JPH044991A

JPH044991A - アルミニウム材の接合方法

Info

Publication number: JPH044991A
Application number: JP10704790A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Usui; 正碓井; Shinji Kagoshige; 籠重　真二
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1992-01-09

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、凝縮器、蒸発器、ラジェータなどのアルミ
ニウム製熱交換器を製造するさいに、アルミニウム材ど
うしを接合する方法に関する。

この明細書において、「アルミニウム」という語には純
アルミニウムの他にアルミニウム合金も含むものとする
。

従来の技術従来、アルミニウム製熱交換器を製造するさいのアルミ
ニウム材の接合は、たとえばアルミニウム製フィンおよ
びチューブのような２以上のアルミニウム材を組み合わ
せた後、この組み合わせ物における各部材の接する部分
に、ルイス酸となる塩化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス
塩基として作用する溶媒を主成分とするスラリー状接合
用組成物を塗布し、その後上記組み合わせ物を加熱する
ことにより行っていた。

発明が解決しようとする課題最近では上記アルミニウム製フィンおよびチューブは薄
肉化される傾向にあり、上記方法で接合を行った場合に
、フィンおよびチューブに侵食が発生し、脆弱になると
いう問題があった。

また、上記方法で形成されるフィレットは小さいために
、出来上がった熱交換器が腐食環境で使用された場合に
、容易に接合部に剥がれが発生するおそれがあった。し
かも、上記方法で形成されるフィレットは小さいために
、気密性が要求される箇所の接合には不適当であった。

さらに、従来の方法では、塩化亜鉛を使用しているので
、残留フラックスに白粉が混ざり、外観が悪くなるとい
う問題があった。

この発明の目的は、上記問題を解消したアルミニウム材
の接合方法を提供することにある。

課題を解決するための手段この発明による第１のアルミニウム材の接合方法は、２
以上のアルミニウム材を組み合わせた後、この組み合わ
せ物における各部材の接する部分に、ルイス酸となる塩
化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス塩基として作用する溶
媒を主成分とする組成物に、アルミニウム粉末を添加し
た接合用スラリーを塗布し、その後上記組み合わせ物を
加熱することを特徴とする。

この発明による第２のアルミニウム材の接合方法は、２
以上のアルミニウム材を組み合わせた後、この組み合わ
せ物における各部材の接する部分に、ルイス酸となる塩
化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス塩基として作用する溶
媒を主成分とする組成物に、アルミニウム化合物を添加
した接合用スラリーを塗布し、その後上記組み合わせ物
を加熱することを特徴とする。

上記第２の発明において、アルミニウム化合物としてフ
ッ化アルミニウムを用いるのがよい。

上記において、塩化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス塩基
として作用する溶媒を主成分とする組成物における塩化
亜鉛および溶媒の量は、はぼ１：１であるのがよい。ま
た、ルイス酸となる塩化亜鉛にルイス塩基として作用す
る溶媒としては、アセトンなどのケトン類、アルコール
類、アルデヒド類、水、ニトリル類、エステル類、ラク
トン類、エーテル類などが単独でまたは混合して用いら
れる。

上記において、アルミニウム粉末の塩化亜鉛および溶媒
を主成分とする組成物に対する添加量は、塩化亜鉛中の
亜鉛とアルミニウムとにより形成されるＺｎ−Ａｌ合金
におけるアルミニウム含有量が１０ｗｔ％以下、好まし
くは３〜７ｗｔ％、望ましくは共晶合金となる５ｖｔ％
近傍となるような量とするのがよい。すなわち、アルミ
ニウム粉末の添加量は、上記組成物１００重量部に対し
て最大で１．２重量部とするのがよい。この範囲外であ
れば、加熱のさいに形成されるＺｎ−Ａｌ合金の融点が
高くなって接合のための加熱温度を高くする必要があり
、加熱に要する時間がきわめて長くなるからである。

また、アルミニウム化合物の塩化亜鉛および溶媒を主成
分とする組成物に対する添加量は、塩化亜鉛中の亜鉛と
アルミニウム化合物中のアルミニウムとにより形成され
るＺｎ−Ａ１合金におけるアルミニウム含有量が１０ｗ
ｔ％以下、好ましくは３〜７ｖｔ％、望ましくは共晶合
金となる５ｖｔ％近傍となるような量とするのがよい。

すなわち、たとえばアルミニウム化合物としてフッ化ア
ルミニウムまたは塩化アルミニウムを用いた場合、これ
の塩化亜鉛および溶媒を主成分とする組成物に対する添
加量は、上記組成物９４〜９９．５重量部に対して０，
５〜６重量部とするのがよい。この範囲外であれば、加
熱のさいに形成されるＺｎ−Ａ１合金の融点が高くなっ
て接合のための加熱温度を高くする必要があり、加熱に
要する時間がきわめて長くなるからである。アルミニウ
ム化合物としては、フッ化アルミニウム、塩化アルミニ
ウム等があげられる。アルミニウム化合物は微粉末の状
態で添加するのが好ましい。

また、上記において、アルミニウム粉末およびアルミニ
ウム化合物粉末の大きさは、平均粒径４０μｍであるこ
とが好ましい。

上記接合用スラリーには、フラックスとして塩化アンモ
ニウムなどのアンモニウムノ＼ロゲン化物や、フッ化ナ
トリウム、よう化ナトリウム、臭化ナトリウム、酸性フ
ッ化す、トリウム、酸性フッ化カリウム、フッ化カリウ
ム、フッ化リチウム等を添加しておいてもよい。

作　　　用この発明の第１の方法によれば、組み合わせ物を加熱す
るさいに、まず溶融状態の金属亜鉛が析出してそのフィ
レットが形成され、さらにアルミニウム粉末が溶融拡散
してＺｎ−ＡＮ合金からなる液状のフィレットが形成さ
れる。

この発明の第２の方法によれば、組み合わせ物を加熱す
るさいに、まずアルミニウム化合物が分解して、さらに
温度が高くなるにしたがって金属亜鉛が析出し、その結
果Ｚｎ−ＡＮ合金からなる液状のフィレットが形成され
る。また、アルミニウム化合物中におけるアルミニウム
と化合物を形成している物質によりアルミニウム材表面
の酸化皮膜が簡単に除去され、アルミニウム材表面に均
一な亜鉛合金皮膜が形成されるので、製品の耐食性が向
上する。

上記第２の方法において、アルミニウム化合物として、
フッ化アルミニウムを用いれば、組み合わせ物を加熱す
るさいに、塩化亜鉛とフッ化アルミニウムが反応してＺ
ｎ−Ａｌ合金からなる液状のフィレットが形成される。

そして、上述したアルミニウム材表面の酸化皮膜の除去
効果は、アルミニウム化合物がフッ化アルミニウムであ
り、上記物質がフッ素であるときに著しい。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を比較例とともに説明する。

実施例１まず、塩化亜鉛５０ｖｔ％およびアセトンからなる溶媒
５０ｖｔ％よりなるスラリー状組成物１００重量部に対
して、純ＡＩ粉末（５００〜１０００メツシユ）を１．
２重量部添加して接合用スラリーをつくった。ついで、
アルミニウム製蛇行状偏平管（１）とアルミニウム製コ
ルゲートフィン（２）と、アルミニウム製継手部材（３
）とを用意し、これらを図面に示すように組み合わせた
。

そして、この組、み合わせ物（４）を上記の接合用スラ
リー中に浸漬した。その後、組み合わせ物（４）を炉中
で４００℃まで加熱し、加熱終了後水洗して残留したス
ラリーを除去することによって熱交換器を製造した。

実施例２接合用スラリーとして、塩化亜鉛５０ｖｔ％およびアセ
トンからなる溶媒５０νｔ％よりなるスラリー状組成物
９６．３重量部に対して、塩化アルミニウムを３．７重
量部添加したものを使用した他は上記実施例１と同様に
して熱交換器を製造した。

実施例３接合用スラリーとして、塩化亜鉛５０ｖｔ％およびアセ
トンからなる溶媒５０ｗｔ％よりなるスラリー状組成物
９６．８重量部に対して、塩化アルミニウムを３．２重
量部添加したものを使用し、加熱温度を４２０℃とした
他は上記実施例１と同様にして熱交換器を製造した。

実施例４接合用スラリーとして、塩化亜鉛５０ｗｔ％およびアセ
トンからなる溶媒５０ｖｔ％よりなるスラリー状組成物
９６．１重量部に対して、ＡｇＦ３粉末（１００メツシ
ユ）を３．９重量部添加したものを使用した他は上記実
施例１と同様にして熱交換器を製造した。

実施例５接合用スラリーとして、塩化亜鉛５０ｖｔ％およびアセ
トンからなる溶媒５０ｗｔ％よりなるスラリー状組成物
９５．５重量部に対して、ＡｊｌＦ３粉末（１００メツ
シユ）を４．５重量部添加したものを使用した他は上記
実施例３と同様にして熱交換器を製造した。

比較例接合用スラリーとして、塩化亜鉛５０ｖｔ％およびアセ
トンからなる溶媒５０ｗｔ％よりなるものを使用した他
は、上記実施例１と同様にして熱交換器を製造した。

そして、上記実施例１〜らおよび比較例の方法を評価す
るために、実施例１〜５および比較例の方法で製造され
た熱交換器における蛇行状偏平管（１）、フィン（２）
および継手部材（３）の外観およびフィレット（５）の
形成状態を観察した。

その結果、比較例の方法で接合された偏平管（１）、フ
ィン（２）および継手部材（３）の表面には金属光沢は
存在せず、灰黒色となっていた。

実施例１〜５の方法で接合された偏平管（１）、フィン
（２）および継手部材（３）の表面は青白色で金属光沢
が存在し、滑らかな表面となっていた。しかも、そのフ
ィレット（５）の大きさは比較例の方法のフィレットの
大きさの１．５倍程度であった。

また、実施例１〜５および比較例により製造された熱交
換器におけるフィレット（５）の顕微鏡組織を観察した
。その結果、実施例１〜５のフィレットにはＺｎ−ＡＮ
合金の共晶組織か多く存在していた。これに対し、比較
例のフィレットにはブローホールが存在しており、Ｚｎ
−Ａｌ１合金の共晶は少なかった。

さらに、実施例４および比較例により製造された熱交換
器に対してＣＡＳＳ試験を実施し、フィン剥れ時間およ
び偏平管（１）からの洩れ発生時間を調べた。その結果
、実施例４の方法で接合したものでは、フィン剥れ時間
は１８００時間、洩れ発生時間は３６００時間であった
。

一方、比較例の方法で接合したものでは、フィン剥れ時
間は８００時間、洩れ発生時間は１６００時間であった
。

発明の効果この発明の第１の方法によれば、組み合わせ物を加熱す
るさいに、まず亜鉛合金粉末が溶融して液状のフィレッ
トが形成され、さらに温度が高くなるにしたがって金属
亜鉛が析出してそのフィレットが形成される。また、こ
の発明の第２の方法によれば、組み合わせ物を加熱する
さいに、まずアルミニウム化合物が分解して、さらに温
度が高くなるにしたがって金属亜鉛が析出し、その結果
Ｚｎ−ＡＮ合金からなる液状のフィレットが形成される
。したがって、形成されるフィレットが、従来方法で形
成されるフィレットに比べて大きくなり、その結果接合
部に剥がれが発生するのを防止することができるととも
に、気密性が要求される箇所の接合に適したものとなる
。また、接合されたアルミニウム材に侵食が発生するの
を防止することができる。さらに、アルミニウム材およ
びフィレットの表面は青白色で金属光沢が存在し、滑ら
かな表面になる。とくに、第２の発明の方法によれば、
アルミニウム化合物中におけるアルミニウムと化合物を
形成している物質によりアルミニウム材表面の酸化皮膜
が簡単に除去され、アルミニウム材表面に均一な亜鉛合
金皮膜が形成されるので、製品の耐食性が向上する。こ
の効果は、アルミニウム化合物がフッ化アルミニウムで
あり、上記物質がフッ素であるときに著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例および比較例における組み合わせ物の形
状を示す斜視図、第２図は実施例で形成された熱交換器
における偏平管とフィンとの接合部を示す部分拡大正面
図である。（１）・・・蛇行状偏平管、（２）・・・コルゲートフ
ィン、（３）・・・継手部材。以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

１．２以上のアルミニウム材を組み合わせた後、この組
み合わせ物における各部材の接する部分に、ルイス酸と
なる塩化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス塩基として作用
する溶媒を主成分とする組成物に、アルミニウム粉末を
添加した接合用スラリーを塗布し、その後上記組み合わ
せ物を加熱することを特徴とするアルミニウム材の接合
方法。
２．２以上のアルミニウム材を組み合わせた後、この組
み合わせ物における各部材の接する部分に、ルイス酸と
なる塩化亜鉛、および塩化亜鉛にルイス塩基として作用
する溶媒を主成分とする組成物に、アルミニウム化合物
を添加した接合用スラリーを塗布し、その後上記組み合
わせ物を加熱することを特徴とするアルミニウム材の接
合方法。
３．アルミニウム化合物がフッ化アルミニウムである請
求項２記載のアルミニウムの接合方法。