JPH071185A - フラックス含有Al合金ろう材の製造方法 - Google Patents

フラックス含有Al合金ろう材の製造方法

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JPH071185A
JPH071185A JP14749093A JP14749093A JPH071185A JP H071185 A JPH071185 A JP H071185A JP 14749093 A JP14749093 A JP 14749093A JP 14749093 A JP14749093 A JP 14749093A JP H071185 A JPH071185 A JP H071185A
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JP
Japan
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flux
filler metal
brazing
brazing filler
component
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JP14749093A
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English (en)
Inventor
Koichiro Fukui
紘一郎 福井
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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】 フラックス含有Al合金ろう材の製造におい
て、材料コストの低減および製造工程の簡略化を目的と
する。 【構成】 本発明のフラックス含有Al合金ろう材の製
造方法は、ろう材成分としてのAl塊およびSi塊を、
該ろう材成分中のSi含有量が3〜10wt%となるよう
に配合して完全に溶融したのち半溶融状態まで冷却し、
次いでこの半溶融物に前記ろう材成分とフラックス成分
とが重量比で99.9:0.1〜70:30となるよう
にフラックス成分を入れて混合し、さらにこの半溶融物
を冷却して凝固させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムまたはそ
の合金材のろう付接合に使用されるフラックス含有Al
合金ろう材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミニウムまたはその合金材の
ろう付は、接合部にろう材を供給するとともに、フラッ
クス懸濁液を接合部に塗布しこの状態で加熱するか、ま
たはフラックスをガス状にしてろう付炉の雰囲気中に供
給しつつ加熱することにより行われていた。しかしなが
ら、このようなフラックスろう付では、ろう材とフラッ
クスとを別々に接合部に供給しなければならないため
に、ろう付作業が面倒であること、フラックス使用量の
均一化が困難であること、過剰量のフラックスがろう付
品やろう付炉を汚染すること等の問題点があった。そこ
で、これらの問題点を解決するためにフラックスが含有
された種々のAlろう材が本出願人によって開発された
(例えば、特願平3−346994号に記載のろう
材)。
【0003】前記フラックス含有Alろう材は、所謂粉
末冶金法により次のようにして製造されている。
【0004】先ず、ろう材成分およびフラックス成分で
あるAl粉末、Si粉末、Al−Si合金粉末、KF−
AlF共晶粉末等を粒度調整して良く乾燥させ、これ
らを所定割合にて室温で良く混合攪拌し、この混合粉末
を円筒形のAl缶等からなる容器に充填する。次いで、
材料粉末の含有水分に起因するろう付不良を回避するた
めに、熱間で容器内を1mmHg以下で真空脱ガスして
水分を除去した後、プレス等により加熱圧粉すると粉末
粒子が融着するとともに圧粉体と容器とが圧着されて一
体化してフラックス含有Al合金ろう材を得る。次い
で、この圧粉成形体の容器部分を切削除去したのち、押
出、圧延等により線材や板材等の所要形状に二次成形し
てろう付に供するというものである。
【0005】また、前述の製造方法において、容器の除
去工程を省くために、該容器をろう材成分またはフラッ
クス成分を加えた混合粉末と同等の組成に形成してお
き、圧粉したのち容器諸共押出してフラックス含有Al
合金ろう材とすることも行われている(特願平4−18
7949号)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
粉末冶金法では、材料粉末であるAl粉末はAl地金を
溶融しアトマイズ法等により製造され、またSi粉末も
Si塊を微粉砕して製造されるため材料コストが高くな
る。しかも、密度の高いろう材を製造するためには、こ
れらの材料粉末の粒度調整は不可欠である。また、加熱
圧粉体を作る工程においては、良質のろう材を得るため
には真空脱ガスに長時間をかけなければならない。さら
に、二次成形の前に容器部分を切削除去する作業が必要
となる。ただし、前記容器をろう材成分または混合粉末
と同等の組成の合金で形成すれば、該容器の切削除去作
業は省略できるが、市販のAl缶等を使用できないた
め、ろう材組成毎に容器を製作しなければならない。
【0007】以上のように、従来の粉末冶金法では、材
料コストが高くなり、しかも製造工程に手間と時間がか
かるという問題点があった。
【0008】本発明は、前述されたような問題点を解決
することを目的として、材料コストが安くかつ簡単に製
造できるフラックス含有Al合金ろう材の製造方法を提
供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のフラックス含有
Al合金の製造方法は、前記目的を達成するために、ろ
う材成分としてのAl塊およびSi塊を、該ろう材成分
中のSi含有量が3〜10wt%となるように配合して完
全に溶融したのち半溶融状態まで冷却し、次いでこの半
溶融物に前記ろう材成分とフラックス成分とが重量比で
99.9:0.1〜70:30となるようにフラックス
成分を入れて混合し、さらにこの半溶融物を冷却して凝
固させることを特徴とするものである。
【0010】本発明のフラックス含有Al合金ろう材の
製造方法において、製造材料には、ろう材成分としてA
l塊およびSi塊と、フラックス成分とを使用する。
【0011】前記ろう材成分におけるAl塊およびSi
塊とは、Al地金、Si地金等の金属素材であり、ろう
材成分には主成分たるAlおよびSiの他に、ろう材の
機能向上のために任意に添加される金属および不可避不
純物が含まれていても良い。このろう材成分中のSi含
有量が3wt%未満または10wt%を超える場合は、ろう
付後のろう部の材料組織で粗大なSi粒が含有され、ろ
う部の機械的特性が低下する。したがって、Si含有量
は前記ろう材成分において3〜10wt%とする必要があ
る。また、特に好ましいSi含有量の範囲は7〜9wt%
である。
【0012】前記フラックス成分としては、弗化物系ま
たは塩化物系のフラックスを使用でき、液相線が前記ろ
う材成分の融点以下であれば特に限定されるものではな
い。弗化物系フラックスとしては、例えば45.8%K
F−54.2%AlFの共晶組成ないしはこれに近い
組成範囲を含んで実質的に錯体化された錯体混合物、K
AlF,KAlF,KAlFの錯体物を用い
れば良い。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、NaCl、KCl、Zn
Clを主成分とするものが良く、BaCl−NaC
l−KClの三元共晶組成のものはその代表例である。
【0013】また、前記ろう材成分およびフラックス成
分の配合割合は重量比で99.9:0.1〜70:30
の範囲に規定されなければならない。フラックス成分が
99.9:0.1よりも少なくなると、十分なフラック
ス効果が発現せずろうの濡れが悪くろう付が困難とな
り、一方70:30を超えてフラックスが多くなっても
フラックス効果が飽和して多量に配合する意味がなく、
相対的にろう材成分が少なくなってろう材としての機能
が低下するおそれがあるためである。ろう材成分および
フラックス成分の好ましい配合割合は99.9:0.1
〜85:15であり、特に好ましくは98:2〜90:
10である。
【0014】本発明の方法において、まずAl塊とSi
塊とを所定割合で配合して溶融するが、Alよりも融点
温度の高いSiをAl中に完全に溶かすために、800
〜1000℃程度で30分〜2時間程度保持することが
好ましい。そして、この溶融物を半溶融状態まで冷却
し、前記割合のフラックス成分を入れて均一に攪拌混合
し、鋳型に流し込んでさらに室温まで冷却して凝固さ
せ、所期組成のフラックス含有合金ろう材の鋳塊を得る
ことができる。さらに、この鋳塊は、切削する等してビ
レット形状やスラブ形状とし、押出、圧延等によりワイ
ヤ状、シート状等接合部に適した形状に加工してろう付
に供する。前記半溶融状態とは、具体的には、図1のA
l−Si状態図において液相線および固相線に囲まれた
斜線部分であって、Al−Siの融体に若干のAlが析
出した状態である。このように、Al−Siを半溶融状
態になるまで冷却してからフラックス成分を入れるの
は、フラックス成分が気化して投入したフラックスが目
減りするのを防ぐとともに、フラックスとAl−Si合
金との比重差による分離を防ぎ、所期組成のフラックス
含有Al合金ろう材を製造するためである。
【0015】
【作用】本発明によれば、ろう材成分としてAl塊およ
びSi塊をろう材成分中のSi含有量が3〜10wt%と
なるように配合して高温で溶融させ、半溶融状態まで冷
却したのちに、ろう材成分とフラックス成分とが重量比
で99.9:0.1〜70:30となるようにフラック
ス成分粉末を入れて混合し、さらに冷却して凝固させる
ことにより所期組成のフラックス含有Al合金ろう材の
鋳塊が得られる。このような工程によれば、フラックス
含有Al合金ろう材の製造材料として金属素材であるA
l塊およびSi塊をそのまま使用でき、金属素材の粉末
化や粒度調整作業は不要になる。また、AlとSiとを
溶融したのち半溶融状態まで冷却し、これにフラックス
を混合するため、ろう材組織は確実に均一化されるとと
もに、これらの溶融混合物を冷却凝固させるだけである
から、製造工程も極めて簡単である。また、フラックス
成分はAl−Siを半溶融状態にまで冷却したのちに混
合するから、気化等によって目減りするおそれもなく、
ねらい通りの組成のフラックス含有Al合金ろう材を得
ることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明のフラックス含有Al合金ろう
材の製造方法の具体的一実施例について、説明する。
【0017】本実施例においては、製造材料には、ろう
材成分として純度99.30%のAl地金および純度9
9.9%のSi地金と、フラックス成分として粒径1〜
100μmの45.8%KF−54.2%AlF3 共晶
粉末を使用した。
【0018】先ず、前記Al地金27.9kgおよびS
i地金2.1kgの合計30kgを円筒形黒鉛るつぼに
入れ、これを大気中で加熱炉により900℃×1時間加
熱して完全に溶融させてAl−Si合金融体としたの
ち、590℃まで冷却して半溶融状態とした。次いで、
590℃を保持しつつ、前記共晶粉末7.5kgを投入
し、攪拌して均一に混合した。さらに、これを鋳型に流
し込んで室温まで冷却して凝固させ、ろう材成分中のS
i含有量が7wt%、ろう材成分とフラックス成分とが重
量比で80:20のフラックス含有Al合金ろう材の鋳
塊を得た。
【0019】次に、前記鋳塊を直径75mm×長さ250
mmの押出用ビレット形状に切削加工し、押出荷重300
t、ビレット温度500℃の条件にて、断面3mm×4mm
の角棒に押出して、最終形状のフラックス含有Al合金
ろう材を得た。
【0020】従来例として、粉末冶金法により同じ組成
のフラックス含有Al合金ろう材を製作した。製造材料
には、ろう材成分として平均粒径44μmのAl粉末お
よび平均粒径1μmのSi粉末、フラックス成分として
平均粒径15μmの45.8%KF−54.2%AlF
の共晶粉末を使用した。
【0021】前記材料粉末をAl粉末74.4wt%、S
i粉末5.6wt%および共晶粉末20wt%の割合で配合
し混合粉末を調製した。これは、ろう材成分中のSi含
有量が7wt%、ろう材成分とフラックス成分とが重量比
で80:20に相当する。次いで、前記混合粉末を外径
3インチ×長さ200mmの円筒形のAl容器に充填した
のち、Al容器を500℃の炉中に配置し、炉内を1mm
Hg以下の真空にして5時間脱ガスした。さらに、480
℃で熱間プレスを用いて最大圧力400tにて熱圧成形
することにより、混合粉末の圧粉体は固形化されるとと
もに容器と実質的に一体化されて、前記組成のフラック
ス含有Al合金ろう材を得た。さらに、前記Al容器を
切削除去して、押出荷重300t、ビレット温度500
℃の条件にて、断面3mm×4mmの角棒に押出した。
【0022】次に、前述のようにして製作した実施例お
よび従来例のフラックス含有Al合金ろう材のろう付性
について調べた。図2に示されているように、JISA
1100Al材からなる厚さ2mm×幅50mm×長さ50
mmの平板(1)上に、同じくA1100Al材からなる
厚さ2mm×幅30mm×長さ50mmの平板(2)を垂直に
立てて逆T継手を組立て、その両脇に長さ50mmに切断
した角棒状のフラックス含有Al合金ろう材(3)を配
置して、大気中で600℃×5分間の雰囲気加熱により
ろう付した。接合部の状態を観察したところ、本実施例
および従来例共にフィレットが良くまわり、内部欠陥も
殆どない良好なフィレットが形成され、本発明の方法に
よって製造されたフラックス含有Al合金ろう材は、従
来の粉末冶金法により製造されたものと同等のろう付性
能を備えたものであることが判った。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明のフラックス含有
Al合金ろう材の製造方法は、ろう材成分としてのAl
塊およびSi塊を、該ろう材成分中のSi含有量が3〜
10wt%となるように配合して完全に溶融したのち半溶
融状態まで冷却し、次いでこの半溶融物に前記ろう材成
分とフラックス成分とが重量比で99.9:0.1〜7
0:30となるようにフラックス成分を入れて混合し、
さらにこの半溶融物を冷却して凝固させるものであるか
ら、製造材料として金属素材であるAl塊およびSi塊
をそのまま使用でき、従来の粉末冶金法に比べて材料コ
ストが少なくてすむ。また、AlとSiとを溶融したの
ち半溶融状態まで冷却し、これにフラックスを混合して
冷却凝固させるだけであるから、製造工程数も少なく、
粉末冶金法に比べて極めて簡単に製造できる。したがっ
て、本発明の方法によれば、粉末冶金法によって製造さ
れたものと同等のろう付性能を備えたフラックス含有A
l合金ろう材を、低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Al−Si合金の状態図である。
【図2】本発明の実施例において、ろう付性試験に用い
た逆T継手である。
【符号の説明】
1、2…平板 3…フラックス含有Al合金ろう材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろう材成分としてのAl塊およびSi塊
    を、該ろう材成分中のSi含有量が3〜10wt%となる
    ように配合して完全に溶融したのち半溶融状態まで冷却
    し、次いでこの半溶融物に前記ろう材成分とフラックス
    成分とが重量比で99.9:0.1〜70:30となる
    ようにフラックス成分を入れて混合し、さらにこの半溶
    融物を冷却して凝固させることを特徴とするフラックス
    含有Al合金ろう材の製造方法。
JP14749093A 1993-06-18 1993-06-18 フラックス含有Al合金ろう材の製造方法 Pending JPH071185A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8871356B2 (en) 2007-03-14 2014-10-28 Sandvik Osprey Limited Brazing piece, a method of making a brazing piece, and a method of brazing and components made from said brazing piece

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8871356B2 (en) 2007-03-14 2014-10-28 Sandvik Osprey Limited Brazing piece, a method of making a brazing piece, and a method of brazing and components made from said brazing piece

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