JPH05185212A

JPH05185212A - アルミニウム材のろう付方法

Info

Publication number: JPH05185212A
Application number: JP31693091A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Murooka; 秀一室岡; Yasuhiro Osame; 康弘納; Tomoko Arai; 智子荒井; Shoichi Sato; 昭一佐藤
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ろう付炉内をフラックスガスを含む雰囲気に調
整し、該雰囲気中でアルミニウム接合部材を所定温度に
加熱し、接合用ろう材を溶融してろう付を行うアルミニ
ウム材のろう付方法において、アルミニウムろう付品表
面のフラックス残留をなくしえて、外観品質に優れかつ
表面処理性にも優れたろう付方法を提供する。【構成】雰囲気中の水分濃度が１２０ｐｐｍ以下に、酸
素濃度が５０ｐｐｍ以下に、フラックスガス濃度が６５
ｐｐｍ以下に規定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はアルミニウム材のろう
付方法、例えばろう付仕様によるアルミニウム製熱交換
器の製造に好適に用いられる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。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用ラジエータ、カークー
ラー用エバポレータ、コンデンサやその他電機、機械用
のアルミニウム製熱交換器をろう付する場合、真空ろう
付の場合を除き、フラックスを用いて熱交換器構成部材
をろう付接合する方法が多く用いられている。

【０００３】従来、かかるフラックスろう付を行う場
合、まずフラックスを水または溶剤中に懸濁させたの
ち、この懸濁液を、接合すべきアルミニウム材の表面に
スプレー法、シャワー法、浸漬法等により塗布し、次い
でこれを予熱乾燥して水分を蒸発除去し、しかるのち非
酸化性雰囲気中で所定温度に加熱し、接合用ろう材を溶
融してろう付を行っていた。

【０００４】しかし、この方法では懸濁液の塗布作業や
塗布後の乾燥作業が必要であり、生産性が良くなかっ
た。しかも、アルミニウム材へのフラックス付着量が概
して多いため、ろう付後のアルミニウム材の表面にフラ
ックスが残留して灰色ないし白色のシミを生じ、色調ム
ラを呈して外観体裁を損なうばかりかその後の塗装処
理、耐食処理等の表面処理を妨げるという問題もあっ
た。しかも、この残留したフラックスはアルミニウム材
の表面に固着しており、その除去は甚だ困難であった。

【０００５】そこで、近時、フラックスをガス化させた
雰囲気中でろう付する方法も提案されており、特に、フ
ラックスガスが存在する酸素分圧が０．０４ｍｍＨｇ以
上１ｍｍＨｇ未満で、水蒸気分圧が０．１ｍｍＨｇ以上
３ｍｍＨｇ未満である非酸化性雰囲気中でろう付をする
方法が提案されている（特開平３−９０２７６号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
フラックスガス含有雰囲気下でろう付を行った場合でさ
え、アルミニウム材の表面にフラックスが残留して白色
系のシミを生じ、外観品質の低下、表面処理性の低下を
来たすことがあった。

【０００７】この発明は、かかる事情に鑑みてなされた
ものであって、フラックスガス含有雰囲気下でのろう付
において、アルミニウムろう付品表面のフラックス残留
をなくしえて、外観品質に優れかつ表面処理性にも優れ
たろう付方法の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者は種々実験と研究を重ねた結果、ろう付品表
面のフラックス残留がろう付雰囲気中の水分、酸素濃度
の高いことに起因して生じていることを知見した。即
ち、雰囲気中の水分、酸素濃度が高いと、良好なろう付
性を得るためにフラックスガスの濃度を高くせざるを得
ず、その結果としてろう付品表面の付着フラックス量が
増加し、余剰フラックスがろう付品表面に残留すること
がわかった。

【０００９】この発明はかかる知見に基いてなされたも
のであって、雰囲気中の水分濃度、酸素濃度を低く抑制
するとともに、その雰囲気での好適なフラックスガス濃
度を規定したものである。より具体的には、ろう付炉内
をフラックスガスを含む雰囲気に調整し、該雰囲気中で
アルミニウム接合部材を所定温度に加熱し、接合用ろう
材を溶融してろう付を行うアルミニウム材のろう付方法
において、前記雰囲気中の水分濃度が１２０ｐｐｍ以下
に、酸素濃度が５０ｐｐｍ以下に、フラックスガス濃度
が１〜６５ｐｐｍにそれぞれ規定されていることを特徴
とするアルミニウム材のろう付方法を要旨とする。

【００１０】ろう付雰囲気は一般的にはＮ₂ガス等の不
活性ガス雰囲気とするが、この雰囲気において水分濃度
が１２０ppm を越え、あるいは酸素濃度が５０ppm を越
えるとアルミニウム材表面の酸化皮膜の成長が促進さ
れ、フラックスガスの酸化皮膜除去作用にもかかわらず
酸化皮膜が再生成される。このため、酸化皮膜を十分に
除去するにはいきおいフラックスガスの濃度を高くせざ
るを得ず、そうするとろう付後におけるアルミニウムろ
う付品の表面に白色のフラックスが付着残留して外観品
質の低下、後工程での表面処理性の低下を招来する。そ
こで、この発明ではろう付雰囲気中の水分濃度は１２０
ppm 以下に、酸素濃度は５０ppm 以下に規定されなけれ
ばならない。水分濃度、酸素濃度は少なければ少ないほ
どフラックスガス量が少なくて済み、ろう付品表面への
フラックスの付着残留の危険度も低下する。特に好まし
くは雰囲気中の水分濃度は４０ppm 以下、酸素濃度は２
０ppm 以下に規定するのが良い。なお、水分濃度は製品
の吸着水分の放出によって高くなるので、ろう付ゾーン
の前の予熱ゾーンで十分に水分除去することが必要であ
る。また、雰囲気ガスとしてのＮ₂ガスは水分、酸素を
含まないものが望ましい。

【００１１】上記の水素濃度、酸素濃度規制下におい
て、雰囲気中のフラックス濃度は１〜６５ppm に規定さ
れなければならない。フラックスガス濃度が６５ppm を
越えるとフラックスの量が多すぎてろう付品表面のフラ
ックスの付着残留による白色化を来たす恐れがある。一
方、フラックスガス濃度が１ppm 未満ではフラックスが
少なすぎて十分なろう付接合を達成できない。従って、
フラックスガス濃度を１〜６５ppm の範囲に規定するこ
とによりフラックスの付着残留を生じることなくかつ十
分なろう付接合を実現できる。特に好ましいフラックス
ガス濃度は２０〜６０ｐｐｍである。

【００１２】ここに、フラックスガスとはフラックスの
気化したものをいう。フラックスの種類としては特に限
定されるものではないが、非腐食性のフッ化物系フラッ
クス、例えばＫＡｌＦ₄やその他フッ化アルミニウム
（ＡｌＦ₃）成分とフッ化カリウム（ＫＦ）成分とを共
晶組成ないしそれに近い組成範囲に含んで実質的に錯体
化された錯体混合物等をあげ得る。最も好ましくはフラ
ックス作用の良好性、ガス化容易性等の面からＫＡｌＦ
₄を用いるのが良い。

【００１３】フラックスとしてＫＡｌＦ₄を用いる場
合、雰囲気中の水分とフラックスガスの濃度比は水分濃
度１に対してフラックスガス濃度を１を越えるものに設
定するのが良い。これは、雰囲気中の水分とＫＡｌＦ₄
とが次の化学式

【００１４】

【化１】

【００１５】で示されるように等量反応してＫＡｌＦ₄
が消失する恐れがあることから、ＫＡｌＦ₄の量を水分
量よりも多く設定し、完全反応した場合であってもＫＡ
ｌＦ₄を雰囲気内に残存させるためである。特に好まし
くは水分とフラックスガスの濃度比はこれを１：１．１
以上に設定するのが良い。

【００１６】ところで、雰囲気中にＨＦが含まれている
と、ＨＦがアルミニウム材のＡｌと反応してＡｌＦ₃等
の緻密な膜を形成しろうの濡れ性を阻害するため、ろう
付雰囲気中のＨＦ濃度は６０ppm 以下に規制するのが良
い。

【００１７】ろう付雰囲気等をフラックスガスを含む雰
囲気に調整するための手段は特に限定されることはな
く、フラックスを炉外でガス化して炉内に供給しても良
いし、フラックスを収容した容器を炉内に配置して炉内
で蒸発ガス化しても良い。ただし、フラックスガス濃度
の調整の容易性等の面からは炉外でガス化して、このガ
スを炉内に供給するのが最も好ましい。

【００１８】上記により炉内雰囲気を所定範囲の水分濃
度、酸素濃度、フラックスガス濃度に調整したのち、こ
の雰囲気中でアルミニウム接合部材よりも融点の低いア
ルミニウム材を用いて、従来と同様に５９０〜６１０℃
×１〜１５分程度に加熱することによりろう材を溶融
し、ろう付接合が達成される。このろう付時において、
炉内のフラックスガスは効果的にフラックス作用を発揮
し、フラックスの付着残留を生じることなく良好なろう
付接合が達成される。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）肉厚０．７５ｍｍのＡ１１００押出チュー
ブ材と、Ａ３００３合金を心材としＡｌ−１０％Ｓｉ合
金を皮材としたクラッド率９％、厚さ０．１５ｍｍの両
面ブレージングシートのフィン材とを用いてコルゲート
型熱交換器を組立てた。

【００２０】そして、上記組立物を水分濃度４０ppm 、
酸素濃度１０ppm 、ＫＡｌＦ₄フラックスガス濃度５０
ppm に調整したＮ₂雰囲気中で６０５℃×５分間加熱し
てろう付を行った。

【００２１】（実施例２）実施例１と同じ熱交換器組立
物を、水分濃度１０ppm 、酸素濃度３ppm 、ＫＡｌＦ₄
フラックスガス濃度２５ppm に調整したＮ₂雰囲気中で
６０５℃×３分間加熱してろう付を行った。

【００２２】（比較例１）実施例１と同じ熱交換器組立
物を、水分濃度１５０ppm 、酸素濃度１００ppm、ＫＡ
ｌＦ₄フラックスガス濃度２１０ppm に調整したＮ₂雰
囲気中で６０５℃×５分間加熱してろう付を行った。

【００２３】上記により得た各ろう付品につき、ろう付
性、外観状態を目視観察するとともに、表面処理性の評
価を行った。表面処理性は、各ろう付品をリン酸クロメ
ート処理後アクリル系樹脂を吹付け塗装したのち、塗膜
面に１ｍｍ角のマス目をけがいてテープ剥離試験を実施
し塗膜の残ったマス目の数で評価した（碁盤目試験）。
それらの結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の結果から、本発明によれば良好なろ
う付を行い得るとともに、ろう付後のアルミニウム材の
表面におけるフラックスの付着残留を解消し得て塗膜の
密着性が良く表面処理性をも向上し得ることを確認し得
た。

【００２６】

【発明の効果】この発明は上述の次第で、ろう付炉内を
フラックスガスを含む雰囲気に調整し、該雰囲気中でア
ルミニウム接合部材を所定温度に加熱し、接合用ろう材
を溶融してろう付を行うアルミニウム材のろう付方法に
おいて、前記雰囲気中の水分濃度が１２０ｐｐｍ以下
に、酸素濃度が５０ｐｐｍ以下に、フラックスガス濃度
が１〜６５ｐｐｍにそれぞれ規定されていることを特徴
とするものであるから、フラックス量を必要最少限に抑
制することができる。このため、十分なろう付性を確保
しつつ、フラックス使用量の減少によりろう付後のアル
ミニウム材表面におけるフラックスの付着残留をなくす
ことができ、外観品質に優れた商品価値の高いアルミニ
ウムろう付品を提供できる。のみならず、ろう付後に化
成処理、塗装等の表面処理を施す場合にも、皮膜、塗膜
の剥れのない密着性に優れたものとなすことができる。

【００２７】しかもまた、フラックスガス濃度が低いた
め、ろう付炉の損傷も少なくメインテナンス頻度も少な
くて済み、経済上も極めて有利なものとなし得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤昭一大阪府堺市海山町６丁224番地昭和アルミニウム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ろう付炉内をフラックスガスを含む雰囲
気に調整し、該雰囲気中でアルミニウム接合部材を所定
温度に加熱し、接合用ろう材を溶融してろう付を行うア
ルミニウム材のろう付方法において、前記雰囲気中の水分濃度が１２０ｐｐｍ以下に、酸素濃
度が５０ｐｐｍ以下に、フラックスガス濃度が１〜６５
ｐｐｍにそれぞれ規定されていることを特徴とするアル
ミニウム材のろう付方法。