JPH06218575A - ろう付け用合金 - Google Patents
ろう付け用合金Info
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- JPH06218575A JPH06218575A JP5257480A JP25748093A JPH06218575A JP H06218575 A JPH06218575 A JP H06218575A JP 5257480 A JP5257480 A JP 5257480A JP 25748093 A JP25748093 A JP 25748093A JP H06218575 A JPH06218575 A JP H06218575A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
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Abstract
る良好な特性を有するろう付け合金を提供。 【構成】熱交換器、とくに放熱器に用いるろう付け用の
合金であり、これは、14〜31重量%の亜鉛、0.1 〜1.5
重量%の鉄、0.001 〜0.05重量%の燐および0〜0.09重
量%の砒素を含有し、残りは銅および付随的な不純物で
ある。
Description
交換器、とくに放熱器で用いられる銅−亜鉛合金に関す
る。
交換器は、軟化ハンダによって通常の技術で接合され
る。これは、熱交換器での弱点がハンダ接合であること
を意味する。ハンダ付けでは、熱交換器の金属部分が溶
融金属、すなわち充填金属により接合される。その溶融
温度は、被接合部分のそれより低い。
しないで濡らすものである。充填金属の作業温度が 450
℃以上である場合、ろう付けと言い、充填金属は、ろう
付け充填金属と称する。ろう付け充填金属の作業温度
は、その化学的組成に依存している。
固化法により製造されたろう付け充填金属として用いら
れる低−ニッケルの銅合金に関する。このろう付け充填
合金は、少なくとも0〜5原子%のNi、0〜15原子%の
Snおよび10〜20原子%のPを含有し、残りは、銅と付随
的な不純物である。ヨーロッパ特許出願第 429,026号の
合金は、低融点を有し自己フラックス性の安価な合金元
素に基づいたものである。その合金のろう付け温度は、
600〜 700℃である。
は、合金添加物や冷間加工することによって高められ
る。熱交換器には、一緒にろう付けあるいはハンダ付け
されるフィンおよび管がある。これは、少なくともハン
ダあるいはろう付け合金の溶融温度に加熱することを意
味する。冷間加工された金属は、加熱すると、軟化し始
め、すなわち再結晶化を始める。したがって、合金添加
物は、フィン材料に作用して軟化温度を高めることとな
る。通常、黄銅は、ハンダ付け中に軟化しない。
元の硬度をできるだけ保持することが必要である。それ
でないと、熱交換器は、機械的損傷に対して弱く、過敏
過ぎることとなる。ろう付け温度は、ハンダ付け温度よ
り 300℃高い。これは、黄銅がろう付け中に軟化するこ
とを意味する。
R., Ostlund S., Ryde L.)の刊行物"Precipitation o
f iron in strip cast CuFe2.4 - influence on recrys
tallisation temperature and mechanical properties"
(1989年 5月31から 6月 2日までミラノで開催されたEv
olution of Advanced Materials, AIM & ASMで刊行)か
ら、2.4 重量%のFe、0.15重量%のZn、0.03重量%の
P、および残りは銅を含有する合金CuFe2.4 は、製造物
が最終寸法に冷間ロール加工した鋳込み材料である場
合、非常に高い軟化温度を有するものであることが知ら
れている。
加工後のCuFe2.4 材料の再結晶化温度を高めて、改良さ
れた電気伝導率と強度との組合せを得ることが可能であ
る。しかし、ろう付けテスト、すなわちヨーロッパ特許
出願第 429,026号のろう付け充填剤材料により作られた
少量のペーストあるいは粉末をCuFe2.4 の片の表面上に
置いての黄銅濡れテストを用いたろう付けテストでは、
その広がりは良くなく、銅の上よりさらに制限されたも
のであった。
技術の欠点のいくつかを解消せしめ、熱交換器で使用さ
れるろう付け容易な良好な合金を得ることであり、これ
によりその合金は、硬度を保持し、高い腐食耐性を有す
る。さらに、本発明の本質的に新規な特徴は、特許請求
の範囲の記載から明らかである。
金は、14〜31重量%の亜鉛、0.1 〜1.5 重量%の鉄、0.
001 〜0.05重量%の燐および0〜0.09重量%の砒素を含
有し、残りは銅および付随的な不純物である。本発明の
合金のためのろう付け温度は、 600℃〜 700℃である。
これは、本発明の合金は、例えばヨーロッパ特許出願第
429,026号に説明されたろう付け充填剤材料に使用でき
ることを意味する。
となくろう付けできるために、熱交換器、とくに放熱器
に有利に適するものである。また、良好な腐食耐性と良
好な成形性も有し、さらに、必要によりストリップとし
て鋳込みおよび溶接できる。本発明の合金の良好な温度
耐性は、合金元素の凝結あるいは分散によって得られ、
これによって、制御された微細な粒径が得られる。
テムに基づいたものである。銅亜鉛(CuZn)システムに
おいて、鉄添加により、粒生長を制御し、それにより比
較的高温で軟化特性をも制御するのが可能である。 650
℃以下のろう付け温度を用いると、所望の温度安定性を
得るためには、0.7 重量%以上の鉄を添加しなければな
らない。 650℃と 700℃の間のろう付け温度を用いる
と、温度安定のためには、1重量%以上の鉄を添加しな
ければならない。燐は、本発明の合金に、鉄との凝結物
を得るために添加される。
るいは鉄と燐の凝結物を含有するものである。これは、
粒生長が制限され、ろう付け中の軟化が鉄あるいは鉄と
燐の添加なしの合金と比較して低いことを意味する。し
かし、1重量%以上の鉄を用いたとき、良好な腐食耐性
を得るために、0.04重量%以上の砒素を添加しなければ
ならない。
記載の実施例により説明するが、本発明はそれらによっ
て限定されるものではない。
鋳込試料を2mm の厚さに冷間ロール加工し、そしてアニ
ール処理した。漬けてブラッシュした後、合金を0.5mm
厚にさらに冷間ロール加工した。重量%の異なる合金の
組成を以下の表1に示す。 [表1] 合金 Cu Zn Fe P As 1 85.3 14.2 0.49 0.006 2 84.6 14.5 0.98 0.006 3 84.0 14.4 1.43 0.007 0.08 4 68.7 30.0 1.26 0.006 0.03 5 68.5 30.1 1.30 0.001 0.081 本発明の合金の軟化特性は、 650℃と 700℃のろう付け
温度で塩槽中で2分間アニール処理した後、試験した。
両硬度、降伏強度、引っ張り強度および伸び率を測定し
た。本発明の合金に対する降伏強度および伸び率は、図
1に示される。図1中の本発明の合金の挙動は、合金1
を除いて互いにまったく同じであり、その降伏強度は、
ろう付け温度範囲 600℃〜 700℃で他の合金より非常に
低いものである。
温度 650℃と 700℃での2分間のアニール処理の前後の
硬度を示す図2に、より良好に示される。図2(a) は、
合金1〜3中での鉄添加の硬度への影響を示し、図2
(b) は、合金3−4での亜鉛添加の硬度への影響を示
す。 120の硬度(HV)が所望の温度安定性に対する最も低
い値である場合、図2(a) から、 650℃から 700℃の間
の温度でろう付け中、良好な軟化耐性のために少なくと
も1重量%の鉄が必要であることが分かる。しかし、1
重量%以下の鉄を添加する合金1−2は、 650℃より低
いろう付け温度に適するものである。図2(b) により、
ろう付け後の硬度(HV)は、合金3および4の両方で 120
以上であるので、亜鉛添加は、温度安定性に悪影響しな
いことが示される。
して、結晶間腐食、応力腐食クラックおよび脱亜鉛化の
耐性をNaCl、NaHSO3、CuClおよびCuCl22H2O を含有する
テスト溶液中で試験した。溶液のpH値は、HCl で3.0 に
調整した。合金1〜5の試料は、この溶液に72時間、常
温で完全に浸漬した。
るために、固定の抑制力を与えて、およびそれなしで、
曲げストリップに掛けて試験した。その結果は、表2に
示されるように、腐食のタイプ(合金の番号の後のaと
bは、同様の試料を意味する)、腐食深さおよび攻撃の
量、ならびにこれらの腐食タイプに対する受容性の分類
あるいは等級を示す。等級は1ないし3を用いたが、1
は良好で、3は不良である。したがって、異なる腐食タ
イプの等級は、絶対等級として互いに設定したものであ
る。全等級は、次の式により、計算される。
なる添加元素の効果を示す。図3(a) は、腐食耐性は、
亜鉛含有率を低減することにより改良されることを示
す。図3の(b) と(c) は、1重量%以上の鉄含有率は、
腐食耐性を低減し、砒素を添加することが必要になるこ
とを示す。砒素含有率は、合金1〜3での所望の腐食耐
性を得るために、少なくとも0.04重量%にすべきであ
る。図3(d) からは、合金4−5に対して、腐食耐性
は、砒素添加により改良されないことが分かる。
れも試験した。この試験は、試験すべき合金で作られた
平らな片の上に同じ合金で作られた曲げられた片を掛け
るように載せて、曲がった片の一側が平らな片と少なく
とも点線曲線接続を形成するようにして、行なわれた。
ヨーロッパ特許出願第 429,026号に説明されるように、
ろう付け充填材料をこれらの2つの合金片の接続線の一
端の上に広げた。次に、試料片をろう付け温度に加熱し
た。濡れ長さの結果値は、2つの片の間の接合線に沿っ
たろう付け充填材料の全長として測定され、表3に示さ
れる。 [表3]各合金に対する濡れ長さ(各ろう付け温度) 合金 620℃ 650℃ 680℃ 1 16mm >60mm >60mm 2 15mm >60mm >60mm 3 16mm 24mm >60mm M 13mm 16mm 26mm 合金1〜3の濡れ長さは、まったく同様であり、合金1
〜3の濡れ長さが本発明の従来技術で説明された合金M
(=CuFe2.4 )より非常に良好である。
り前記のような効果が得られた。すなわち、熱交換器で
使用されるろう付けが容易な良好な合金が得られた。そ
して、硬度を保持し高い腐食耐性を有するろう付け用合
金が得られた。
存性を例として示すグラフである。
に対する効果を例として示すグラフである。
に対する効果を例として示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 14〜31重量%の亜鉛、0.1 〜1.5 重量%
の鉄、0.001 〜0.05重量%の燐および0〜0.09重量%の
砒素を含有し、残りは銅および付随的な不純物である合
金であることを特徴とする熱交換器、とくに放熱器に使
用されるろう付け用合金。 - 【請求項2】 請求項1に記載の合金において、 650℃
以下のろう付け温度で、該合金中の鉄含有率は、0.7 〜
1.0 重量%であることを特徴とするろう付け用合金。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の合金におい
て、 650℃〜 700℃のろう付け温度で、該合金中の鉄含
有率は1.0 〜1.5 重量%であることを特徴とするろう付
け用合金。 - 【請求項4】 請求項3に記載の合金において、砒素含
有率は、0.03〜0.09重量%であることを特徴とするろう
付け用合金。 - 【請求項5】 請求項1、2、3、4のいずれかに記載
の合金において、該合金は、14〜16重量%の亜鉛、0.1
〜1.5 重量%の鉄、0.001 〜0.05重量%の燐および0〜
0.09重量%の砒素を含有し、残りは銅および付随的な不
純物であることを特徴とするろう付け用合金。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4、5のいずれかに
記載の合金において、砒素を該合金に添加して腐食特性
を改良することを特徴とするろう付け用合金。 - 【請求項7】 請求項1、2、3、4、5、6のいずれ
かに記載の合金において、燐を該合金に添加して軟化特
性を改良することを特徴とするろう付け用合金。
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