JPH0335895A - ろう付用フラックス及び該フラックスを用いたアルミニウム材のろう付方法 - 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 この発明は、ろう付仕様によるアルミニウム製熱交換器
や自動車用吸気マニホールド等のろう付に用いられるろ
う付用フラックス及び該フラックスを用いたアルミニウ
ム材のろう付方法に関する。

なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。

従来の技術 例えば自動車用ラジェーター、コンデンサー等のアルミ
ニウム製熱交換器や自動車用のアルミニウム製吸気マニ
ホールド等をろう付仕様によって製造する場合、塩化物
系のフラックスを用いて各構成部材をろう付接合する方
法が多く用いられている。

しかしながら、上記の塩化物系フラックスは、腐食性残
渣により耐食性を劣化させることから、ろう何役に酸洗
浄等によるフラックスの十分な洗浄除去処理が必要であ
り、その作業が煩雑であるうえ、複雑な構造の接合部材
では十分な洗浄を行うことができないというような欠点
があった。

そこで、最近では塩化物系フラックスに代え本質的に非
腐食性であるフッ化物系フラックスを用いたろう付が行
われている。

発明が解決しようとする課題 ところが、フッ化物系フラックスは概して融点が高いう
え、塩化物系フラックスと比較して酸化膜破壊作用及び
酸化防止のためのカバーリング作用に劣るという問題が
あった。このため、接合部材の酸化を避けるべく一般的
には炉中雰囲気をＮ２ガス等の不活性雰囲気にしてろう
付が行われるが、酸化防止及び酸化膜破壊には十分なも
のではなく、例えば７００３合金等の酸化され易い高Ｍ
ｇ含有アルミニウム材やＳｉが多量に添加されたアルミ
ニウム鋳物材のろう付は困難であった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、Ｍｇ含有アルミニウム材や高Ｍｇ含有アルミニ
ウム材物材のろう付を可能にする非腐食性のフラックス
及び該フラックスを用いたアルミニウム材のろう付方法
の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的において、この発明は、フラックスとして非腐
食性フラックスであるフッ化物系フラックスを基本的に
用いるものとする一方、該フラックスに所定範囲のＣｕ
Ｃｌ（塩化第一銅）を添加することでフッ化物系フラッ
クスのフラックス作用の弱さを補うことができることを
見出し、かかる知見に基いてこの発明を完成したもので
ある。

即ち、この発明は、フッ化物系フラックスニ９９、　５
〜８０ｗｔ％にＣｕ（１１！　：　０．　５〜２０ｗｔ
％が添加配合されてなるろう付用フラックス、及びフッ
化物系フラックス：９９．５〜８０ｗｔ％とＣｕＣｌ　
：　０．５〜２０ｗｔ％が添加配合されてなるフラック
スを用い、該フラックスを酸性溶媒に懸濁させ、該懸濁
液をアルミニウムからなる接合部材に塗布しかつ乾燥さ
せたのち所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶融してろ
う付するアルミニウム材のろう付方法を要旨とする。

まず、フラックスについて説明すると、フッ化物系フラ
ックスはフッ化物を成分とするフラックスをいうが、そ
の組成は特に限定されない。

フッ化物系フラックスの一例としては、ＫＦとＡｆｌＦ
３とを共晶組成ないしはそれに近い組成範囲に含むよう
に、ＫＦ水溶液にＡ［Ｆ３粉末を溶解せしめて発熱反応
を生じさせて水分を蒸発除去した後の残留物からなるも
の、あるいはＫＦとＡｆｉ　Ｆ３との混合物に水を加え
てペースト状としこれを乾燥したもの、あるいはに／Ｉ
Ｆ４とＫＦを８０〜９９．８ｗｔ％：２０〜０゜２ｗｔ
％程度の割合で混合した混合物、あるいはに３　Ａｆｌ
Ｆ５とＫＡ々Ｆ４を組成物とするもの等を挙げうる。

前記ＣｕＣＪ２は、接合部材表面の酸化を防止してフッ
化物系フラックスのフラックス作用の弱さを補い、ろう
材の濡れ性を向上してＭｇ含有アルミニウム材等に対し
ても良好なろう付を実現する役割を果たす。即ち、本発
明に係るフラックスを通常のＮ２雰囲気等の非酸化性雰
囲気中で加熱すると、４００〜４５０℃の比較的低温で
ＣｕＣ，Ｑ中の銅成分がアルミニウム接合部材の表面に
薄く均一に析出するいわゆるカッパーライジング反応を
生じるとともに、ＣｕＣ藍中の塩素成分はＡｆｉと反応
してＡＱＣｆ１３となり飛散する。そしてこの析出した
銅の薄層がその後の加熱における接合部材の酸化防止に
寄与する。しかも、アルミニウム酸化膜がなく、銅によ
りろうの４れ、拡がりのための前処理（Ｐｒｅ−ｔｉｎ
ｎｉｎｇ）が行われることになるため、必要以上にろう
付温度及び時間をとる必要がなくなり良好なろう付が可
能となる。

さらにＣｕＣｌを添加することでフラックスの融点が低
下するという利点もある。

ＣｕＣ（ｌの上記の効果を有効に発揮させるためには、
その添加配合割合をフッ化物系フラックス９９．５〜８
０ｗｔ％に対してＣｕＣｎ：０゜５〜２０ｗｔ％とする
必要がある。０．　５ｗｔ％未満では上記の効果に乏し
く、従ってＭｇ含有アルミニウム材等の良好なろう付を
行うことが困難になる。逆に２０ｗｔ％を超えて過多に
添加されても却って酸化防止効果が有効に働かないもの
となる。特に好ましいフッ化物系フラックスとＣｕ０塁
との配合割合は９７〜９０ｗｔ％：３〜１０ｗｔ％であ
る。

本発明に係るフラックスは最も一般的には、フッ化物系
フラックス粉末にＣｕＣ塁粉末を添加混合することによ
り作製される。ろう付を行うに際し、上記フラックスは
これを水等の溶媒中にスラリーの形で懸濁する。ＣｕＣ
ｌの粉末は通常酸化されＣｕＯの青緑色の表面で覆われ
るため、懸濁に際しては溶媒を酸性（通常は硝酸酸性）
にすることが必要である。こうして作製した懸濁液をア
ルミニウムからなる接合部材のいずれか一方に均一に塗
布する。前記溶媒中への懸濁及び塗布を行い易くし、ひ
いてはろう付性を良好にするために、フラックス成分の
粉末粒径は、概ね２００μｍ以下のものとするのが良い
。また上記の塗布の手段は、噴霧あるいははけ塗り等を
適用することも可能であるが、量産性に適した均一な塗
布手段として浸漬法を用いることが推奨される。

アルミニウムからなる接合部材は、上記フラックスの塗
布後これを乾燥させ、次いで接合部材より融点の低いア
ルミニウムろう材を用いて、好ましくはＮ２ガスその他
不活性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で、上記接合部
材の融点より低くかつフラックスの融点よりも高い温度
で加熱することにより、ろう材を溶融してろう付接合が
達成される。このろう材は作業性の点から、接合される
べき部材の少なくとも一方のアルミニウム構成部材にク
ラッドして使用されるのが望ましい。

なお、本発明は高Ｍｇ含有アルミニウム材等のろう付に
適用するのが特に効果的であるが、他のアルミニウム材
のろう付に適用しても良いことは勿論である。

発明の効果 上述のようなこの発明に係るフラックスによれば、Ｃｕ
（１２に含まれる銅成分がろう付加熱時の比較的低温段
階でアルミニウム接合部材の表面に析出することにより
、その後の加熱において該接合部材の酸化を防止してろ
う材の濡れ拡がり性を向上することができ、フッ化物系
フラックスの酸化防止及び酸化膜破壊作用を補うものと
なる。その結果、通常のアルミニウム材は勿論のこと７
００３等のＭｇ含有アルミニウム材や高Ｓｌ含有アルミ
ニウム鋳物材に対しても良好なろう付が可能となる。し
かも、ＣｕＣ党を添加したことによりフッ化物系フラッ
クス単体に較べてフラックスの融点を下げることができ
、ろう付可能なアルミニウム材の範囲を拡大しうる。も
とより、非腐食性のフッ化物系フラックスを主成分とす
るものであるから、塩化物系フラックスのような腐食性
残渣による耐食性の劣化等の問題は生じない。

実施例 Ａｌ２Ｆ３　　：５４．１ｗｔ％とＫＦ：４５．９ｗｔ
％を均一に乾式混合し、これに少量の水を加えてペース
ト状物とし、次いでこのペースト状物を乾燥したのち粉
砕して粉末状のフッ化物系フラックスとした。

そして、このフッ化物系フラックスとＣｕＣ（の粉末を
下記第１表の割合で混合して各種フラックスを作製する
とともに、各フラックスの融点を調べた。

第１表 次に、上記によって得られた各フラックスをそれぞれ５
％硝酸水溶液に懸濁させていずれも１０％濃度の水性懸
濁液をつくり、これを試験用の接合すべきアルミニウム
材の組立物の表面に浸漬法により均一に塗布した。この
接合試験用のアルミニウム材の組立物はＡ７００３７０
０３合金長さ５０ＦＭ２幅５０ＩＭｉ、厚さ１．５閤の
第１部材に、Ａ３００３合金心材の両面に４３４３合金
からなるろう材をクラッドした長さ５０ＩＩｎ１幅２５
ａｅ＋ｑ厚さ１．５ｍの第２部材をＴ字状に組合せたも
のを用いた。フラックス懸濁液を塗布した上記組立物は
、次いでこれを乾燥したのち、Ｎ２ガス雰囲気中で６０
５℃×５分間加熱しろう付を行った。

そして、ろう何役のろう付状態を目視観察したところ、
Ｎｏ１〜４の本発明に係るフラックスを用いたものでは
、いずれも接合部に十分なフィレットが形成され、ろう
付性に優れたものであった。これに対しＣｕＣｌを含ま
ないＮ。

５のフラックスを用いたものでは、フィレット形成が不
十分で良好なろう付がなされていなかった。

従って、本発明に係るフラックスを用いると高Ｍｇ含有
アルミニウム材のろう付が可能であることを確認しえた
。

以 上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ化物系フラックス：９９．５〜８０ｗｔ％に
   ＣｕＣｌ：０．５〜２０ｗｔ％が添加配合されてなるろ
   う付用フラックス。
2. （２）フッ化物系フラックス：９９．５〜８０ｗｔ％と
   ＣｕＣｌ：０．５〜２０ｗｔ％が添加配合されてなるフ
   ラックスを用い、該フラックスを酸性溶媒に懸濁させ、
   該懸濁液をアルミニウムからなる接合部材に塗布しかつ
   乾燥させたのち所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶融
   してろう付するアルミニウム材のろう付方法。