JPH05185287A

JPH05185287A - フラックス含有Ａｌ合金ろう材

Info

Publication number: JPH05185287A
Application number: JP4005031A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Iwai; 一郎岩井
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニウムまたはその合金材のフラックスろ
う付において、フラックス塗布量のバラツキや塗布量が
多い場合のフラックスの垂れを防止するとともに、バイ
ンダーによるろう付不良の発生を防止すること、さらに
ろう付け品の耐食性を向上することを目的とし、そのた
めのフラックス含有ろう材を提供する。【構成】ろう材は、所定量のＳｉとフッ化物系フラック
スを含み、さらに犠牲陽極効果を付与するためのＺｎ、
Ｓｎ、Ｉｎの１種又は２種以上を含み、残部アルミニウ
ム及び不可避不純物からなる。フッ化物系フラックスを
除く元素の合計とフッ化物系フラックスとが重量比で９
９．９：０．１〜７０：３０の割合で配合され、かつ密
度が理論値の９０％以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウムまたは
その合金材のフラックスろう付に用いられるＡｌ合金ろ
う材、特にフラックスを含有した新規なＡｌ合金ろう材
に関する。

【０００２】

【従来の技術および課題】従来、アルミニウムまたはそ
の合金材のフラックスろう付は、接合部にろう材を供給
するとともにフラックスを懸濁液の塗布等により付着せ
しめ、この状態で加熱することにより行われていた。

【０００３】しかしながら、かかる従来のフラックスろ
う付けでは、ろう材とフラックスとを接合部に別々に供
給しなければならないため、作業が面倒であった。しか
も、塗布したフラックス量にバラツキを生じるうえ、塗
布量が多い場合にはろう付中にフラックスの垂れを生じ
てろう付炉を汚染する等の問題があった。

【０００４】一方また、フラックスとろう材の接合部へ
の別供給をなくすため、ろう材を構成するＡｌ−Ｓｉ粉
末とフラックス粉末とをアクリル等のバインダーに混入
して液状とし、これを接合部材に塗布することで作業の
簡素化を図ることも行われている。

【０００５】しかし、この場合にはバインダーによりろ
う付性が低下する危険があった。

【０００６】この発明は係る技術的背景に鑑みてなされ
たものであって、アルミニウムまたはその合金材のフラ
ックスろう付において、フラックス塗布量のバラツキや
塗布量が多い場合のフラックスの垂れを防止するととも
に、バインダーを用いた場合のろう付不良の発生を防止
することを目的とし、さらに併せてろう付品の耐食性を
向上することをも目的とし、そのためのフラックス含有
Ａｌ合金ろう材を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、Ｓｉとフッ化物系フラックスを含み、
さらにＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎの１種又は２種以上を含み、残
部アルミニウム及び不可避不純物からなり、フッ化物系
フラックスを除く元素の合計含有量に対してＳｉ含有量
が３〜１５wt％、Ｚｎ含有量が０．１〜５wt％、Ｓｎ含
有量が０．０１〜０．５wt％、Ｉｎ含有量が０．０１〜
０．５wt％であり、かつフラックスを除く元素の合計と
フッ化物系フラックスとが重量比で９９．９：０．１〜
７０：３０の割合で配合され、かつ密度が理論値の９０
％以上であることを特徴とするフラックス含有Ａｌ合金
ろう材を要旨とするものである。

【０００８】上記において、ＡｌとＳｉとは、アルミニ
ウムまたはその合金接合用のろう材として機能するもの
であるが、フッ化物系フラックスを除く元素の合計含有
量に対してＳｉ含有量が３wt％未満の場合、あるいは１
５wt％を越える場合には液相線温度が高くなりろう付が
困難となる。従って、Ｓｉ含有量はフラックスを除く元
素の合計値に対して３〜１５wt％の範囲に規定されなけ
ればならない。特に好ましいＳｉの含有量は６〜１２wt
％である。

【０００９】Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎはろう材の電位を卑とし
てその犠牲陽極効果によりアルミニウムろう付品の耐食
性を向上させる役割を果たす。かかる効果の点でＺｎ、
Ｓｎ、Ｉｎは共に均等物として評価されるものであり、
少なくともそのうちの１種が含有されれば足りる。而し
て、フッ化物系フラックスを除く元素の合計含有量に対
して、Ｚｎ含有量が０．１wt％未満、Ｓｎ含有量が０．
０１wt％未満、Ｉｎ含有量が０．０１wt％未満では上記
効果に乏しい。一方、Ｚｎ含有量が５wt％を越え、Ｓｎ
含有量が０．５wt％を越え、Ｉｎ含有量が０．５wt％を
越えても犠牲陽極効果が飽和する。従って、フラックス
を除く元素の合計含有量に対して、Ｚｎ含有量が０．１
〜５wt％、Ｓｎ含有量が０．０１〜０．５wt％、Ｉｎ含
有量が０．０１〜０．５wt％に規定されなければならな
い。特に好ましい含有量は、Ｚｎ：０．５〜２．０wt
％、Ｓｎ：０．０５〜０．３wt％、Ｉｎ：０．０３〜
０．１wt％である。

【００１０】また、上記各元素のほかにろう材の強度向
上のためにＣｕを含有せしめても良い。Ｃｕの含有量は
フラックスを除く元素の合計値に対して０．０５〜５wt
％とするのが良い。

【００１１】前記フッ化物系フラックスの種類は特に限
定されるものではなく、例えばフッ化カリウム（ＫＦ）
とフッ化アルミニウム（ＡｌＦ₃）とを４５．８〜５
４．２の共晶組成ないしは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、ＫＡｌＦ₄、Ｋ₂Ａ
ｌＦ₅、Ｋ₃ＡｌＦ₆等の錯体化物を用いれば良い。

【００１２】ろう材中のフラックスの配合比率は、フラ
ックスを除く元素即ちＡｌとＳｉとさらにＺｎ、Ｓｎ、
Ｉｎの１種又は２種以上の合計に対して、これとフッ化
物系フラックスとが重量比で９９．９：０．１〜７０：
３０となるように設定されなければならない。フラック
ス量が重量比で９９．９：０．１よりも少なくなると、
十分なフラックス作用を発揮できずろう付が困難となる
からである。一方、７０：３０を越えてフラックス量が
多くなると、フラックスとＡｌ、Ｓｉ等とを配合しての
固形化が困難となり、フラックス含有ろう材そのものの
製造が困難となる。フッ化物系フラックスを除く元素の
合計とフラックスとの好ましい配合比率は、重量比で９
９．９：０．１〜８５：１５であり、特に好ましくは重
量比で９８：２〜９０：１０である。

【００１３】この発明に係るフラックス含有Ａｌ合金ろ
う材は、一般には、Ａｌ粉末とＳｉ粉末とさらにＺｎ、
Ｚｎ、Ｉｎ各粉末の１種以上とフラックス粉末とを混合
し、熱間プレス等により圧粉固化して製作されるが、内
部空気の残留によりフラックス含有ろう材の密度は、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、フラックス単体のそれぞ
れの密度から計算される理論値よりも一般には小さくな
る。而してこの発明では、ろう材の密度が理論値に対し
て９０％以上でなければならない。ろう材の密度が理論
値の９０％未満では、Ａｌ、Ｓｉ等とフラックスとが固
化しているものの内部までポアが連通して脆いものとな
っている危険が有り、その後の二次加工も困難で実際上
ろう材としての機能にも劣るものとなる。特に好ましく
は、ろう材の密度はこれを理論値の９５％以上とするの
が良い。

【００１４】この発明に係るフラックス含有ろう材の好
ましい具体的な製法を述べると次のとおりである。即
ち、まず出発材料としてＡｌ粉末とＳｉ粉末とＺｎ、Ｓ
ｎ、Ｉｎの１種又は２種以上の粉末とフラックス粉末を
用意する。これら粉末は、その均一混合を図るべくＡｌ
粉末は平均粒径４４μｍ以下に、Ｓｉ粉末は平均粒径５
μｍ以下に、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ粉末は平均粒径４４μｍ
以下に、フラックス粉末は平均粒径３０μｍ以下にそれ
ぞれ微粉砕しておくのが好ましい。なお、出発材料とし
て必ずしもＡｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎを単体で用い
なければならないものではなく、Ａｌ−Ｓｉ合金の粉
末、あるいはさらにＺｎ等を含んだ合金の形で用いても
良い。

【００１５】次に、上記各粉末を、前述した所定の配合
比率になるように混合した後、Ａｌ缶等の容器に充填し
たのち、容器内を１ｍｍＨｇ以下に脱ガスし、次いで熱
間プレス等により加熱圧粉する。

【００１６】次に、得られた熱圧成形体の外側の缶体を
切削除去した後、成形体に押出等の二次加工を施して所
期するろう材を得る。

【００１７】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００１８】純度９９．５％のアルミニウム粉末（平均
粒径４４μｍ）、Ｓｉ粉末（平均粒径５μｍ）、Ｚｎ粉
末（平均粒径４４μｍ）、Ｓｎ粉末（平均粒径４０μ
ｍ）、Ｉｎ粉末（平均粒径４０μｍ）、フッ化物系フラ
ックス粉末（平均粒径３０μｍ）を用意した。なお、フ
ラックスとしてはＫＦとＡｌＦ₃の共晶組成物を用い
た。次に、上記の各粉末を、後掲の表１に示すような
各比率となるように混合比率を変えて室温で均一に混合
した後、各混合物を直径３インチ×長さ２００ｍｍのＡ
ｌ缶にそれぞれ大気中にて充填した。

【００１９】次に、上気各Ａｌ缶を５００℃の炉中に配
置してＡｌ缶内を１ｍｍＨｇ以下に真空脱ガスした。

【００２０】その後、上記Ａｌ缶を４８０℃に加熱した
のち、熱間プレスを用いて最大圧力４００トンにて熱圧
成形したところ、成形体の長さは１１０ｍｍとなった。

【００２１】その後、成形体の外側に付着しているＡｌ
缶体を切削で除去した後、熱間押出機により温度５００
℃の温度で厚さ３ｍｍ×幅３０ｍｍの平板に押出した。
そのときの押出成形の可否を表１に示す。

【００２２】上記により押出が可能であった平板状フラ
ックス含有ろう材については、その密度を求め、出発材
料を基に計算された理論密度と比較した。その結果を表
１に示す。

【００２３】

【表１】続いて、上記ろう材を長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ
３ｍｍに切り出した。そしてこれら切出し片を、長さ１
００ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚さ２ｍｍのＡ３００３Ａｌ合
金板上に配置し、Ｎ2 雰囲気中及び大気中の両方にて６
００〜６２０℃×１０分加熱してろう付を行い、ろう付
性を評価した。その結果を表２に示す。また、Ｎｏ２、
４、５、７、１０に示す各ろう付品につき、ＪＩＳＺ２
３７１に準じる塩水噴霧を１０００時間施した場合の相
手材の腐食状態を調べたところ、表２に示すとおりであ
った。

【００２４】

【表２】表２の結果から、この発明に係るフラックス含有Ａｌ合
金ろう材によれば、フラックスを別途塗布しなくても優
れたろう付性を発揮しえ、しかもろう付品の耐食性を向
上しうることを確認し得た。

【００２５】

【作用】ろう付時には、ろう付内部に配合されたフラッ
クスにより接合部の表面酸化膜が除去され、ろう材が濡
れ拡がって、フラックスを別途塗布した場合と同様に良
好かつ強固なろう付接合が達成される。従って、フラッ
クスを別途塗布する必要はもはやなくなる。加えて、ろ
う材に添加されたＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎの１種又は２種以上
の犠牲陰極効果により、ろう付品の耐食性が向上され
る。

【００２６】

【発明の効果】この発明は上述の次第で、Ｓｉとフッ化
物系フラックスを含み、さらにＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎの１種
又は２種以上を含み、残部アルミニウム及び不可避不純
物からなり、フッ化物系フラックスを除く元素の合計含
有量に対してＳｉ含有量が３〜１５wt％、Ｚｎ含有量が
０．１〜５wt％、Ｓｎ含有量が０．０１〜０．５wt％、
Ｉｎ含有量が０．０１〜０．５wt％であり、かつフラッ
クスを除く元素の合計とフッ化物系フラックスとが重量
比で９９．９：０．１〜７０：３０の割合で配合され、
かつ密度が理論値の９０％以上であることを特徴とする
ものであるから、このろう材のみを接合部に供給するだ
けで良好なろう付を行うことができ、フラックスを別途
供給する必要はなくなる。このため、フラックスの塗布
工程を不要となしえ、接合作業効率を向上しえ、ひいて
はアルミニウムろう付品の生産性を向上し得る。

【００２７】しかも、ろう材中に配合されたフラックス
量は一定範囲内に規定されているから、フラックスを塗
布する場合のようなフラックス量のバラツキが生じる恐
れはなく、確実にフラックス作用を発揮させることがで
きるとともに、フラックス塗布量が多すぎてろう付炉内
が汚染される等の不都合を解消し得る。

【００２８】しかもまた、不活性ガス雰囲気中はもとよ
り、大気中においても良好なろう付を行うことができ、
ろう付設備も簡易となし得る。

【００２９】また、ろう材には所定量のＺｎ、Ｓｎ、Ｉ
ｎの１種又は２種以上が添加されているから、その犠牲
陽極効果によりアルミニウムろう付品の耐食性を向上す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉとフッ化物系フラックスを含み、さ
らにＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎの１種又は２種以上を含み、残部
アルミニウム及び不可避不純物からなり、フッ化物系フ
ラックスを除く元素の合計含有量に対してＳｉ含有量が
３〜１５wt％、Ｚｎ含有量が０．１〜５wt％、Ｓｎ含有
量が０．０１〜０．５wt％、Ｉｎ含有量が０．０１〜
０．５wt％であり、かつフラックスを除く元素の合計と
フッ化物系フラックスとが重量比で９９．９：０．１〜
７０：３０の割合で配合され、かつ密度が理論値の９０
％以上であることを特徴とするフラックス含有Ａｌ合金
ろう材。