JPH05305492A - 溶射法によるろう材被覆アルミニウム材の製造方法 - Google Patents

溶射法によるろう材被覆アルミニウム材の製造方法

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JPH05305492A
JPH05305492A JP10678292A JP10678292A JPH05305492A JP H05305492 A JPH05305492 A JP H05305492A JP 10678292 A JP10678292 A JP 10678292A JP 10678292 A JP10678292 A JP 10678292A JP H05305492 A JPH05305492 A JP H05305492A
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JP
Japan
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brazing
aluminum material
filler metal
brazing filler
thermal spraying
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JP10678292A
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Ichiro Iwai
一郎 岩井
Tatsuo Otsuka
達雄 大塚
Shunta Shioda
俊太 潮田
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Showa Aluminum Can Corp
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Showa Aluminum Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】溶射法によってろう材層を被覆形成するろう材
被覆アルミニウム材の製造方法において、アルミニウム
材とろう材層との密着性を改善するとともに、溶射中の
ろう材の酸化を防止して良好なろう付を可能とする。 【構成】Al、Si及び不可避不純物を含み、AlとS
iとが重量比で90:10〜70:30である金属粉末
を用い、この金属粉末とフッ化物系フラックスとを重量
比で99:1〜70:30の範囲に混合し、この混合粉
末を溶射する。フラックスの作用により、溶融金属粒子
がアルミニウム材表面に十分に濡れ拡がってアルミニウ
ム材とろう材層との強固な密着性が確保される。かつ、
溶射中のAl、Siの酸化が抑制され、ろう材組成の変
化が抑制される。

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
う付に用いられるろう材被覆アルミニウム材の製造方
法、特に溶射法を用いて行うろう材被覆アルミニウム材
の製造方法に関する。
【0002】なお、この明細書において、アルミニウム
の語はアルミニウム合金を含む意味で用いる。
【0003】
【従来の技術および課題】アルミニウム材をろう付する
場合、接合簡易性等の面から、アルミニウム材表面の全
部または一部にろう材層を被覆したものを用いることが
従来より行われている。
【0004】そして、かかるろう材層被覆アルミニウム
材の製造方法として、Al−Si合金の粉末や線材をア
ルミニウム材表面に溶射する方法が知られている。
【0005】しかしながら、溶射によってろう材層を形
成した場合、アルミニウム材とろう材溶射層との密着性
が該して良くないことから、ろう付加熱の途中にろう材
層の剥がれを生じて十分なろう付ができないことがあっ
た。しかも、溶射中の酸化によってろう材の組成が変化
しろう付が困難となる場合もあった。
【0006】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、溶射法によってろう材層を被覆形
成するものでありながら、アルミニウム材とろう材層と
の密着性を改善するとともに、溶射中のろう材の酸化を
防止して良好なろう付を可能とすることを目的とする。
【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、発明者は種々実験と研究を重ねた結果、ろう材を構
成するAl、Siを含む金属粉末とフッ化物系フラック
スとを混合した混合粉末を溶射することで、所期する効
果が得られることを知見し、かかる知見に基いてこの発
明を完成し得たものである。
【0008】即ちこの発明は、Al、Si及び不可避不
純物を含み、AlとSiとが重量比で90:10〜7
0:30である金属粉末を用い、この金属粉末とフッ化
物系フラックスとを重量比で99:1〜70:30の範
囲に混合した混合粉末をアルミニウム材の表面に溶射す
ることを特徴とする、溶射法によるろう材被覆アルミニ
ウム材の製造方法を要旨とするものである。
【0009】上記において、Al、Si及び不可避不純
物を含む金属粉末は、アルミニウム接合用のろう材とし
て機能するものである。而して、Siは溶射時に酸化減
少するため溶射後のろう材層に含まれるSi量は溶射前
に較べてかなり少ないものとなる。このため、減少量を
見込んでSi量を設定しておく必要があるが、AlとS
iとが重量比で99:10を下回ってSiが少ない場
合、換言すればAlとSiの合計含有量に対してSi含
有量が10wt%未満の場合には、溶射後におけるろう材
層中のSiが少なすぎるものとなって液相線温度が高く
なりその後のろう付が困難となる。一方、AlとSiと
が重量比で70:30を上回ってSiが多い場合、換言
すればAlとSiの合計含有量に対してSi含有量が3
0wt%を越える場合には、溶射後におけるろう材層中の
Siが多すぎるものとなって、やはりろう付不良を招
く。特に好ましくは、AlとSiとは重量比で87:1
3〜75:25の範囲に含有されるのが良い。
【0010】また、金属粉末には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
有量は金属粉末全体の0.05〜5wt%程度とするのが
良い。
【0011】上記のような金属粉末は、必ずしも各元素
の単体粉末として用意しなければならないものではな
く、Al−Si系合金等の粉末を用いても良い。
【0012】金属粉末と混合されるフッ化物系フラック
スは、溶射時にアルミニウム材表面に対する溶融金属粒
子の濡れ性を増大し結果的にアルミニウム材とろう材溶
射層との密着性を向上させる役割を果たす。かつまた、
Al、Siの酸化を抑制してろう材組成の変化に起因す
るろう付不良を防止する役割をも果たす。しかし、フラ
ックス量が金属粉末に対して重量比で99:1よりも少
ない場合即ち1wt%未満である場合には上記効果に乏し
いものとなる。一方、フラックス量が重量比で70:3
0よりも多すぎても即ち30wt%を越えても上記効果が
飽和するのみならず、金属粉末の絶対量が少なすぎるも
のとなってろう材被覆効率が悪くなる。従って、金属粉
末とフッ化物系フラックスの混合比率は重量比で99:
1〜70:30に設定されなければならない。特に好ま
しい混合比率は重量比で95:5〜75:25である。
なお、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45.8〜54.2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 AlF5 、K3
AlF6 等の錯体化物を用いれば良い。また、混合に際
し、金属粉末とフラックス粉末はその均一混合を図るべ
くAl粉末は平均粒径44μm程度に、Si粉末は平均
粒径5μm程度に、フラックス粉末は平均粒径30μm
程度にそれぞれ微粉砕しておくのが好ましい。
【0013】上記により、金属粉末とフッ化物系フラッ
クス粉末を均一に混合した混合粉末は、次いでこれをア
ルミニウム材の表面に溶射する。溶射法は粉末式のガス
溶射等のごとき従来から用いられている方法に従えば良
い。この溶射により、混合粉末の溶融微粒子がアルミニ
ウム材表面に吹き付けられ付着するが、混合粉末中に含
まれているフラックスの作用により溶融微粒子が十分に
濡れ拡がって、強固な接合状態に被覆される。また、同
じくフラックスの作用により、Al、Siの酸化が抑制
され、ろう材の組成変化が抑制される。
【0014】溶射後においては、図1に示すように、ア
ルミニウム材(1)の表面にはAlとSiが合金化した
Al−Si系ろう材溶射層(2)が被覆形成された状態
となる。かかるろう材溶射層(2)の厚さはろう付に必
要な20μm以上確保するのが良い。
【0015】
【作用】フラックスの作用により溶射時に溶融金属粒子
の濡れ性が増大し、アルミニウム材(1)とろう材溶射
層(2)との密着性が向上する。また、ろう材の酸化が
抑制されてろう材組成の変化に起因するろう付不良が防
止される。
【0016】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。
【0017】純度99.5%のアルミニウム粉末(平均
粒径44μm)とSi粉末(平均粒径5μm)とフッ化
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。
【0018】次に、上記のAl粉末、Si粉末、フラッ
クス粉末を、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ヘンシェルミキサーで均一混合した
後、燃料ガスを用いる超音速溶射を用いて、縦50mm
×横50mm×厚さ3mmのA3003Al合金板の表
面に前記混合粉末を溶射してろう材溶射層を形成した。
ろう材溶射層の厚さはいずれも150μmとした。
【0019】上記により製作した各ろう材被覆アルミニ
ウム板におけるろう材層中のSi量を調べたところ表1
のとおりであった。
【0020】次に、各ろう材被覆アルミニウム板を用
い、以下の手順でろう付試験を行った。即ち、予めろう
材層の表面酸化膜をワイヤーブラシにて除去した後、改
めてフッ化物系フラックスを塗布し、次いでろう材層の
表面に他のA3003Al板をT形に配置してT継手と
し、これをN2 雰囲気中において600℃×5分加熱し
た。そして、得られたろう付品のろう付状態を目視観察
した。その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】 表1の結果から、本発明実施品No4、5はろう付不良
もなくろう付性に優れていることがわかる。これに対
し、金属粉末中のSi量が本発明範囲よりも少なすぎる
比較品No1、2では、溶射時の酸化によりSi量がほ
ぼ半減するため、ろう材層中のSi量が不足してろう材
としての十分な機能を発揮し得ないものであった。ま
た、金属粉末中のSi量が本発明範囲を越えて多すぎる
比較品No6、7では、ろう材層中のSi量過多となっ
てやはりろう材としての十分な機能を発揮し得ないもの
であった。また、フッ化物系フラックスを用いない比較
品No3は、溶射中にAlとSiが酸化してしまい、組
成変化を起こしたためろう付が困難であったと推測され
る。
【0022】
【発明の効果】この発明は上述の次第で、Al、Si及
び不可避不純物を含み、AlとSiとが重量比で90:
10〜70:30である金属粉末を用い、この金属粉末
とフッ化物系フラックスとを重量比で99:1〜70:
30の範囲に混合した混合粉末をアルミニウム材の表面
に溶射することを特徴とするものであるから、フラック
スの作用により、溶射時に溶融金属粒子の濡れ性を増大
しえて、アルミニウム材とろう材溶射層との密着性を向
上でき、ひいてはろう付時のろう材層のはがれを防止で
き良好なろう付を行うことができる。かつまた、溶射中
のAl、Siの酸化を抑制でき、ろう材組成の変化に起
因するろう付不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によって製作したろう材被覆アルミニ
ウム材の断面拡大図である。
【符号の説明】
1…アルミニウム材 2…ろう材溶射層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al、Si及び不可避不純物を含み、A
    lとSiとが重量比で90:10〜70:30である金
    属粉末を用い、この金属粉末とフッ化物系フラックスと
    を重量比で99:1〜70:30の範囲に混合した混合
    粉末をアルミニウム材の表面に溶射することを特徴とす
    る、溶射法によるろう材被覆アルミニウム材の製造方
    法。
JP10678292A 1992-04-24 1992-04-24 溶射法によるろう材被覆アルミニウム材の製造方法 Pending JPH05305492A (ja)

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