JPH0394038A

JPH0394038A - 気相ろう付け用アルミニウム合金フィン材

Info

Publication number: JPH0394038A
Application number: JP22978089A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Dokou; 武宜土公; Motoyoshi Yamaguchi; 山口　元由; Hitoshi Koyama; 小山　斉
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-04-18

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〕本究明は、フルオルアルミン酸カリウム錯体等のフラッ
クス蒸気が存在する非酸化性雰囲気下でろう｛；Ｊけす
る気相ろうイ；］け川アルミニウム合金フィン刊に関す
るものである。

〔従来の技術および発明が解決しようとする脚題〕通常
アルミニウムまたはアルミニウム合金のろう付は、接合
しようとするアルミニウムまたはアルミニウム合金部材
に、これらアルミニウム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、このろう祠の融点よりも高く
、接合しようとするアルミニウムまたはアルミニウム合
企部Ｊｒ４の融点よりも代い温度に加熱することによっ
て行なっている。そしてろう相としては、一般にＡ／−
Ｓｉ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、あるいはアルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる芯伺にこのろう桐を被覆した
合わせ拐（以下プレージングシ一トと記す）として用い
られている。

従来のろう｛＝Ｊ方法としては、ろうイ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
ックスろうイ；１け法と、これを用いない真空ろうイ・
１け法か通′帛′仙川されている。

上記フラックスろうイ；１け法としては、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２１？し
てろう｛＝Ｊけ加熱する浸漬ろうイ；１け法、接合しよ
うとする組５′Ｌ物に壇化物系フラックスを塗布し炉中
でろうｆ・１け加熱するが中ろうイ；１け法等がある。

ところがこの地化物系フラックスはアルミニウムに対し
ては腐食性であるので、ろう付け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｛＝Ｊけ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、またろう付け後の部祠表面も良
好であるが、高真空が必要であるという設備上の制約、
および材料的に制約がある等の問題がある。

これらの不具合を解消するろう付け法として、弗化物系
フラックスを用いて炉中でろう付けする方法が広く用い
られるようになってきた。この方法はフラックスとして
非吸湿性でアルミニウムに対して非腐食性のＫＡＩＦ４
とＫ．ＡＩＦ６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イ【１する
ものであり、その特徴としては非腐食外フラックスを川
いるためにフラックス除去の後処即工程が不要なことが
上げられる。しかしながら、このろうイ；１け方法にお
いては、フラックスを組立物表面に付着させるための塗
布、屹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
歩留りは低下する。また、ろうイ；１後の接合部祠の表
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｛ｔＪ法と比較して、表面が汚れ商品価値が劣る
と共に、耐食仙を向上させるために次工程でクロメート
処理や黒色塗装処理を行う場合、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。

なお、このろうｆ＝ｊけ方法では、フラックスとアルミ
ニウム合金とのろう付け加熱中での反応を防止するため
Ｍｇ添加量を規制した合金が用いられている。

ところで、最近これらのろう付け法の問題点を解決する
新ろう付け工法として、接合しようとする部材の全面に
フラックスを塗布することなく、フルオルアルミン酸カ
リウム錯体等のフラックス蒸気が存在する非酸化性雰囲
気下でろう｛＝Ｉけを行う気相ろうイ・１け法が問発さ
れている。

このろう付け方法は従来の問題を解決しているものの、
従来のフルオルアルミン酸カリウム錯体等の非腐食性フ
ラックスを塗布するろう付けに使用されている組或合金
をそのまま用いてろうイ」けする場合、うまくろう付け
できないことがあり問題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発１リＪは、これに鑑み種々検討の結果、上記気相ろ
う付けに適した気相ろう付け用アルミニウム合金フィン
祠を開発したものである。

即ち本発明フィン祠の一つは、Ｍｇ０．０５〜０．６ｗ
ｔ％（以下ｗ１％を％と略記）、Ｓｉｌ．Ｑ％以下、Ｆ
ｅｌ．２％以下を含有し、残部アルミニウムと不可避的
不純物からなることを特徴とするものである。

本発明フィン材の他の一つは、Ｍｇｆｌ．０５〜０．６
％、Ｓｉｌ．Ｏ％以下、Ｆｅｌ．２％以下を含有し、さ
らにＭｎ２．０％以下を含有し、残部アルミニウムと不
可避的不純物からなることを特徴とするものである。

本発明フィン材の他の一つは、ＭｇＯ．（１５〜０．６
％、Ｓｉｌ．Ｏ％以下、Ｆｅｌ．２％以下を含有し、さ
らにＣｕｌ．０％以下を含有し、残部アルミニウムと不
可避的不純物からなることを特徴とするものである。

本発明フィン桐の他の一つは、Ｍｇ０．０５〜０，６％
、Ｓｉｌ．０％以下、Ｆｅｌ．２％以下を含有し、さら
にＺｒ０．３％以下、Ｃｒ０．３％以下、Ｎｉｌ．０％
以下の範囲内で何れか１種または２種以上を含有し、残
部アルミニウムと不可避的不純物からなることを特徴と
するものである。

本発明フィン祠の他の一つは、Ｍｇ０．０５〜０．６％
、Ｓｉｌ．０％以下、Ｆｅｌ．２％以下、Ｍｎ２．０％
以下を含有し、さらにＣｕｌ．Ｏ％以下を含有し、残部
アルミニウムと不可避的不純物からなることを特徴とす
るものである。

本発明フィン祠の他の一つは、Ｍｇ０．０５〜０．６％
、Ｓｉ１．０％以下、Ｆｅｌ，２％以下、Ｍｎ２．０％
以下を含有し、さらにＺｒＯ．３％以下、Ｃｒ０．３％
以下、Ｎｉｌ．Ｏ％以下の範囲内で何れか１種または２
種以上を含有し残部アルミニウムと不可避的不純物から
なることを特徴とするものである。

本発明フィン材の他の一つは、Ｍｇ０．０５〜０．６％
、Ｓｉｌ．０％以下、Ｆｅｌ，２％以下、Ｃｕｔ．Ｏ％
以下を含有し、さらにＺｒ０．３％以下、Ｃｒ０．３％
以下、Ｎｉｌ．Ｏ％以下の範囲内で何れか１種または２
種以上を含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物か
らなることを特徴とするものである。

本発明フィン利の更に他の一つは、Ｍｇ０．０５〜０．
６％、Ｓｉｌ．０％以下、Ｆｅｌ．２％以下、Ｍｎ２．
０％以下、Ｃｕｌ．Ｏ％以下を含有し、さらにＺｒ０．
３％以下、Ｃｒ０．３％以下、Ｎｉ１．（１％以下の範
囲内で何れか１一種または２種以上を含有し、残部アル
ミニウムと不可避的不純物からなることを特徴とするも
のである。

〔作　用〕

まず、本発明の合金組成について詳しく説明する。Ｍｇ
は、前述のように、フラックスと反応するために、フル
オルアルミン酸カリウム錯体等の非腐食性フラックスを
ろう付けに用いる合金には、添加してはいけない元素と
考えられていた。しかし、本発明者らが種々検討を行っ
た結果、フラックス蒸気中でろう付けを行う気相ろう｛
＝Ｊけにおいては、逆にろうイ１け性を向上させる働き
を有することを見いだし本発明に至ったものである。す
なわち、気相ろう｛＝Ｊけは、非酸化性雰囲気下で、フ
ラックス蒸気によって合金表面の酸化皮膜を破壊しろう
｛＝ｊけを行うものであるが、Ｍｇはフラックス蒸気と
反応しやすいためフラックス蒸気が利料の表而に容易に
付着するようになり、そこを核としてフラックス蒸気は
合金表面の酸化皮膜を破壊するためである。Ｍｇを添加
していない合金では、フラックス蒸気の爪が不安定の場
合、上記のフラッグスの核が材料表面に付着しにくく、
フラックス蒸気と酸化皮膜との反応が不十分となり、ろ
う付け不良を引き起こすのである。

このようにＭｇの添加がろう付け性を向上させるのは、
気相ろう付けで川いられているフラックスの量が従来の
フラックスを塗布するろう付けと比較して極端に少ない
ためである。

また、さらにＭｇの添加は合金の常温強度を向上する働
きを有し、このことによりフィンの薄肉化が可能である
。ここで、Ｍｇ添加量を０．０５〜０．６％としたのは
、０．０５％未満では上記の気相ろう付け性の向上作用
が十分でなく、０．６％を越えると合金の融点低下の作
用により、高温座屈性が低下してしまうためである。

Ｓｉは合金の強度を向上させる働きを有する。

特に本合金ではＭｇとともにＭｇ２Ｓｉを微細に析出し
強度を向上させる。しかしその量が１．０％を越えると
合金の融点が低下し、ろう付け加熱時に溶融してしまう
ため上限を１．０％とする。

Ｆｅは合金の高温強度を高め、ろう付け加熱時の変形を
防止する作用を有する。しかし、添加量が１．２％を越
えた場合、Ａ１−Ｆｅ系の金居間化合物の量が増す効果
によって結品粒径が微細となり、高温クリープを引き起
こし逆に高温強度が低下する。したがって、Ｆｅの添加
は１．２％以下とする。

ＭｎはＦｅ，Ｓｉと結合した析出相をフィン材中に微細
、密に形或する。この析出相の分散強化の作用でフィン
祠の高温および゛，’ｆ温での強度が向上する。さらに
この析出相は高温でも安定なため、フィン材がろう付け
加熱される時に再結晶粒径を大きくし高温座屈性を向上
させる。

しかし、２．０％を越えると圧延性が低下しフィン材を
現実に製造できなくなる。

Ｃｕはフィン材中に固溶して合金の強度を向上させる働
きを有する。ここで添加量が１０％を越えると合金の融
点低下の作用により、高温１１１２座屈性が低下してしまう。

ＺｒＯ．３％以下、ＣｒＯ．３％以下、Ｎｉｌ．０％以
下としたのは、いずれもフィン材中に高温まで安定な金
属間化合物を形威し、フィンの高温強度を高める働きを
有する。しかしＯ、３％を越えたＺｒ，０．３％を越え
たｃｒ，１．０％を越えたＮｉの添加はいずれも鋳造時
に鋳塊割れを引き起こす上に、合金の比延加工性を低下
させる。したがって、それぞれの添加の上限を上記のよ
うに定める。

以下が本発明合金の組成であるが、本発明合金は不可避
的不純物として、鋳造時の結晶粒微細化材として添加さ
れるＴｉ，Ｂや強度，成形性，鋳造性等を目的として添
加される、Ｚｎ，Ｃａ，　Ｖ，　　Ｂｉ，　　Ｐｂ，　
Ａｇ，　　Ｂｅ，等の元素をそれぞれ０．０５％未満、
総量で０，１５％未満含んでも差し支えない。

次に、このような本発明合金が使用される気相ろう付け
について若干説明する。気相ろう付け法は、非酸化性雰
囲気中で蒸気化した非腐食性フラックスにより材料表面
の酸化皮膜を破壊し、ろう付けする方法である。このよ
うに蒸気化されたフラックスを用いることによりフラッ
クスの使用量を減らすことができ、きれいな表面状態の
構造物を得ることができる。ここで用いられるフラック
スとしてはフルオルアルミン酸カリウム錯体等があげら
れ、非酸化性雰囲気は窒素．アルゴン，一酸化炭素等が
用いられる。

なお本フィン刊を用いた熱交換器としては、ラジエータ
ー、エバポレーター、コンデンサー等が上げられる。

〔実施例〕

以下実施例にもとずき本発明を詳細に説明する。

第１表に示した組成合金鋳塊（４００ｍｍ）を面削後、
５２０℃Ｘ２ｈ＋の均質化処理を行い、そのまま３．　
０＋＋＋ｍまで熱間圧延を行った。この熱間圧延板を０
．Ｉ２ｍｍまで冷間圧延を行い、３６０℃Ｘ２ｈ＋の焼
鈍を施した後、０．　０９１Ｉ＋ｍまで冷間圧延を行い
、フィン材を得た。

このフィン材と板厚０．　４ｍｍのチューブ材（芯材３
００３、外側皮材４３４３　：　１０％、内側皮材７０
７２　：１０％）と板厚１．　６ｍｍのヘッダー材（芯
材３００３、内側皮材４３４３　：　８％、外側皮材７
０７２　：　１０％）を使用し、第１図に示す様にチュ
ーブ（２）間にフィン（１）を配置し、チューブ（２）
両端にヘツダープレート（３）を取付けてコア（４）を
形威し、該コア（４）のヘツダープレート（３）にパッ
キン（５）を介して樹脂タンクを取付けたラジエーター
を第２表で示するう｛リけ条件にて作製した。

それぞれのフィン材に対して川いたろう付け条什を第３
表に示す。

上記ろう４＝Ｊけ後のラジエーターのろう付け状況を第
４表に示す。さらに、このフィン材に６１０℃にて５分
間の加熱を行い、引張試験を行った結果を第４表に合わ
せて示す。

１５第２表第１表第表第４表第１表乃至第４表から明らかなように本発明合金フィン
を用いて気相ろう付けを行ったラジエーターは優れた特
性を有している。

［発明の効果］このように本発明合金フィン伺は、気相ろう付けにおい
て、優れたろう｛＝Ｊけ性やろうイτＩけ後にきれいな
表面品質を有し、従来のフィンと比較して優れている等
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図はラジエーターの一例を一部切欠いて示す説明図
である。１・・・フィン２・・・チューブ３・・・ヘツダーブレ−１・４・・・コア５・・・パッキン６・・・樹脂タンク２０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下を含有し、残部アルミニウ
ムと不可避的不純物からなる気相ろう付け用アルミニウ
ム合金フィン材。
（２）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、さらにＭｎ２．０ｗｔ％
以下を含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物から
なる気相ろう付け用アルミニウム合金フィン材。
（３）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、さらにＣｕ１．０ｗｔ％
以下を含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物から
なる気相ろう付け用アルミニウム合金フィン材。
（４）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下を含有し、さらにＺｎ０．
３ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ％以下、Ｎｉ１．０ｗｔ
％以下の範囲内で何れか１種または２種以上を含有し、
残部アルミニウムと不可避的不純物からなる気相ろう付
け用アルミニウム合金フィン材。
（５）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下を
含有し、さらにＣｕ１．０ｗｔ％以下を含有し、残部ア
ルミニウムと不可避的不純物からなる気相ろう付け用ア
ルミニウム合金フィン材。
（６）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下を
含有し、さらにＺｒ０．３ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ
％以下、Ｎｉ１．０ｗｔ％以下の範囲内で何れか１種ま
たは２種以上を含有し、残部アルミニウムと不可避的不
純物からなる気相ろう付け用アルミニウム合金フィン材
。
（７）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、Ｃｕ１．０ｗｔ％以下を
含有し、さらにＺｒ０．３ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ
％以下、Ｎｉ１．０ｗｔ％以下の範囲内で何れか１種ま
たは２種以上を含有し、残部アルミニウムと不可避的不
純物からなる気相ろう付け用アルミニウム合金フィン材
。
（８）Ｍｇ０．０５〜０．６ｗｔ％、Ｓｉ１．０ｗｔ％
以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下、Ｍｎ２．０ｗｔ％以下、
Ｃｕ１．０ｗｔ％以下を含有し、さらにＺｒ０．３ｗｔ
％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ％以下、Ｎｉ１．０ｗｔ％以下
の範囲内で何れか１種または２種以上を含有し、さらに
Ｚｒ０．２ｗｔ％以下、Ｃｒ０．３ｗｔ％以下、Ｎｉ１
．０ｗｔ％以下の範囲内で何れか１種または２種以上を
含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物からなる気
相ろう付け用アルミニウム合金フィン材。