフラックスとしての作用を行う蒸気と材料中
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Ｍｇ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。

一方フラックス分圧が高濃度となると、成形品表面に未
反応で付着するフラックス量が多くなり、耐食性が劣化
するとともにろう何面外観が悪くなる。しかしＭｇ含有
合金の場合はＭｇ元素とフラックスとが反応するため３
．５ｍｍｔ１ｇ未満まで耐食性や表面外観が良好に維持
されることが分かった。さらに反応可能なＭｇ量が多い
高Ｍｇ含有Ａ７合金の場合、フラックス分圧が２５０＋
＋＋ｍｌ（ｇ未満まで表面状態は良好に維持される。

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所定濃度のフラックス雰囲気
を形成し、ろう付することができる。非酸化性雰囲気と
しては例えば窒素、アルゴン、−酸化炭素などの雰囲気
とともに真空状態においても利用可能である。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
した月５ＡＩ０５０　ＣＡｌ９９．５％以上）製の管材
（１）を蛇行状に曲げ、この蛇行状管材（１）の間にＡ
Ａ’−１％Ｍ　ｎ−１％Ｚｎ合金を基本組成としこれに
各濃度のＭｇを添加した合金試料を芯材とし、その両面
にＡ［−１０％５ｉ−１％０ Ｚｎ合金皮材をクラッドした厚さ０．ｌ６ｍｍのプレー
ジングシートからなるコルゲートフィン（２）を挟み、
さらにＡＩ−，４％Ｚｎ−１％Ｍｇ合金からなるコネク
ター（３）を取り付けてこの接合部に月５Ａ４０４７　
（Ａ−＃−４１〜１３％Ｓｉ）からなる線径］、　６ｍ
ｍの線材を巻き、サーペンタインタイプのコンデンサー
を組立てた。

この組立物を有機溶剤で脱脂して内容積１立方メーター
のステンレス製の細い口を有する容器に所定量のＫＡＮ
Ｆ４とともに挿入した。その後容器内を窒素ガスにて置
換し、６１０℃に保持された電気炉内にこのトレーを挿
入し、上記組立物を６１０℃で５分間加熱してろう付を
実施した。このろう付処理中に容器から排出されるガス
中のフラックス濃度分析を行った。このときＫＡｌＦ４
は炉に挿入されてからろう付温度まで昇温される間に溶
融して蒸発するとともにその濃度が上昇し、ろう何時に
は雰囲気として組立物を覆うことになる。

上記ろう何役のコンデンサーを炉外へ取り出１ 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１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の付着性をクロメート
性、塗装性として第１表に併記した。またこの塗装後の
コンデンサの耐食性を評価するためにｌｌ５Ｈ８６８１
に基づく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１表に併記した。

比較のため上記第１図に示すコンデンサーの組立物を従
来法でろう付したものについて、その特性を調査した。

即ち第１図に示す組立物を有機溶剤により脱脂したのち
１０％濃度のＫＡ７！Ｆ４懸濁液を塗布し、２００℃で
１０分間の乾燥を行った。その後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℃で５分間加熱してろうイ」を行った。

その後の工程は上記と同様に行い、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１表に示した。

２ 第１−表より明らかなように本発明によるろう付後のコ
ンデンサーの表面はきれいてあり、ろう付状況もフィン
と管材との接合部であるフィン部、コネクターと管材と
の接合部であるコネクタ一部共に優れていた。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。

これに対し従来法によるコンデンサーは、表面にフラッ
クス残渣が全面に濃く不均一に付着しており、外観上好
ましくない。またろう付状況はフィン部は良好であった
が、コネクタ一部はろう付できなかった。さらにろう付
後のクロメート処理および塗装は不均一であり、耐食性
については特に第１図の管材（１）の曲げ部（４）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、従来のろう付性に比べて例
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
好で耐食４ 性が優れる等の品質が向上し、さらにＭｇを多く含有す
る合金のろう付も可でも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図はエアコン用熱交換器であるサーペンタインタイ
プのコンデンサーの一例を示す斜視図、第２図は管材と
フィン部の接合部を拡大して示す側面図である。 １・・・管材 ２・・・フィン ３・・・コネクター ４・・・曲げ部 ５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％にて０．３％以上かつ１．２％未満のＭｇ
   を含有するＡｌ合金をろう材を介してろう付する方法に
   おいて、ろう付をする部材を塩化物系あるいは弗化物系
   フラックスの蒸気が分圧として０．０５ｍｍＨｇ以上か
   つ３．５ｍｍＨｇ未満存在する非酸化雰囲気中でろう付
   することを特徴とするＭｇ含有Ａｌ合金の気相ろう付方
   法。
2. （２）重量％にて１．２％以上かつ２．３％未満のＭｇ
   を含有するＡｌ合金をろう材を介してろう付する方法に
   おいて、ろう付をする部材を塩化物系あるいは弗化物系
   フラックスの蒸気が分圧として０．１ｍｍＨｇ以上かつ
   ２５０ｍｍＨｇ未満存在する非酸化雰囲気中でろう付す
   ることを特徴とするＭｇ含有Ａｌ合金の気相ろう付方法
   。