JPH05285645A - 押出工程を利用したアルミニウム材のろう付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】押出機から押出されてくるアルミニウム押出材
（１）の表面に、フラックス含有Ａｌ−Ｓｉ系ろう材
（３）を介在させて、アルミニウムからなる他の接合部
材（２）をろう付する。 【効果】押出しと同時進行によりろう付を行うことがで
き、押出後別途ろう付を行う場合に較べて工程の簡略
化、作業時間の短縮化を図り得る。かつ、アルミニウム
押出材が保有している押出し直後の高温度をそのまま利
用することができるから、ろう付のために、接合部材全
体を常温からろう付温度まで加熱するのに較べて、加熱
エネルギーが少なくて済み、エネルギーの有効利用を図
ることができる。

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、特に押出工程を利用したアルミニウム材のろう
付方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および課題】アルミニウム材は軽量性等の
利点を有するため、自動車のフレーム材、ボディー部材
その他各種用途に広く使用されるようになってきてい
る。

【０００３】ところで、上記のような用途にアルミニウ
ム材を適用するに際して、アルミニウム材に継手部品等
の他のアルミニウム接合部材を接合する必要性を生じる
場合がある。

【０００４】従来、かかるアルミニウム材相互の接合は
専らアーク溶接等により行われていたが、溶接作業が厄
介であるうえ、接合面が大きい場合には面接合が困難と
なり接合強度に劣るものとなるという欠点があった。

【０００５】この発明は、かかる欠点を解消するために
なされたものであって、アルミニウム材どうしを簡易に
かつ高強度に接合することを目的とし、そのためのアル
ミニウム材のろう付方法を提供するものである。

【０００６】

【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、フラックス含有ろう材を用いるととも
に、アルミニウム材の押出工程を利用してろう付を行お
うというものである。

【０００７】即ち、この発明は、押出機から押出されて
くるアルミニウム押出材の表面に、フラックス含有Ａｌ
−Ｓｉ系ろう材を介在させて、アルミニウムからなる他
の接合部材をろう付することを特徴とする押出工程を利
用したアルミニウム材のろう付方法を要旨とする。

【０００８】

【作用】アルミニウム押出材（１）は、押出機から押出
された直後でその表面はいまだ約５００℃程度の高温状
態にある。この押出材（１）自身の熱を利用するととも
に、併せて高周波誘導加熱手段等による局部的加熱手段
により接合部を局部加熱して５５７〜６００℃程度のろ
う付温度に昇温し、こうして押出を遂行しつつろう付を
行う。このように、押出しと同時進行によりろう付を行
うから、押出後別途ろう付を行う場合に較べて工程が簡
略化され、作業時間が短縮される。

【０００９】また、アルミニウム押出材が保有している
押出し直後の高温度をそのまま利用するから、ろう付の
ために、接合部材全体を常温からろう付温度まで加熱す
るのに較べて、加熱エネルギーが少なくて済む。

【００１０】

【実施例】次に、この発明の実施例を示す。

【００１１】図１において、（１）は押出機から矢印方
向に押出されてくるアルミニウム押出形材であり、この
アルミニウム押出材の表面に、継手部品等の他のアルミ
ニウム接合部材（２）をろう付する。この実施例では、
接合部材（２）は鍛造によって製作したものを用いてい
る。

【００１２】ろう付は、フラックス含有ろう材（３）を
介して行う。ここに、フラックス含有ろう材としては、
例えば、Ｓｉとフッ化物系フラックスを含み、さらにＡ
ｌ及び不可避不純物を含み、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％
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
るものを好適に用い得る。このフラックス含有ろう材に
ついて説明すると次のとおりである。即ち、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３
wt％未満の場合、あるいは１５wt％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３〜１
５wt％の範囲に規定されるべきである。特に好ましいＳ
ｉの含有範囲は６〜１２wt％である。

【００１３】また、Ｓｉ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。

【００１４】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 、Ｋ₂ Ａ
ｌＦ₅ 、Ｋ₃ ＡｌＦ₆ 等の錯体化物を用いれば良い。

【００１５】ろう材中のＡｌ、Ｓｉ、フラックスの配合
比率は、フラックスを除く元素の合計量とフラックスと
が重量比で９９．９：０．１〜７０：３０となるように
設定されるべきである。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、７
０：３０よりもフラックス量が多すぎると、両者を配合
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９９．９：０．１〜８５：１５であり、特に好まし
くは重量比で９８：２〜９０：１０である。

【００１６】上記フラックス含有Ａｌ合金ろう材（３）
は、一般には、Ａｌ粉末とＳｉ粉末等とフラックス粉末
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、Ａｌ、Ｓｉ、フラックス等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。従って、ろう材の密度は理論値に対して９０％
以上とするのが良い。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。

【００１７】上記フラックス含有ろう材（３）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、Ｓｉ粉末、フラックス粉末
或いはさらにＣｕ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５μｍ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とＳｉ等
を単体で用いなければならないものではなく、Ａｌ−Ｓ
ｉ系合金の粉末を用いても良い。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】上記により製作したアルミニウムろう材
（３）はこれを接合部の断面形状に対応する板状のもの
に切断したのち、アルミニウム押出材（１）の接合部位
とこれに接合されるべき他のアルミニウム接合部材
（２）の接合面との間に介在状態に配置する。この際、
ろう材（３）を、接合部材（２）の接合面にバインダー
等を用いあるいは他の適当な手段により予め接着しある
いは接合しておくのが、ろう付に際してろう材（２）の
位置ずれ防止を図り得る点で推奨される。

【００２１】而して、アルミニウム押出材（１）は、押
出機から押出された直後でその表面はいまだ約５００℃
程度の高温状態にある。この押出材（１）自身の熱を利
用するとともに、併せて高周波誘導加熱手段等による局
部的加熱手段により接合部を局部加熱して５５７〜６０
０℃程度のろう付温度に昇温し、こうして押出を遂行し
つつろう付を行う。

【００２２】このろう付に際し、ろう材（３）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（３）が接合部全体に濡れ拡がって、アルミ
ニウム押出材（１）と他のアルミニウム接合部材（２）
との接合面全体における良好かつ強固なろう付が達成さ
れる。

【００２３】ろう付されたアルミニウム押出材（１）
は、これをさらに前進させて、要すれば押出と同時処理
にて水槽からの冷却水の噴出によるダイクウェンチを行
う。

【００２４】図３、図４はアルミニウム押出材に接合す
べき他のアルミニウム接合部材として角形押出パイプ
（２´）を用い、このパイプ（２´）を押出材（１´）
の幅方向に横断状に配置し、薄板状のフラックス含有Ａ
ｌろう材（３´）を介在させて角形パイプ（２´）の下
面全面を押出材（１´）に面接合しようというものであ
る。具体的なろう付条件等は図１に示したろう付の場合
と同じである。

【００２５】なお、押出材の形状や接合部材の形状は図
示実施例に限定されるものではなく、例えば図５に示す
ようなアルミニウム製の断面Ｌ形圧延板（２^〃）をろう
材（３^〃）を介して接合するものとしても良い。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、押出機から
押出されてくるアルミニウム押出材の表面に、他のアル
ミニウム接合部材をろう付するから、押出しと同時進行
によりろう付を行うことができ、押出後別途ろう付を行
う場合に較べて工程の簡略化、作業時間の短縮化を図り
得る。

【００２７】しかも、アルミニウム押出材が保有してい
る押出し直後の高温度をそのまま利用することができる
から、ろう付のために、接合部材全体を常温からろう付
温度まで加熱するのに較べて、加熱エネルギーが少なく
て済み、エネルギーの有効利用を図ることができる。

【００２８】さらにまた、フラックス含有ろう材を介在
させてろう付を行うから、フラックス塗布を不要となし
得るのみならず、接合面が広範囲にわたるものであって
もアーク溶接では不可能であった面接合が可能となり、
継手強度、接合強度に優れたアルミニウムろう付品の提
供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明するための斜視図で
ある。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】この発明の変形例を説明するための斜視図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】アルミニウム押出材にろう付される接合部材の
変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…アルミニウム押出材 ２…アルミニウム接合部材 ３…ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩沢 康夫 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 (72)発明者 岩井 一郎 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機から押出されてくるアルミニウム
   押出材（１）の表面に、フラックス含有Ａｌ−Ｓｉ系ろ
   う材（３）を介在させて、アルミニウムからなる他の接
   合部材（２）をろう付することを特徴とする押出工程を
   利用したアルミニウム材のろう付方法。