JPH07303983A - 非腐食性フラックスろう付用アルミニウム合金材およびろう付け方法 - Google Patents

非腐食性フラックスろう付用アルミニウム合金材およびろう付け方法

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JPH07303983A
JPH07303983A JP11336594A JP11336594A JPH07303983A JP H07303983 A JPH07303983 A JP H07303983A JP 11336594 A JP11336594 A JP 11336594A JP 11336594 A JP11336594 A JP 11336594A JP H07303983 A JPH07303983 A JP H07303983A
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JP
Japan
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brazing
flux
mixture
powder
brazed
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JP11336594A
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Yoshito Oki
義人 沖
Haruo Sugiyama
治男 杉山
Akira Morita
彰 森田
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Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 非腐食性フラックスと珪素粉末(若しくは珪
素粉末に他の金属粉末金属粉末を混合する)から成るろ
う付用部材を親水処理する非腐食性フラックスろう付用
アルミニウム合金材。この非腐食性フラックスと珪素粉
末の混合物スラリーを、親水処理を施したろう付けすべ
き部材のろう付け部に施し、加熱ろう付けする。 【効果】 熱交換器などのアルミニウム合金材製品を非
腐食性フラックスと金属粉末の混合物を用いてろう付け
するに当り、フィンのような薄層材などのろう付け後に
おいて残存厚を確保する必要のある部材の付着量を均一
化し、それによって好ましいろう付けを達成すると共に
該部材の局部的に大きな溶解発生を防止し、貫通孔の発
生を防止すると共に強度や耐食性の低下、外観不良など
を防止して適切なろう付けを達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非腐食性フラックスろう
付用アルミニウム合金材およびろう付け方法に係り、た
とえばアルミニウム材料表面に非腐食性フラックスと金
属珪素の混合物を塗布して有利なろう付けをなすに当っ
て、塗布された前記混合物が不均一状であってもろう付
後におけるアルミニウム材料の局部的溶解をなからしめ
て残存厚を均一化し、強度や耐食性に優れたろう付け製
品を得しめることのできるアルミニウム合金材を提供
し、またその好ましいろう付け法を得ようとするもので
ある。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムまたはアルミニウム合金材
をろう付けして機器を形成することは軽量性、熱伝導性
などにおいて他の金属材などに求めることのできない有
利性があることから従来から広く採用されて来たところ
であって、特に車輛用熱交換器などにおいてはチューブ
材に対してフィン材をろう付けしたものが一般的に用い
られている。
【0003】然して、上記したようなアルミニウムまた
はアルミニウム合金材を採用したろう付けは接合部にろ
う材とフラックスとを夫々添加供給して加熱する手法に
よるものが作業操作上煩雑で、コスト高となり、しかも
ろう付不良、ろう付け品質の不均一性などの不利が伴う
ことから芯材にろう材および皮材層をクラッドしたブレ
ージングシートを用いることが広く採用されている。即
ちろう材層を相手部材に接合するように組合わせた状態
で炉内に装入し加熱することによってろう付けを一挙に
達成するものである。
【0004】然し近年においては上記したようなクラッ
ド材を使用しないでろう付けする方法についてもそれな
りの提案がなされており、そうした方法の1つに弗化ア
ルミニウムカリウム系の非腐食性弗化物フラックスと金
属珪素粉末の混合物でろう付けすることが米国特許第5
100048号に発表されている。即ちこの方法ではア
ルミニウム材料表面に塗布された珪素がろう付温度でア
ルミニウム材料中へ急速に拡散し、アルミニウム材料表
層部がAl−Si共晶組成近くになると溶融(共晶温度:5
77℃)し、ろうとなって部材相互間の接合がなされ
る。
【0005】具体的には弗化物系フラックスと金属珪素
粉末の混合物がドライパウダーまたは水やアルコール等
の揮発性液体に懸濁して塗布され、該混合物の配合は重
量比で1:1〜3:1程度で、混合物の塗布量は5〜3
0 g/m2、ろう付温度は577℃以上、その時間は2〜
5分であるが、最適条件としては珪素約30%の混合物
を20〜30 g/m2塗布し、またろう付用材料としては
純Al材やAl−1%Mn材などが示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような米国特許
第5100048号による方法はクラッド材とする必要
がないことから工程ないしコスト的にメリットが大であ
り、またスクラップの再利用等素材利用上においても有
利であるなどのメリットを有しているが、アルミニウム
材料表面および塗布物の性状如何により非腐食性フラッ
クスと金属珪素の混合物を均一に塗布することが容易で
なく、部分的に不均一に塗布された場合には珪素粉末の
多く付着した部分でアルミニウム材料が局部的に大きく
溶解する。このためろう付後のアルミニウム材料残存厚
が不均一となり、強度や耐食期間の低下を来し、場合に
よっては貫通孔が発生するなどの不利がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような従
来技術における課題を解決し、上記したような混合物が
不均一に塗布される条件下においてもアルミニウム材料
における局部的な溶解が少く、ろう付後の残存厚が比較
的均一となるアルミニウム材を得しめ、有利な熱交換機
器などを得ることについて検討を重ね、ろう付けされる
べき部材における非腐食性フラックスと金属粉末との混
合物附着状態を良好均一化することによって好ましい結
果を得ることに成功したものであって、以下の如くであ
る。
【0008】(1) 非腐食性フラックスと金属粉末を
用いたろう付用部材であって、親水処理されていること
を特徴とする非腐食性フラックスろう付用アルミニウム
合金材。
【0009】(2) 金属粉末が珪素粉末もしくは珪素
粉末に他の金属粉末を混合したものであることを特徴と
する前記(1)項に記載の非腐食性フラックスろう付用
アルミニウム合金材。
【0010】(3) ろう付けすべき部材を親水処理を
施したものとして準備し、非腐食性フラックスと金属粉
末との混合物スラリーをろう付け部に施し、加熱ろう付
けすることを特徴とした非腐食性フラックスろう付け方
法。
【0011】(4) 金属粉末が珪素粉末もしくは珪素
粉末に他の金属粉末を混合したものであることを特徴と
した前記(3)項に記載の非腐食性フラックスろう付け
方法。
【0012】(5) ろう付けすべき部材の中の何れか
に親水処理を施したものとして準備することを特徴とし
た前記(3)または(4)項に記載の非腐食性フラック
スろう付け方法。
【0013】
【作用】本発明で用いる非腐食性フラックスは LiF, Na
F, KF, CaF2, AlF3, SiF4 等の弗化物の粉末混合物、も
しくはこれらを溶融後粉末としたもの、あるいは上記弗
化物の錯化合物、たとえば KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、K2
SiF6等の単味もしくは混合物またはこれらを溶融後粉末
としたもの等であって、このような弗化物系のフラック
スは何れのものもアルミニウムに対して塩化物の如き腐
食性を持たない。このものの粉末の寸法は平均で0.1〜
30μm 程度のもので、好ましくは平均で1〜10μm
である。
【0014】皮材と合金化して溶融し、ろうを形成する
金属としては珪素の他亜鉛等があり、またZnを含有し、
好ましくは10〜30%Zn含有する珪素−亜鉛合金等が
ある。そしてこのような金属は被ろう付部材として形成
した、たとえば熱交換器のチューブ表面にこの粉末を被
ろう付部材に塗布または前記フラックスの粉末と混合し
てスラリーとして塗布してもよい。この場合、珪素粉末
の他に10〜30%の亜鉛粉末や2〜20%の銅粉末を
添加混合して塗布してもよい。特に被ろう付部材に供給
する珪素を前もって合金化することはコストがかさむ不
利があり、好ましくは金属の単体を粉体として被ろう付
部材に塗布して用いるのが好ましい。なかでも珪素はろ
う付温度で容易にAl−Si共晶合金となるので好ましい。
【0015】非腐食性フラックスを用いたろう付用部材
であって、親水処理されていることによりスラリー状態
で附着される非腐食性フラックスと金属粉末との混合物
の附着量を均一化し、前記混合物附着量の部分的過大化
に伴う部材の溶損を制限する。
【0016】ろう付けすべき部材を親水処理を施したも
のとして準備し、弗化アルミニウムカリウム系の非腐食
性フラックスと金属粉末との混合物をろう付け部に施す
ことにより附着操作の容易なスラリー状態で用いられる
前記混合物の附着状態を均一化し、そうした混合物の均
等附着状態で加熱ろう付けすることによって該混合物の
過大附着に伴う部材の溶損および該溶損による肉厚の大
幅減少ないし貫通孔発生を適切に防止する。
【0017】ろう付けすべき部材の中でろう付後の残存
厚を特に必要とする部材に親水処理を施したものとして
準備することによって例えば熱交換器に用いられるフィ
ン材などを適切に薄肉化したものとして準備せしめ、し
かもその部分的溶損ないし貫通孔発生を有効に防止せし
め、経済的且つ軽量で熱交換率の高い製品を提供する。
【0018】前記したような親水処理としては、親水性
樹脂と架橋剤が必須で、好ましくはこれに親水性無機物
を採用する。親水性樹脂としては、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸、セルロース、アラビヤゴム、アク
リルアミド、水溶性ナイロン、ポリビニルスルフォン
酸、アクリルビニルスルフォン酸共重合物、水溶性ウレ
タンなどの何れか1つまたは2つ以上が用いられ、また
架橋剤としてはクロム酸、バナジン酸、ジルコン酸のう
ちの何れか1つまたは2つ以上を採用され、更に親水性
無機物としてはシリカ、水ガラス、アルミナ、ジルコニ
ア、チタニア、酸化亜鉛などの何れか1つまたは2つ以
上を加えることにより親水性をより向上することができ
る。
【0019】上記したような親水性処理剤による処理方
法としてはスプレー塗、刷毛塗りあるいはどぶ漬けやロ
ール塗りなどの適宜の手法を用いることができ、部材の
全般に対する処理の外、部分的附着処理で実施すること
が可能である。
【0020】
【実施例】フィン材たるべきアルミニウム板として板厚
100μm で、幅1000mmの3003−H14材のコ
イルを用い、2重量%のサーフクリーナー53S(日本
ペイント製)を60℃で3秒間スプレーし、続いて水洗
して脱脂した。このアルミニウム板に対し、ポリアクリ
ル酸:50g/リットル、コロイダルシリカ:50g/
リットル、バナジン酸:1g/リットルから成る塗料を
両面に乾燥塗膜で各1μm になるように第1コーターロ
ールで塗装した後、260℃で20秒加熱乾燥し、親水
性プレコートフインを作成した。この接触角は10゜で
強い親水性を示した。なおこれに対し圧延仕上りの前記
フイン材における表面の接触角は70゜で親水性は弱い
ものであった。
【0021】上記のように親水処理を施したフィン材お
よび圧延上がりのフィン材コイルを幅21mmにスリット
した後、フィン高さ8mm、ピッチ3mmのコルゲート成形
加工を行った。次いで長さ50mmに切断したコルゲート
フィンの両側に1050押出多穴偏平管(幅20mm、高
さ2mm、長さ70mm)をセットし、ろう付用試験品を組
み付けた。
【0022】ろう付けはフラックスと珪素粉末の重量比
2:1の割合による混合物100gと純水400gの割
合による液中に懸濁し、前記したように組付けた試験品
にスプレーで塗布後、150℃で5分加熱して乾燥し
た。乾燥後の試験品を目視で観察したところ、親水処理
したフィン組付け品においては前記混合物がチューブに
は不均一に付着しているのに対しフィンにおける付着は
均一に付着しているものであった。なお上記のような混
合物の平均塗布量について塗布前後の試験品重量を測定
し求めた結果は、親水処理したフィン組付け品が22 g
/m2であったのに対し、無処理のフィン組付け品は24
g/m2であった。
【0023】上記のようにして準備された各試験品を窒
素ガス雰囲気中で、50℃/min の昇温速度で600℃
まで昇温し、該温度で保持時間3分間のろう付けをなし
た。然してこのようなろう付後の各試験品外観を目視に
よって観察したところ本発明により親水処理したフィン
においては貫通孔が全く認められなかったのに対し、比
較品として親水処理されなかったもののフィンにおいて
は1mmφ以下の多数の貫通孔発生が確認された。なおフ
ィンとチューブとのろう付け状態を接合部の断面観察に
よって確認した結果はどちらも良好であった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
熱交換器などのアルミニウム合金材による各種製品を非
腐食性フラックスと金属粉末の混合物を用い簡易且つ低
コストにろう付けするに当ってフィンのような薄層材な
どのろう付け後において残存厚を確保する必要のある部
材ないし部分に対する混合物(金属珪素)の付着量を均
一化し、それによって好ましいろう付けを達成すると共
に該部材ないし部分における局部的に大きな溶解発生を
防止し、貫通孔の発生をなからしめると共に強度や耐食
性の低下、外観不良などを防止して適切なろう付けを簡
易且つ低コストに達成し得るものであるから工業的にそ
の効果の大きい発明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 35/363 H

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非腐食性フラックスと金属粉末を用いた
    ろう付用部材であって、親水処理されていることを特徴
    とする非腐食性フラックスろう付用アルミニウム合金
    材。
  2. 【請求項2】 金属粉末が珪素粉末もしくは珪素粉末に
    他の金属粉末を混合したものであることを特徴とする請
    求項1に記載の非腐食性フラックスろう付用アルミニウ
    ム合金材。
  3. 【請求項3】 ろう付けすべき部材を親水処理を施した
    ものとして準備し、非腐食性フラックスと金属粉末との
    混合物スラリーをろう付け部に施し、加熱ろう付けする
    ことを特徴とした非腐食性フラックスろう付け方法。
  4. 【請求項4】 金属粉末が珪素粉末もしくは珪素粉末に
    他の金属粉末を混合したものであることを特徴とした請
    求項3に記載の非腐食性フラックスろう付け方法。
  5. 【請求項5】 ろう付けすべき部材の中の何れかに親水
    処理を施したものとして準備することを特徴とした請求
    項3または4に記載の非腐食性フラックスろう付け方
    法。
JP11336594A 1994-05-02 1994-05-02 非腐食性フラックスろう付用アルミニウム合金材およびろう付け方法 Pending JPH07303983A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007521139A (ja) * 2003-12-17 2007-08-02 ゾルファイ フルーオル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 融剤
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CN105855518A (zh) * 2016-06-21 2016-08-17 金锢电气有限公司 一种铜铝导体的生产方法

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