JPH06142977A

JPH06142977A - ろう付用アルミニウム材料

Info

Publication number: JPH06142977A
Application number: JP29967392A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Iwai; 一郎岩井; Tatsuo Otsuka; 達雄大塚; Shunta Shioda; 俊太潮田
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ろう付工程を簡略化してろう付品の生産性を
向上させることができるろう付用アルミニウム材料の提
供を目的とする。【構成】本発明のろう付用アルミニウム材料は、アル
ミニウムからなる基材１の表面に、ろう材用金属および
フラックスを含む溶射層からなるろう材層２が形成され
ていることを特徴とする。前記ろう材層２は、Ａｌ、Ｓ
ｉ、およびフラックスを含み、かつフラックスを除く各
成分の合計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％であると
ともに、フラックスを除く各成分の合計とフラックスと
が重量比で９９：１〜７０：３０の組成に形成されてい
るもの、あるいはこの組成にフラックスを除く各成分の
合計に対して０．５〜５wt％のＺｎを加えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムからなる
基材の表面に、溶射法によりろう材層が形成されたろう
付用アルミニウム材料に関するものである。

【０００２】なお、本明細書において、アルミニウムの
語はアルミニウムおよびアルミニウム合金を含む意味で
用いられる。

【０００３】

【従来の技術】アルミニウム材をろう付する場合、従来
より接合簡易性等の面からアルミニウム材表面の全部ま
たは一部をＡｌ−Ｓｉ系のろう材層で被覆したろう付用
アルミニウム材料が用いられる。そして、このようなろ
う材用アルミニウム材料を製造するに際して、アルミニ
ウム材表面にＡｌ−Ｓｉ系合金の粉末または線材を溶射
する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れたような方法で製造されたろう付用アルミニウム材料
を用いてろう付品を製作する場合、酸化皮膜を除去して
良好なろう付を達成するために、ろう付部への塩化物系
または弗化物系のフラックスの供給が不可欠である。こ
のフラックスの供給は、通常液状フラックスの塗布等に
よって行われているが、非常に手間がかかりろう付工程
の効率化の障害となっている。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的として、ろう付工程を簡略化してろう付品の生
産性を向上させることができるろう付用アルミニウム材
料を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るろう付用ア
ルミニウム材料は、前記目的を達成するために、基本的
に、アルミニウムからなる基材（１）の表面に、ろう材
用金属およびフラックスを含む溶射層からなるろう材層
（２）が形成されていることを特徴とするものである。

【０００７】前記ろう材層（２）の組成は、Ａｌ、Ｓ
ｉ、およびフラックスを含み、かつフラックスを除く各
成分の合計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％であると
ともに、フラックスを除く各成分の合計とフラックスと
が重量比で９９：１〜７０：３０であるあることが好ま
しい。さらに、ろう材および基材の耐食性を向上させる
ために、前記のろう材層（２）の組成にフラックスを除
く合計に対して０．５〜５wt％のＺｎを加えることも好
ましい。

【０００８】図１に示されているのは本発明のろう付用
アルミニウム材料の断面図であり、符号（１）は基材、
（２）は溶射法により基材（１）表面に形成されたろう
材層である。このようなろう材層（２）の組成におい
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、フラックスを
除く各成分の合計に対してＳｉ含有量が５wt％未満、あ
るいは１５wt％を超えると、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
く各成分の合計に対して５〜１５wt％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６〜１
２wt％である。また、Ｚｎ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
向上させるものである。このような効果を有するＺｎ
は、フラックスを除く元素の合計に対する含有量が０．
５wt％未満では前記記効果に乏しく、また５wt％を超え
ても前記効果が飽和する。従って、フラックスを除く元
素の合計に対して、Ｚｎ含有量が０．５〜５wt％に規定
されなければならない。特に好ましいＺｎ含有量は０．
５〜２wt％である。

【０００９】また、前記ろう材層（２）の組成における
フラックスの含有比率は、フラックスを除く各成分の合
計とフラックスとが重量比で９９：１〜７０：３０とな
るように設定されなければならない。これは、フラック
ス量が９９：１よりも少なくなると、十分なフラックス
作用が発現せずろう付が困難となり、一方、７０：３０
を超えてフラックス量が多くなると、フラックス作用が
飽和して多量に配合する意味がなくなるだけでなく、相
対的にＡｌ、Ｓｉ、Ｚｎの金属成分量が少なくなってろ
う材としての機能が低下するからである。フラックスを
除く各成分の合計とフラックスとの好ましい配合比率
は、重量比で９５：５〜７５：２５である。

【００１０】前記ろう材層（２）を形成するための溶射
法および溶射材は特に限定されるものではない。しか
し、所定組成を容易に形成できる点で、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、フラックスを所定割合で混合した混合粉末をフレー
ム溶射することが推奨される。また、ろう材層（２）の
厚さは、ろう付に必要な２０μｍ以上確保するのが良
く、１回の溶射で必要な厚さが得られない場合は２回以
上繰返し溶射すれば良い。

【００１１】溶射材として前記混合粉末を用いる場合
は、所期するろう材組成の金属成分として、金属成分組
成と同一組成のＡｌ−Ｓｉ合金粉末またはＡｌ−Ｓｉ−
Ｚｎ合金粉末、各金属成分の単体粉末、あるいは合金粉
末と単体粉末の併用のいずれでも使用できる。ただし、
Ｓｉは溶射時に酸化によって若干減少するため、混合粉
末の調製段階では減少分を見込んで増量しておく必要が
ある。また、フラックスとしては弗化物系または塩化物
系のものをどちらでも使用できるが、非腐食性である点
で弗化物系フラックスがより好ましい。弗化物系フラッ
クスとしては、例えば４５．８％ＫＦ−５４．２％Ａｌ
Ｆ_３の共晶組成乃至はこれに近い組成範囲を含んで実質
的に錯体化された錯体混合物粉末が好ましく、ＫＡｌＦ
_４，Ｋ_２ＡｌＦ_５，Ｋ_３ＡｌＦ_６等の錯体物を使用でき
る。また、塩化物系フラックスとしては、ろう付部位の
腐食を抑制する意味で吸湿性が小さいものが好ましく、
具体的には、ＢａＣｌ_２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＺｎＣｌ
_２を主成分とするものが良く、ＢａＣｌ_２−ＮａＣｌ−
ＫＣｌの三元共晶組成のものはその代表例である。な
お、これらの金属およびフラックス粉末は均一混合する
ために微細粉末に整粒したものを用いることが好まし
い。

【００１２】

【作用】本発明のろう付用アルミニウム材料は、アルミ
ニウムからなる基材（１）の表面に、ろう材用金属およ
びフラックスを含む溶射層からなるろう材層（２）が形
成されている。このようなろう付用アルミニウム材料を
用いてろう付品を製作すれば、加熱によりろう材層
（２）が溶融され接合部にろう材とフラックスとが同時
に供給され、従来のようにフラックスを別途供給する必
要がなく、ろう付工程を大幅に簡略化できる。

【００１３】また、前記ろう材層（２）は、Ａｌ、Ｓ
ｉ、およびフラックスを含み、かつフラックスを除く各
成分の合計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％であると
ともに、フラックスを除く各成分の合計とフラックスと
が重量比で９９：１〜７０：３０の組成に形成されてい
るため、ろう付工程の簡略化のみならず優れたろう付接
合を達成できる。さらに、前記ろう材層（２）の組成
に、フラックスを除く各成分の合計に対して０．５〜５
wt％のＺｎを加えることにより、ろう付品の耐食性を向
上させることができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００１５】後述の各実施例および比較例において、ろ
う材層を形成するための溶射材材料として、平均粒径４
４μｍのＡｌ粉末、平均粒径５μｍのＳｉ粉末、平均粒
径４４μｍのＺｎ粉末および平均粒径７０μｍの４５．
８％ＫＦ−５４．２％ＡｌＦ_３共晶粉末を共通に使用し
た。これらの各粉末を後掲の表１に示されている組成と
なるように配合し、良く攪拌して混合粉末を調製した。
ただし、Ｓｉについては溶射時の酸化による減少分を見
込んで増量して前記混合粉末を調製した。

【００１６】次いで、フレーム溶射機を用いて、粉末供
給速度が６０ｇ／ｍｉｎ，溶射ガン送り速度が３０ｍ／
ｍｉｎの溶射条件にて、各混合粉末をＪＩＳＡ３００３
Ａｌ合金からなる幅２０mm×高さ５mm×肉厚０．７mmの
押出多穴管の両偏平面に溶射してろう材層を形成し、ろ
う付用多穴管を製作した。これらのろう付用多穴管のろ
う材層（溶射層）の厚さを表１に示す。

【００１７】次いで、前述のようにして製作されたろう
付用多穴管と、Ａ３００３合金（試料Ｎｏ．１〜７）ま
たはＡｌ−１％Ｍｎ−１％Ｚｎ合金（試料Ｎｏ．８〜１
２）からなるフィンとを用いてフィンアンドチューブ型
熱交換器を組み立た。Ｎ_２雰囲気中で６００℃×５分間
加熱してろう付接合した。これらの接合部のろう付状態
を目視によって観察しろう付性を評価した。これらの評
価結果を表１に示す。

【００１８】さらに、良好にろう付されたＮｏ．１およ
びろう材層組成にＺｎを含有するＮｏ．９〜１２につい
て、ＪＩＳＨ８６８１にもとづくＣＡＳＳ試験により耐
食性を評価した。耐食性はチューブに孔があくまでの時
間で評価し、これらの試験結果を表１に併せて示す。

【００１９】

【表１】表１の結果から明らかなように、本発明の実施例はいず
れもフラックスを別途供給しなくてもろう付性に優れて
いることがわかる。これに対し、フラックスを含有しな
い比較例Ｎｏ．３ではろう付性が悪く、フラックスを過
剰に含有する比較例Ｎｏ．４でもやはりろう付性が悪か
った。また、Ｓｉ含有量が少ない比較例Ｎｏ．６および
Ｓｉ含有量が多い比較例Ｎｏ．７でも、良好なろう付が
できなかった。さらに、本発明の範囲内でＺｎを含有す
る実施例９〜１１はいずれも耐食性に優れていることを
確認できた。これに対し、Ｚｎ含有量の少ない比較例Ｎ
ｏ．８では、Ｚｎを全く含有しない実施例Ｎｏ．１と較
べて耐食性の向上が認められず、本発明の範囲を超えて
多量にＺｎを含有する比較例Ｎｏ．１２では、耐食性向
上効果が飽和していることがわかる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のろう付用
アルミニウム材料は、基材の表面にフラックスを含有す
るろう材層が形成されているため、ろう付品の製造工程
においてフラックスを別途供給する必要がなくろう付工
程を簡略化でき、ろう付品の生産性を向上させることが
できる。また、このようなろう材層は溶射法によって形
成されるため、既に目的形状に加工された部材の全体あ
るいは一部に容易にろう材層を形成することができ、複
雑な形状のろう付部材への適用も可能である。

【００２１】また、前記ろう材層は、Ａｌ、Ｓｉ、およ
びフラックスを含み、かつフラックスを除く各成分の合
計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％であるとともに、
フラックスを除く各成分の合計とフラックスとが重量比
で９９：１〜７０：３０の組成に形成されているため、
ろう付性に優れたろう付品の製造が可能である。さら
に、前記ろう材層の組成に、フラックスを除く各成分の
合計に対して０．５〜５wt％のＺｎを加えることによ
り、ろう付品の耐食性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るろう付用アルミニウム材料の断面
図である。

【符号の説明】

１…基材２…ろう材層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムからなる基材（１）の表面
に、ろう材用金属およびフラックスを含む溶射層からな
るろう材層（２）が形成されていることを特徴とするろ
う付用アルミニウム材料。
【請求項２】前記ろう材層（２）が、Ａｌ、Ｓｉ、お
よびフラックスを含み、かつフラックスを除く各成分の
合計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％であるととも
に、フラックスを除く各成分の合計とフラックスとが重
量比で９９：１〜７０：３０の組成に形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のろう付用アルミニウム
材料。
【請求項３】前記ろう材層（２）が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｎおよびフラックスを含み、かつフラックスを除く各成
分の合計に対してＳｉ含有量が５〜１５wt％、Ｚｎ含有
量が０．５〜５wt％であるとともに、フラックスを除く
各成分の合計とフラックスとが重量比で９９：１〜７
０：３０の組成に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のろう付用アルミニウム材料。