JPH04231196A - アルミニウムろう付け又は溶接用フラックス - Google Patents

アルミニウムろう付け又は溶接用フラックス

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JPH04231196A
JPH04231196A JP3136487A JP13648791A JPH04231196A JP H04231196 A JPH04231196 A JP H04231196A JP 3136487 A JP3136487 A JP 3136487A JP 13648791 A JP13648791 A JP 13648791A JP H04231196 A JPH04231196 A JP H04231196A
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JP
Japan
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boron
weight
aluminum
flux
slag
Prior art date
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Application number
JP3136487A
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English (en)
Inventor
Geoffrey J Hignett
ジェフリー・ジョン・ヒグネット
Alastair Mcneillie
アリステア・マクネイリー
David Slater
デイヴィッド・スレイター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik LIL Ltd
Original Assignee
Laporte Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム成形加工
工業に用いられるろう付け又は溶接用フラックス(fl
ux)及びその製造法、並びにそれに用いられる組成物
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ラジエーターまたは他のアルミニウム成
形加工工業においては、アルミニウムのろう付け又は溶
接を助けるために、通常フラックスを用いて実施されて
いる。該フラックスは、アルミニウム表面に形成してい
る酸化物皮膜を破壊する働きをし、それによって溶融ア
ルミニウム、及び/又は溶融溶加材の、または他の接合
材の流れが改良される。
【0003】塩化物系、または塩化物とフッ化物との混
合物系フラックスが知られているが、これらはアルミニ
ウムに腐食を発生させ、ろう付け又は溶接された製品か
ら水洗により除去する必要があるために、有利ではなか
った。塩化物フラックスの改良として、アルカリ金属、
特にカリウムのフッ化アルミン酸塩系フラックスが開発
された。このフラックスは、個々にあらかじめ合成され
たフッ化アルミン酸アルカリ金属塩、フッ化アルカリ金
属、またはフッ化アルミニウを所望の割合で混合するこ
とにより製造される。
【0004】フッ化アルミン酸フラックスの大部分は、
湿式化学法(wet chemical proces
s)により製造される。古河アルミニウム社の米国特許
第4,576,605号明細書に記載のフラックスは、
K2AlF5またはK2AlF5.H2O5〜95重量
%及びKAlF4 残部からなるものであり、水酸化ア
ルミニウムを5〜40重量%の濃度を有するフッ化水素
酸に、Al:F比が1:4〜1:4.5になるように溶
解し、得られた混合物を炭酸カリウムまたは水酸化カリ
ウムで、Al:K比が1:1〜1.5になるように中和
することにより製造される。
【0005】住友軽金属工業社の特開昭60−8799
3号公報には、やや低い温度で使える利点を有するフッ
化アルミン酸型フラックスが開示されている。このフラ
ックスは、K3AlF6 60〜70重量%、AlF3
 27〜37重量%及びKBF4 0.1〜10重量%
(なお、KBF4成分及びその割合は臨界的である)か
ら本質的になるものである。このものは、上記三種の化
合物を混合して、または溶融した後、固化し、固化物を
粉砕して粉末にすることにより製造される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
スプレーにより適用するに適した、硼素−含有フッ化ア
ルミン酸カリウム組成物を含有するアルミニウムろう付
け又は溶接用フラックスを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルミ
ニウムとフッ素との原子比が1:3〜5であり、アルミ
ニウムとカリウムとの原子比が1:<1.25であり、
硼素含量が少なくとも0.05重量%である硼素−含有
フッ化アルミン酸カリウム組成物を含有するアルミニウ
ムろう付け又は溶接用フラックスが提供される。このフ
ラックスは、特にスプレーにより適用するのに適してお
り、好ましくはアルミニウム−硼素合金を製造する際に
形成されるスラグから製造される。
【0008】また、本発明は、硼素含量がスラグの少な
くとも0.05重量%である硼素−含有フッ化アルミン
酸カリウムスラグの粒子を含有し、該粒子の少なくとも
90重量%が75ミクロン(75×10−6m)未満の
粒子寸法を有するアルミニウムろう付け又は溶接用フラ
ックスへの、またはフラックスとしての使用に適した組
成物を提供するものである。この組成物は、異種の化合
物KBF4の含有を本質的に必要とせず、原材料として
工業的副生物が利用されるので、経済的に有利である。 この組成物の基材は、アルミニウム−硼素合金の製造か
らのスラグである。また、この組成物は、フラックス中
に、またはフラックスとして使用する場合は、スプレー
による適用に特に適している。
【0009】硼素は、細粒化剤として働き、かつ耐摩耗
性及び中性子吸収性能を与えるので、アルミニウムまた
はアルミニウム合金製品の所望成分である。硼素は、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金溶融物中に100〜
500ppm程度の少量だけが必要であり、1〜30重
量%程度の量の硼素を含有するアルミニウム−硼素母合
金の形態で通常含まれている。このような合金の製造は
、例えばフランス特許第1,265,089号明細書に
教示のように、アルカリ金属、適当なのはカリウムのフ
ッ化硼酸塩を溶融アルミニウムに導入するか、または英
国特許第1,268,812号明細書に教示のように、
他のアルカリ金属フッ化物をフッ化硼酸カリウムと共に
溶融アルミニウムに導入することにより行われる。
【0010】このような化合物の添加の結果として形成
されるスラグは、実質量のアルカリ金属フッ化アルミン
酸塩と共に、少量の合金金属及び極く少量の他の金属を
含有することが分かった。成分が異なればスラグに対し
て異なる傾向を示すので、このようなスラグは、その形
成法の結果として非均一性となりがちであることを理解
すべきである。しかしながら、形成された層に穴をあけ
てスラグからサンプルを取れば、特に2以上のサンプル
を取れば、妥当な代表的分析値が得られる。
【0011】本発明により有用であることが見いだされ
たスラグは、スラグが通常少なくとも0.05重量%(
金属として)の硼素を含有するアルミニウム−硼素母合
金の製造から導かれるものである。硼素含有量は、母合
金中の硼素の実質含有量に相当し、例えば母合金の1重
量%より大である。スラグのアルミニウムとフッ素の原
子比は1:3〜5、通常1:4〜4.5であり、アルミ
ニウムとカリウムの原子比は1:<1.25であり、こ
の値は米国特許第4,579,605号明細書の記載と
一致するが、アルミニウムとカリウムの原子比が1:1
.25〜1.32に相当する組成物を記載の前記日本特
許とは一致しない。
【0012】アルミニウムろう付けまたは溶接用フラッ
クスを製造するには、アルミニウム−硼素母合金溶融物
からのスラグを破砕により破壊し、次いで粉砕して細か
い粉末を作ることが好ましい。スラグ中にはアルミニウ
ム合金の塊が存在し、これは粉砕段階の効率を低下させ
るので、最初の粗破砕段階後に除去することが好ましい
。アルミニウムろう付けフラックスを約150ミクロン
に粉砕することは、通常行われていることである。しか
しながら、本発明によれば、フラックスの特性は、その
少なくとも90重量%が、好ましくは75ミクロン未満
、特に好ましくは30ミクロン未満の粒子寸法を有する
ように粉砕することにより改良することができる。この
水準に粉砕する方法及び粒子寸法をチェックする方法は
、従来技術を利用できる。
【0013】フラックスを使用する好ましい方法は、フ
ラックスの水分散液を形成し、該分散液をろう付けまた
は溶接すべき部材またはその集合品に適用することであ
る。適用方法としては、加工品へのはけ塗りまたはこて
塗りであり、このためにはフラックスは比較的少量の水
を含むペーストの形態が好ましく、このものは流動性を
必要とせず、沈降の問題も起こらない。他の適用方法と
しては、加工品をフラックス分散液に浸漬する方法であ
り、この方法ではフラックス分散液はより希釈されてお
り、撹拌により単一相に保持されている。さらに他の適
用方法は、分散液を加工品にスプレーする方法であり、
この方法では分散液は比較的希釈されている。スプレー
法のためのフラックスの水中濃度は、例えば10〜50
重量%、好ましくは25〜35重量%であり、分散液の
安定性は装置中での沈降を避けるために重要であり、流
動性はスプレー効率のために重要である。
【0014】本発明に使用されるスラグは、特に細かい
粒子寸法のときはスプレー塗布に適した、安定な、流動
性の分散液を形成するが、他のアルミニウム母合金から
のスラグはそうではない。チタニウム3〜5%及び硼素
1%含有アルミニウム母合金からのスラグ(これは通常
、平均して0.05%未満であるが、少なくとも0.0
1%の硼素およびより多量のチタニウムを含有している
)は、水に分散したときスプレーできない粘稠なゲルを
形成する。通常0.01%未満の硼素を含有するアルミ
ニウム−ジルコニウム母合金からのスラグも非スプレー
ゲルを与える。従って、これらのスラグは、本発明の目
的のためには有用ではない。
【0015】試験された全てのスラグは、合金金属を残
余量およびアルミニウム、フッ素及びアルカリ金属を種
々の量で含有しているが、母合金を異にする種々のスラ
グの構造については、X線回折または示差走査熱量計に
よりそれらを区別することはできなかった。蛍光X線検
査では、全ての場合アルカリ金属フッ化アルミン酸塩の
存在を示した。全ての場合、スラグは553〜557℃
で溶融した。金属換算で0.05重量%未満の硼素を含
むスラグが効果のないことは説明できない。
【0016】さらに、本発明は硼素−含有フッ化アルミ
ン酸カリウムスラグを破砕し、そして粉砕することから
なる、アルミニウムろう付け又は溶接用フラックスの製
造法を提供するものである。本発明はまた、アルミニウ
ムろう付け又は溶接用フラックスの製造におけるスラグ
の使用を提供するものである。
【0017】
【実施例】4種のスラグを試料として、分析し、これら
をその90重量%が75ミクロン(英国標準寸法)未満
の粒子寸法になるように粉砕して、フラックス粉末を製
造した。スラリー安定性を試験するために、該粉末を3
0%W/W濃度で水に混合した。4種のスラグは下記の
ものである。 スラグA:  4重量%硼素−アルミニウム母合金から
のもの スラグB:  5重量%チタニウム−1重量%硼素母合
金からのもの スラグC:  3重量%チタニウム−1重量%硼素母合
金からのもの スラグD:  5重量%ジルコニウム母合金からのもの
【0018】上記スラグ(スラグAを3種及びスラグB
を2種含む)を分析した結果を、対応するフラックスの
スラリー安定性及びスプレー性能の表示と共に、第1表
に示す。
【0019】
【表1】                          
       第1表                          
     スラグ  [重量%(酸化物として)] 成
分           A1    A2    A
3    B1    B2     C      
D   Al2O3          35.5  
  36.4    37.9    32.0   
 32.1    32.4    30.7 SiO
2          <0.01  <0.01  
<0.01  <0.01  <0.01  <0.0
1  <0.01 K2O            3
5.7    34.7    31.6    39
.9     39.2   38.7    42.
6 BaO             0.14   
 0.01  <0.01    0.01     
0.01   0.02    0.01 CaO  
         <0.01  <0.01    
0.01  <0.01  <0.01  <0.01
  <0.01 TiO2            0
.01    0.02    0.02    0.
14    0.76    0.40  <0.01
 Fe2O3         <0.01  <0.
01  <0.01  <0.01  <0.01  
<0.01  <0.01 SiO         
  <0.01  <0.01  <0.01  <0
.01  <0.01  <0.01  <0.01 
MgO           <0.01  <0.0
1  <0.01  <0.01  <0.01  <
0.01  <0.01 Na2O         
   0.19    0.14    1.3   
  0.10    0.06    0.11   
 0.04 B*             0.03
    0.12    0.13  <0.01  
  0.03    0.07  <0.01 Al+
            1       1    
   1       1       1     
  1       1 K +          
  1.22    1.16    1.02   
 1.48    1.46    1.42    
1.63 F +            4.4  
   4.36    3.38    4.33  
  4.78    4.56    4.35 融点
(℃)        553      −    
  −     557      −     55
5     555 スラリー           
安定でスプレー可能      ゲル−スプレー不可能
       註:  * 金属換算        
+ Al:K:Fの原子比
【0020】スラグA1、A
2及びA3から製造されたフラックスは、アルミニウム
をろう付けするための使用において、効果的に機能する

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アルミニウムとフッ素との原子比が1
    :3〜5であり、アルミニウムとカリウムとの原子比が
    1:<1.25であり、硼素含量が少なくとも0.05
    重量%である硼素−含有フッ化アルミン酸カリウム組成
    物を含有するアルミニウムろう付け又は溶接用フラック
    ス。
  2. 【請求項2】  アルミニウムとフッ素との原子比が1
    :4〜4.5である請求項1に記載のフラックス。
  3. 【請求項3】  フラックスが、付加的に少なくとも5
    0重量%の水を含有し、安定な流動性分散液の形態であ
    る請求項1または2に記載のフラックス。
  4. 【請求項4】  硼素−含有フッ化アルミン酸カリウム
    組成物が粒子の形態であり、該粒子の少なくとも90重
    量%が75ミクロン(75×10−6m)未満の粒子寸
    法を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のフラッ
    クス。
  5. 【請求項5】  硼素含量がスラグの少なくとも0.0
    5重量%である硼素−含有フッ化アルミン酸カリウムス
    ラグの粒子を含有し、該粒子の少なくとも90重量%が
    75ミクロン(75×10−6m)未満の粒子寸法を有
    するアルミニウムろう付け又は溶接用フラックスへの、
    またはフラックスとしての使用に適した組成物。
  6. 【請求項6】  組成物が10〜50重量%のスラグ粒
    子を含有する請求項5に記載の組成物。
  7. 【請求項7】  組成物が少なくとも50重量%の水を
    含有し、安定な流動性分散液の形態である請求項5また
    は6に記載の組成物。
  8. 【請求項8】  スラグ粒子の少なくとも90重量%が
    30ミクロン(30×10−6m)未満の粒子寸法を有
    する請求項5〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 【請求項9】  少なくとも0.05重量%の硼素を含
    有する硼素−含有フッ化アルミン酸カリウムスラグを破
    砕し、そして粉砕して、少なくとも90重量%が75ミ
    クロン(75×10−6m)未満の粒子寸法を有する粒
    子にすることからなる、アルミニウムろう付け又は溶接
    用フラックスの製造法。
  10. 【請求項10】  1重量%より多い硼素を含有するア
    ルミニウム−硼素母合金を製造する際に形成される硼素
    −含有フッ化アルミン酸カリウムスラグを破砕し、そし
    て粉砕して、少なくとも90重量%が75ミクロン(7
    5×10−6m)未満の粒子寸法を有する粒子にするこ
    とからなる、アルミニウムろう付け又は溶接用フラック
    スの製造法。
  11. 【請求項11】  アルミニウムろう付け又は溶接用フ
    ラックスを製造する方法において、アルミニウム−硼素
    母合金溶融物から得られる、少なくとも0.05重量%
    の硼素を含有するスラグを用いることからなる方法。
  12. 【請求項12】  アルミニウムろう付け又は溶接用フ
    ラックスを製造する方法において、アルミニウム−硼素
    母合金溶融物から得られる、1重量%より多い硼素を含
    有するスラグを用いることからなる方法。
JP3136487A 1990-06-12 1991-06-07 アルミニウムろう付け又は溶接用フラックス Pending JPH04231196A (ja)

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GB909013043A GB9013043D0 (en) 1990-06-12 1990-06-12 Fluxes for aluminium brazing or welding
GB9013043:6 1990-06-12

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US (1) US5171376A (ja)
EP (1) EP0461697A1 (ja)
JP (1) JPH04231196A (ja)
AU (1) AU7831691A (ja)
CA (1) CA2044012A1 (ja)
FI (1) FI912748A (ja)
GB (1) GB9013043D0 (ja)
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