JPH03264190A - ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 - Google Patents
ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材Info
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- JPH03264190A JPH03264190A JP5932490A JP5932490A JPH03264190A JP H03264190 A JPH03264190 A JP H03264190A JP 5932490 A JP5932490 A JP 5932490A JP 5932490 A JP5932490 A JP 5932490A JP H03264190 A JPH03264190 A JP H03264190A
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
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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。
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、中空構造を有するアルミニウム製熱交換器の
製造に好適に用いられる真空ろう付け性に優れたアルミ
ニウム合金ろう材に関するものである。
製造に好適に用いられる真空ろう付け性に優れたアルミ
ニウム合金ろう材に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年ア
ルミニウム製構造体のろう付けに、フラックスを必要と
しない真空ブレージング法が開発され、公害上の心配が
ないところから盛んに行なわれるようになった。真空ブ
レージングはアルミニウム合金を芯材とし、その片面ま
たは両面にアルミニウム合金ろう材を皮材としてクラッ
ドしたプレージングシートを用い、真空中でブレージン
グを行うもので、熱交換器を始め各種構造体のろう付け
に用いられている。そして真空ろう併用プレージングシ
ートには各種の芯材用アルミニウム合金と皮材用アルミ
ニウム合金ろう材が開発され現在では１１５２３２６３
により規格化されている。
ルミニウム製構造体のろう付けに、フラックスを必要と
しない真空ブレージング法が開発され、公害上の心配が
ないところから盛んに行なわれるようになった。真空ブ
レージングはアルミニウム合金を芯材とし、その片面ま
たは両面にアルミニウム合金ろう材を皮材としてクラッ
ドしたプレージングシートを用い、真空中でブレージン
グを行うもので、熱交換器を始め各種構造体のろう付け
に用いられている。そして真空ろう併用プレージングシ
ートには各種の芯材用アルミニウム合金と皮材用アルミ
ニウム合金ろう材が開発され現在では１１５２３２６３
により規格化されている。
熱交換器１こ使用される真空プレージングシートとして
は、芯材としてＪＩＳ Ａ３００３． ＪＩＳ＾３００
５゜ＪＩＳ＾３１０５ ＪＩＳ Ａ６９５１合金を用い
、皮材としてはＪＩＳ Ｂ＾４００４．＾＾４Ｉ０４合
金ろう材を用いるのが通常である。なお板厚は０．５〜
１．２ｍｍであり、ろう材クラッド率は片面で５〜１５
％の両面ろう材クラッドのプレージングシートとして使
用されている。
は、芯材としてＪＩＳ Ａ３００３． ＪＩＳ＾３００
５゜ＪＩＳ＾３１０５ ＪＩＳ Ａ６９５１合金を用い
、皮材としてはＪＩＳ Ｂ＾４００４．＾＾４Ｉ０４合
金ろう材を用いるのが通常である。なお板厚は０．５〜
１．２ｍｍであり、ろう材クラッド率は片面で５〜１５
％の両面ろう材クラッドのプレージングシートとして使
用されている。
こうした真空プレージングシートを用いた中空構造を有
するアルミニウム製熱交換器としては、ドロンカップタ
イプのエバポレータ、オイルクーラー、ラジェーターな
どが製造されている。例えばドロンカップタイプのエバ
ポレータはプレート部材（１）を第３図に示すように積
層し、この積層した部材（１）の間にフルゲートフィン
（２）を配設して、ろう付けを１０−’〜１０−’Ｔｏ
ｒｒ台の真空中で５００℃に加熱することにより製造さ
れている。この真空ろう併用ではプレージングシートろ
う材（Ｉｔｓ Ｂ＾４００４．＾＾４１０４合金等）中
に添加されたＭｇが４００℃付近から徐々に蒸発しはじ
め、炉内酸化性ガスを、Ｈ２０＋ Ｍ ｇ −＋Ｍ ｇ
Ｏ＋Ｈ２及びＣｈ＋２Ｍｇ→２Ｍｇ０のゲッター反応に
より除去するとともに、ろう材溶融時に急激に蒸発し、
同様のゲッター作用及びろう材表面の酸化皮膜の破壊作
用をひきおこすことにより、ろう付けを可能にしている
。またＳｉはろうの融点を下げ、ろう付け温度を下げて
ろう付け性を良好にする作用を有している。
するアルミニウム製熱交換器としては、ドロンカップタ
イプのエバポレータ、オイルクーラー、ラジェーターな
どが製造されている。例えばドロンカップタイプのエバ
ポレータはプレート部材（１）を第３図に示すように積
層し、この積層した部材（１）の間にフルゲートフィン
（２）を配設して、ろう付けを１０−’〜１０−’Ｔｏ
ｒｒ台の真空中で５００℃に加熱することにより製造さ
れている。この真空ろう併用ではプレージングシートろ
う材（Ｉｔｓ Ｂ＾４００４．＾＾４１０４合金等）中
に添加されたＭｇが４００℃付近から徐々に蒸発しはじ
め、炉内酸化性ガスを、Ｈ２０＋ Ｍ ｇ −＋Ｍ ｇ
Ｏ＋Ｈ２及びＣｈ＋２Ｍｇ→２Ｍｇ０のゲッター反応に
より除去するとともに、ろう材溶融時に急激に蒸発し、
同様のゲッター作用及びろう材表面の酸化皮膜の破壊作
用をひきおこすことにより、ろう付けを可能にしている
。またＳｉはろうの融点を下げ、ろう付け温度を下げて
ろう付け性を良好にする作用を有している。
ところで、長時間ろう併重を使用した場合、炉の汚染等
により真空度が低下してしまう。そしてそのような場合
ろうの濡れ性が低下してしまい、その結果ろうのフィレ
ットが形成されずにろう付けできなくなるという、いわ
ゆるろう切れ現象と称する不良現象が生じる。
により真空度が低下してしまう。そしてそのような場合
ろうの濡れ性が低下してしまい、その結果ろうのフィレ
ットが形成されずにろう付けできなくなるという、いわ
ゆるろう切れ現象と称する不良現象が生じる。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものである。
即ち本発明るう材の一つは、θ、０５〜０．６ｗｆ％の
Ｍｇおよび６．０〜２Ｇ、 ０ｗ１％のＳｔを含有し、
かつ、Ｆｅの含有量を０．３ｗｔ％以下に規定すること
を特徴とするものである。
Ｍｇおよび６．０〜２Ｇ、 ０ｗ１％のＳｔを含有し、
かつ、Ｆｅの含有量を０．３ｗｔ％以下に規定すること
を特徴とするものである。
また本発明の他のろう材は、０．０５〜０．６ｗ１％の
Ｍｇおよび６．０〜２０．０ｗ１％のＳｉを含有し、か
つ、Ｆｅの含有量を０．３ｗ１％以下に規定し、さらに
内部に存在する大きさ２〜５μｍのＭｇ２５ｉ粒子の数
密度を１０００個／ｍｍ２以上とすることを特徴とする
ものである。
Ｍｇおよび６．０〜２０．０ｗ１％のＳｉを含有し、か
つ、Ｆｅの含有量を０．３ｗ１％以下に規定し、さらに
内部に存在する大きさ２〜５μｍのＭｇ２５ｉ粒子の数
密度を１０００個／ｍｍ２以上とすることを特徴とする
ものである。
さらに本発明るう材の他の一つは、０．０５〜０６ ｗ
ｔ％のＭｇおよび６．０〜２０．０ｗ１％のＳｉを含有
し、かつ、Ｆｅの含有量を０．３ｗｔ％以下に規定し、
並びに内部に存在する大きさ２〜５μｍのＭｇ２Ｓｉ粒
子の数密度を１０００個／ｍｍ２以上とし、さらに内部
に存在する大きさ６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を３０
００個／ｍｍ２以上とすることを特徴とするものである
。
ｔ％のＭｇおよび６．０〜２０．０ｗ１％のＳｉを含有
し、かつ、Ｆｅの含有量を０．３ｗｔ％以下に規定し、
並びに内部に存在する大きさ２〜５μｍのＭｇ２Ｓｉ粒
子の数密度を１０００個／ｍｍ２以上とし、さらに内部
に存在する大きさ６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を３０
００個／ｍｍ２以上とすることを特徴とするものである
。
まず、本発明によるろう材合金の化学組成について説明
する。
する。
ろう材中のＭｇは、上記の如くろう付け中に蒸発しゲッ
ター作用により真空度を向上させる効果と蒸発により酸
化皮膜を破壊する作用を有する。しかして従来その含有
量が０．６ｗ１％未満では上記作用が十分に生じずろう
付け性が低下すると考えられていた。しかし、鋭意検討
の結果０．０５〜０．６ｖｆ％のＭｇ量でも十分にその
効果が発揮されることが確認された。また、Ｍｇの蒸発
は炉内の汚染を促進するものである。従って、Ｍｇ量の
低減は炉内の清浄度の改善にも効果がある。
ター作用により真空度を向上させる効果と蒸発により酸
化皮膜を破壊する作用を有する。しかして従来その含有
量が０．６ｗ１％未満では上記作用が十分に生じずろう
付け性が低下すると考えられていた。しかし、鋭意検討
の結果０．０５〜０．６ｖｆ％のＭｇ量でも十分にその
効果が発揮されることが確認された。また、Ｍｇの蒸発
は炉内の汚染を促進するものである。従って、Ｍｇ量の
低減は炉内の清浄度の改善にも効果がある。
ろう材中のＳｉは合金の融点を低下させ、ろう付けを可
能にする添加元素である。しかしてその添加量が６．
Ｏｗｆ％未満や２０． （１ｗｔ％を越えた場合、逆に
ろうの融点が上昇しろう付け性が低下する。
能にする添加元素である。しかしてその添加量が６．
Ｏｗｆ％未満や２０． （１ｗｔ％を越えた場合、逆に
ろうの融点が上昇しろう付け性が低下する。
ろう材中のＦｅは、ろう付け加熱中に酸化皮膜の成長を
促進するも、その含有量が０．３ｗｔ％を越えると皮膜
の成長量が大きくなるため、Ｍｇ蒸発時に皮膜は十分に
破壊されず、ろう付け性が低下する。
促進するも、その含有量が０．３ｗｔ％を越えると皮膜
の成長量が大きくなるため、Ｍｇ蒸発時に皮膜は十分に
破壊されず、ろう付け性が低下する。
以上が、本発明のろう材合金の組成であるが、さらにＢ
ｉを０．０１〜０．２ｗｔ％添加する場合がある。この
場合、Ｂｉはろう流れ性を向上させると共に、Ｍｇの蒸
発を促進し、皮膜を破壊されやすくする働きを有する。
ｉを０．０１〜０．２ｗｔ％添加する場合がある。この
場合、Ｂｉはろう流れ性を向上させると共に、Ｍｇの蒸
発を促進し、皮膜を破壊されやすくする働きを有する。
Ｂｉの添加量が０．（ＩＩｖｊ％未満の場合上記作用が
十分でなく、０．２ｖ１％を越えるとろう材の圧延性が
低下し、プレージングシートの製造が困難である。
十分でなく、０．２ｖ１％を越えるとろう材の圧延性が
低下し、プレージングシートの製造が困難である。
次に、粒径の測定方法について説明する。
ろう行内部に存在する粒子を、走査型電子顕微鏡を用い
た反射電子像により観察した。観察される反射電子像で
黒く見えるものをＭ ｇ ２Ｓｔ粒子、白く見えるもの
をＳｉ粒子と判断し、画像解析を行いその円相当径を求
めた。
た反射電子像により観察した。観察される反射電子像で
黒く見えるものをＭ ｇ ２Ｓｔ粒子、白く見えるもの
をＳｉ粒子と判断し、画像解析を行いその円相当径を求
めた。
さて、上記のように本発明において、Ｍ ｇ ２Ｓｉ粒
子としてろう材中に存在するＭｇは蒸発する際に、ろう
材表面の酸化皮膜を破壊するとともに、ゲッターとして
雰囲気中の酸化性ガスを排出しろう付け性を良好にする
作用を有している。しかしながら、粒径が５μｍを越え
るＭｇ２Ｓｉ粒子は、真空ろう付け加熱初期においてＭ
ｇの蒸発量を少なくしゲッターとしての働きを低下させ
、期待する様な効果が得られない。一方、粒径が２μｍ
より小さいＭｇ２５ｉ粒子では、Ｍｇが蒸発する際にろ
う材表面の酸化皮膜の破壊力が低下する。従って、本発
明では２〜５μｍの粒径のＭｇ２Ｓｉ粒子を十分に有し
ていないといけない。即ち、その範囲内のＭｇ２Ｓｉ粒
子の数密度が１０００個／ｍｍ２未満の場合、Ｍｇ蒸発
にともなうろう材表面の酸化皮膜の破壊能力が低下する
とともに、ゲッターとしての働きが不十分となる。従っ
て、２〜５μｍのＭｇ、Ｓｉ粒子の数密度を１０００個
／ｍｍ２以上に限定すべきである。
子としてろう材中に存在するＭｇは蒸発する際に、ろう
材表面の酸化皮膜を破壊するとともに、ゲッターとして
雰囲気中の酸化性ガスを排出しろう付け性を良好にする
作用を有している。しかしながら、粒径が５μｍを越え
るＭｇ２Ｓｉ粒子は、真空ろう付け加熱初期においてＭ
ｇの蒸発量を少なくしゲッターとしての働きを低下させ
、期待する様な効果が得られない。一方、粒径が２μｍ
より小さいＭｇ２５ｉ粒子では、Ｍｇが蒸発する際にろ
う材表面の酸化皮膜の破壊力が低下する。従って、本発
明では２〜５μｍの粒径のＭｇ２Ｓｉ粒子を十分に有し
ていないといけない。即ち、その範囲内のＭｇ２Ｓｉ粒
子の数密度が１０００個／ｍｍ２未満の場合、Ｍｇ蒸発
にともなうろう材表面の酸化皮膜の破壊能力が低下する
とともに、ゲッターとしての働きが不十分となる。従っ
て、２〜５μｍのＭｇ、Ｓｉ粒子の数密度を１０００個
／ｍｍ２以上に限定すべきである。
さらに、ろう材中に存在するＳｉ粒子は、ろう材の融点
を下げ、ろう付け温度を低めてろう付け性を良好にする
作用を有している。しかし、粒径が６μｍを越えるＳｉ
粒子の場合、ろうの溶融までに長時間を必要とする結果
、ろう付け時間を長くしたり、または、ろう付け温度を
高めなければならない。従って、本発明ではＳｉ粒子は
粒径が６μｍ以下でなくてはいけない。
を下げ、ろう付け温度を低めてろう付け性を良好にする
作用を有している。しかし、粒径が６μｍを越えるＳｉ
粒子の場合、ろうの溶融までに長時間を必要とする結果
、ろう付け時間を長くしたり、または、ろう付け温度を
高めなければならない。従って、本発明ではＳｉ粒子は
粒径が６μｍ以下でなくてはいけない。
そして、その範囲内のＳｉ粒子の数密度が３０００個／
ｍｍ２未満の場合、上記作用において所望の効果が得ら
れない。従って、６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を３０
００個／ｍｍ２以上に限定することにより、さらに、ろ
う付け性が向上するものである。
ｍｍ２未満の場合、上記作用において所望の効果が得ら
れない。従って、６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を３０
００個／ｍｍ２以上に限定することにより、さらに、ろ
う付け性が向上するものである。
上記のように本発明において、ろう行内部に存在する粒
径が２〜５μｍのＭｇ２Ｓｉ粒子の数密度を１０００個
／ｍｍ２以上に限定したことにより、Ｍｇ蒸気によるろ
う材表面の酸化皮膜の破壊が十分にすすみ、またゲッタ
ーとして酸化性ガスの排出を良好にする作用をなすもの
であり、さらに粒径が６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を
３０００個／ｍｍ２以上に限定したことにより、ろうの
溶融温度を低下させることによりろう付け性を良好にす
る作用をなすものである。
径が２〜５μｍのＭｇ２Ｓｉ粒子の数密度を１０００個
／ｍｍ２以上に限定したことにより、Ｍｇ蒸気によるろ
う材表面の酸化皮膜の破壊が十分にすすみ、またゲッタ
ーとして酸化性ガスの排出を良好にする作用をなすもの
であり、さらに粒径が６μｍ以下のＳｉ粒子の数密度を
３０００個／ｍｍ２以上に限定したことにより、ろうの
溶融温度を低下させることによりろう付け性を良好にす
る作用をなすものである。
このような本発明におけるＭｇ２Ｓｉ粒子の分布および
Ｓｉ粒子の分布は、鋳造、ソーキング、中間焼鈍条件を
コントロールして行う。
Ｓｉ粒子の分布は、鋳造、ソーキング、中間焼鈍条件を
コントロールして行う。
次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
第１表に示す組成の芯材の両面に第１表に示す本発明ろ
う材Ａ及び比較ろう材Ｂ−Ｄをそれぞれクラッド（片面
１５％のクラツド率）した板厚０．６閣のプレージング
シートを製造する工程において、ろう材の鋳造条件およ
びソーキング処理条件を変えることにより、ろう材中の
Ｍｇ２Ｓｉ粒子およびＳｉ粒子の存在状態を第２表に示
すように変更した各種のプレージングシートＮα１〜に
４を作成した。
う材Ａ及び比較ろう材Ｂ−Ｄをそれぞれクラッド（片面
１５％のクラツド率）した板厚０．６閣のプレージング
シートを製造する工程において、ろう材の鋳造条件およ
びソーキング処理条件を変えることにより、ろう材中の
Ｍｇ２Ｓｉ粒子およびＳｉ粒子の存在状態を第２表に示
すように変更した各種のプレージングシートＮα１〜に
４を作成した。
次いでこれら各プレージングシートをプレス成形して第
１図（ａ） （ｂ）に示すように中央部に開口を有する
カップ（３）を作製した。なおこの開口は排気口（４）
である。同様にしてプレージングシ−トをプレス成形し
たカップを重ね、一端の排気口（４）に接続筒（７）を
設けて第２図に示す試験用中空構造体（５）を真空ブレ
ージングにより作成した。図中（３）は排気口つきカッ
プ、（６）は排気口なしカップである。ブレージングの
テスト条件は、５ Ｘ １０”−５Ｔｏｒｒの真空中に
て、昇温速度３０℃／ｍｉｎで６００℃に到達後１０ｍ
１ｎ保持した。評価はカップの合わせ面におけるブレー
ジング後のフィレット形成具合により行い、各プレージ
ングシートによる中空構造体１００個についてのろう付
テスト後のろう切れ発生率を求めてその結果を第２表に
併記した。
１図（ａ） （ｂ）に示すように中央部に開口を有する
カップ（３）を作製した。なおこの開口は排気口（４）
である。同様にしてプレージングシ−トをプレス成形し
たカップを重ね、一端の排気口（４）に接続筒（７）を
設けて第２図に示す試験用中空構造体（５）を真空ブレ
ージングにより作成した。図中（３）は排気口つきカッ
プ、（６）は排気口なしカップである。ブレージングの
テスト条件は、５ Ｘ １０”−５Ｔｏｒｒの真空中に
て、昇温速度３０℃／ｍｉｎで６００℃に到達後１０ｍ
１ｎ保持した。評価はカップの合わせ面におけるブレー
ジング後のフィレット形成具合により行い、各プレージ
ングシートによる中空構造体１００個についてのろう付
テスト後のろう切れ発生率を求めてその結果を第２表に
併記した。
第２表
第２表より、本発明るう材を用いたプレージングシート
は比絞ろう材を用いたプレージングシート＆２〜勲４に
比べてフィレットの形成能が著しく改善され、ろう付け
性が安定していることがわかる。
は比絞ろう材を用いたプレージングシート＆２〜勲４に
比べてフィレットの形成能が著しく改善され、ろう付け
性が安定していることがわかる。
このように本発明によればろう付け性を向上させること
ができるので不良率を著しく低減させることが可能であ
り、安定した操業ができ、工業上顕著な効果を奏するも
のである。
ができるので不良率を著しく低減させることが可能であ
り、安定した操業ができ、工業上顕著な効果を奏するも
のである。
第１図（り （ｂ）はろう付性試験に用いる成形カップ
を示すもので（１）は平面図、（ｂ）は（１）のＹＹ線
断面図、第２図はろう付試験用中空構造体を示す側断面
図、第３図は積層タイプのエバポレータを示す斜視図で
ある。 １・・・プレート部材 ２・・・コルゲートフィン ３・・・排気口つきカップ ４・・・排気口 ５・・・中空構造体 ６・・・排気口なしカップ ７・・・接続筒
を示すもので（１）は平面図、（ｂ）は（１）のＹＹ線
断面図、第２図はろう付試験用中空構造体を示す側断面
図、第３図は積層タイプのエバポレータを示す斜視図で
ある。 １・・・プレート部材 ２・・・コルゲートフィン ３・・・排気口つきカップ ４・・・排気口 ５・・・中空構造体 ６・・・排気口なしカップ ７・・・接続筒
Claims (3)
- （１）０．０５〜０．６ｗｔ％のＭｇおよび６．０〜２
０．０ｗｔ％のＳｉを含有し、かつ、Ｆｅの含有量を０
．３ｗｔ％以下に規定することを特徴とするろう付け性
が優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材。 - （２）０．０５〜０．６ｗｔ％のＭｇおよび６．０〜２
０．０ｗｔ％のＳｉを含有し、かつ、Ｆｅの含有量を０
．３ｗｔ％以下に規定し、さらに内部に存在する大きさ
２〜５μｍのＭｇ＿２Ｓｉ粒子の数密度を１０００個／
ｍｍ＾２以上とすることを特徴とするろう付け性が優れ
たＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金ろう材。 - （３）０．０５〜０．６ｗｔ％のＭｇおよび６．０〜２
０．０ｗｔ％のＳｉを含有し、かつ、Ｆｅの含有量を０
．３ｗｔ％以下に規定し、並びに内部に存在する大きさ
２〜５μｍのＭｇ＿２Ｓｉ粒子の数密度を１０００個／
ｍｍ＾２以上とし、さらに内部に存在する大きさ６μｍ
以下のＳｉ粒子の数密度を３０００個／ｍｍ＾２以上と
することを特徴とするろう付け性が優れたＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金ろう材。
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| JP2059324A JP2818683B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | ろう付け性が優れたＡｌ―Ｍｇ―Ｓｉ系合金ろう材 |
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1990
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