JPH07308794A - 低温ろう付用ろう材 - Google Patents
低温ろう付用ろう材Info
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- JPH07308794A JPH07308794A JP10548594A JP10548594A JPH07308794A JP H07308794 A JPH07308794 A JP H07308794A JP 10548594 A JP10548594 A JP 10548594A JP 10548594 A JP10548594 A JP 10548594A JP H07308794 A JPH07308794 A JP H07308794A
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- Japan
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- brazing
- temperature
- alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低温でのろう付が可能であるのはもとより、短
時間で溶融し、かつＡｌとＣｕの含有量の調整も容易に
行うことのできる低温ろう付用ろう材を提供する。 【構成】ＡｌまたはＡｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金
粒子との混合加圧成形体からなる。ろう材中のＣｕ含有
量は２０〜８５wt％に設定されるが望ましい。また、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉの１種または
２種以上が含有される場合、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｚ
ｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以
下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎｉ：５wt％以下であるのが望
ましい。
時間で溶融し、かつＡｌとＣｕの含有量の調整も容易に
行うことのできる低温ろう付用ろう材を提供する。 【構成】ＡｌまたはＡｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金
粒子との混合加圧成形体からなる。ろう材中のＣｕ含有
量は２０〜８５wt％に設定されるが望ましい。また、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉの１種または
２種以上が含有される場合、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｚ
ｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以
下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎｉ：５wt％以下であるのが望
ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウムまたは
その合金材等のろう付に用いられるろう材に関し、特に
低いろう付温度でのろう付を可能とする低温ろう付用ろ
う材に関する。
その合金材等のろう付に用いられるろう材に関し、特に
低いろう付温度でのろう付を可能とする低温ろう付用ろ
う材に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、アルミニウムまたはその合金材
等のろう付を行う場合、ろう材を確実に溶融させるべ
く、ろう付温度を少なくとも該ろう材の液相線温度より
高く設定し、一般にはろう材の液相線温度より１０〜２
０℃高い温度に設定して加熱することが行われている。
等のろう付を行う場合、ろう材を確実に溶融させるべ
く、ろう付温度を少なくとも該ろう材の液相線温度より
高く設定し、一般にはろう材の液相線温度より１０〜２
０℃高い温度に設定して加熱することが行われている。
【０００３】ところで、アルミニウムまたはその合金材
のろう付には一般にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材が用いられ
ているが、かかるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材は融点が概し
て高いうえ、前述のとおりろう付温度はさらに高く設定
されるため、特に被接合部材に低融点材料が含まれてい
る場合にはろう材として使用できなかった。
のろう付には一般にＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材が用いられ
ているが、かかるＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材は融点が概し
て高いうえ、前述のとおりろう付温度はさらに高く設定
されるため、特に被接合部材に低融点材料が含まれてい
る場合にはろう材として使用できなかった。
【０００４】また、ろう材にＣｕ等を添加することによ
り融点を低下したＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金等も用いられ
ているが、押出や圧延曲げ等の加工性に問題があり、実
用化には限界があった。しかも、ろう材をろう付可能な
状態に溶融させるためには、ろう付温度をやはりろう材
の液相線温度より高く設定しなければならず、ろう付温
度の低下にも限界があった。
り融点を低下したＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金等も用いられ
ているが、押出や圧延曲げ等の加工性に問題があり、実
用化には限界があった。しかも、ろう材をろう付可能な
状態に溶融させるためには、ろう付温度をやはりろう材
の液相線温度より高く設定しなければならず、ろう付温
度の低下にも限界があった。
【０００５】そこで、本出願人は、製作が容易であり、
かつろう付温度を低下することのできるろう材として、
ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕとのクラッド材からなるろう
材を提案した（特願平５−１９４９７０号）。この提案
に係るろう材によれば、ろう付加熱時の温度上昇によ
り、Ｃｕはクラッド界面からＡｌまたはＡｌ合金層へと
拡散し、その部分のＣｕ濃度が増加し、拡散部分が低温
度で溶融を開始する。そして、Ｃｕの拡散の進行ととも
に溶融も進行しついには平衡状態となり、クラッドろう
材全体が液相化し、あるいは表面に液相が溜まり、この
液相部分を利用して被接合部材のろう付を行うものであ
る。このように、上記提案に係るろう材によれば、同一
組成合金の液相線温度以下の温度に加熱して被接合部材
のろう付を行うことができるから、ろう付温度を低くす
ることができ、低融点の被接合部材のろう付も可能とな
る。
かつろう付温度を低下することのできるろう材として、
ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕとのクラッド材からなるろう
材を提案した（特願平５−１９４９７０号）。この提案
に係るろう材によれば、ろう付加熱時の温度上昇によ
り、Ｃｕはクラッド界面からＡｌまたはＡｌ合金層へと
拡散し、その部分のＣｕ濃度が増加し、拡散部分が低温
度で溶融を開始する。そして、Ｃｕの拡散の進行ととも
に溶融も進行しついには平衡状態となり、クラッドろう
材全体が液相化し、あるいは表面に液相が溜まり、この
液相部分を利用して被接合部材のろう付を行うものであ
る。このように、上記提案に係るろう材によれば、同一
組成合金の液相線温度以下の温度に加熱して被接合部材
のろう付を行うことができるから、ろう付温度を低くす
ることができ、低融点の被接合部材のろう付も可能とな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記先行提
案に係るクラッドろう材では、Ｃｕはクラッド界面から
ＡｌまたはＡｌ合金層へと拡散し、拡散とともに溶融が
進行するから、ろう材全体が溶融するのに時間がかかる
場合があるという欠点があった。
案に係るクラッドろう材では、Ｃｕはクラッド界面から
ＡｌまたはＡｌ合金層へと拡散し、拡散とともに溶融が
進行するから、ろう材全体が溶融するのに時間がかかる
場合があるという欠点があった。
【０００７】また、ろう材におけるＡｌとＣｕの含有量
の調整は、ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕのクラッド量の調
整により行われることから、含有量の調整がいささか面
倒であるという欠点もあった。
の調整は、ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕのクラッド量の調
整により行われることから、含有量の調整がいささか面
倒であるという欠点もあった。
【０００８】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、低温でのろう付が可能である
のはもとより、短時間で溶融し、かつＡｌとＣｕの含有
量の調整も容易に行うことのできる低温ろう付用ろう材
の提供を目的とする。
てなされたものであって、低温でのろう付が可能である
のはもとより、短時間で溶融し、かつＡｌとＣｕの含有
量の調整も容易に行うことのできる低温ろう付用ろう材
の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ＡｌとＣｕをクラッドするのではな
く、これらの粒子の混合加圧成形体をもってろう材を構
成したものである。
に、この発明は、ＡｌとＣｕをクラッドするのではな
く、これらの粒子の混合加圧成形体をもってろう材を構
成したものである。
【００１０】すなわち、この発明に係る低温ろう付用ろ
う材は、ＡｌまたはＡｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金
粒子との混合加圧成形体からなることを特徴とするもの
である。
う材は、ＡｌまたはＡｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金
粒子との混合加圧成形体からなることを特徴とするもの
である。
【００１１】上記ろう材において、ＣｕまたはＣｕ合金
粒子中のＣｕ成分は、該ろう材と同一組成の溶解鋳造合
金（各成分元素を溶解鋳造により合金化したもの）の液
相線温度以下の温度でろう材に液相を生じさせ、もって
低温ろう付を可能とする役割を果たす。ここに、液相線
温度以下の温度でろう材に液相が生じる理由は次のよう
に推測される。
粒子中のＣｕ成分は、該ろう材と同一組成の溶解鋳造合
金（各成分元素を溶解鋳造により合金化したもの）の液
相線温度以下の温度でろう材に液相を生じさせ、もって
低温ろう付を可能とする役割を果たす。ここに、液相線
温度以下の温度でろう材に液相が生じる理由は次のよう
に推測される。
【００１２】すなわち、ろう付加熱時の温度上昇によ
り、ＣｕまたはＣｕ合金粒子中のＣｕ成分は、隣接する
ＡｌまたはＡｌ合金粒子との密接界面から粒子内部へと
拡散する。この拡散により、Ｃｕ濃度が大きくなるとＡ
ｌ中にＣｕＡｌ2 が生成され、その際生成熱を発生し、
Ａｌ−ＣｕＡｌ2 の共晶が融解する。そして、Ｃｕの拡
散の進行とともに溶融が進行してついにはＡｌまたはＡ
ｌ合金粒子の全体が溶融するものと推測される。そし
て、このような現象が、ろう材全体に均一に分散してい
るＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌまたはＡｌ合金粒子と
の界面の個々において同時的に発生し進行する結果、ろ
う材全体が液相線温度以下の温度で短時間に溶融して液
相化し、これを利用してろう付を行うものである。一
方、溶解鋳造による合金ろう材では、ミクロ組織的に点
在するＣｕ濃度の大きい偏析共晶部より溶融が開始さ
れ、全領域に溶融領域が広がっていくため、ろう付可能
な液相状態を実現するためには、液相線温度より高い温
度で加熱する必要があると考えられる。
り、ＣｕまたはＣｕ合金粒子中のＣｕ成分は、隣接する
ＡｌまたはＡｌ合金粒子との密接界面から粒子内部へと
拡散する。この拡散により、Ｃｕ濃度が大きくなるとＡ
ｌ中にＣｕＡｌ2 が生成され、その際生成熱を発生し、
Ａｌ−ＣｕＡｌ2 の共晶が融解する。そして、Ｃｕの拡
散の進行とともに溶融が進行してついにはＡｌまたはＡ
ｌ合金粒子の全体が溶融するものと推測される。そし
て、このような現象が、ろう材全体に均一に分散してい
るＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌまたはＡｌ合金粒子と
の界面の個々において同時的に発生し進行する結果、ろ
う材全体が液相線温度以下の温度で短時間に溶融して液
相化し、これを利用してろう付を行うものである。一
方、溶解鋳造による合金ろう材では、ミクロ組織的に点
在するＣｕ濃度の大きい偏析共晶部より溶融が開始さ
れ、全領域に溶融領域が広がっていくため、ろう付可能
な液相状態を実現するためには、液相線温度より高い温
度で加熱する必要があると考えられる。
【００１３】ろう材は、Ａｌ粒子とＣｕ粒子のみから構
成されていても良いし、あるいはろう材の性質改善のた
めやろう付後におけるろう付部に対して要求される性質
の実現のために、Ａｌ、Ｃｕ以外の金属成分として、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以
上が含有されても良い。Ｓｉ、Ｚｎはろう材の溶融温度
のさらなる低下に寄与し、従ってろう付温度のさらなる
低下に寄与するものであるが、Ｓｉが１５wt％を越える
と溶融温度が上昇し、またＺｎが３０wt％を越えると、
加圧成形後の二次加工において加工性の劣化を招く。ま
た、Ｍｇは強度向上に寄与するが、３wt％を越えると加
工性、ろう付性が悪化する。また、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉは
いずれも耐食性の向上に寄与するものであるが、Ｍｎが
２wt％を越え、Ｃｒが３wt％を越え、またはＮｉが５wt
％を越える場合には、加工性が悪化する。従って、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以
上を含有する場合、その含有量は、Ｓｉ：１５wt％以
下、Ｚｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２
wt％以下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎｉ：５wt％以下に規定
されるのが望ましい。
成されていても良いし、あるいはろう材の性質改善のた
めやろう付後におけるろう付部に対して要求される性質
の実現のために、Ａｌ、Ｃｕ以外の金属成分として、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以
上が含有されても良い。Ｓｉ、Ｚｎはろう材の溶融温度
のさらなる低下に寄与し、従ってろう付温度のさらなる
低下に寄与するものであるが、Ｓｉが１５wt％を越える
と溶融温度が上昇し、またＺｎが３０wt％を越えると、
加圧成形後の二次加工において加工性の劣化を招く。ま
た、Ｍｇは強度向上に寄与するが、３wt％を越えると加
工性、ろう付性が悪化する。また、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉは
いずれも耐食性の向上に寄与するものであるが、Ｍｎが
２wt％を越え、Ｃｒが３wt％を越え、またはＮｉが５wt
％を越える場合には、加工性が悪化する。従って、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以
上を含有する場合、その含有量は、Ｓｉ：１５wt％以
下、Ｚｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２
wt％以下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎｉ：５wt％以下に規定
されるのが望ましい。
【００１４】上記のように、ろう材に、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍ
ｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以上が含有され
る場合には、Ａｌと合金化したＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚ
ｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｃｒ系、Ａ
ｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系等のＡｌ合金粒子の形
で存在していても良い。あるいはＣｕと合金化したＣｕ
−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｎｉ系等のＣｕ合金粒子として存在し
ていても良い。いずれの場合も、Ｃｕの拡散により、同
一組成の溶解鋳造合金ろう材における液相線温度以下の
温度でろう材に液相を生じさせることができる。
ｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以上が含有され
る場合には、Ａｌと合金化したＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚ
ｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｃｒ系、Ａ
ｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系等のＡｌ合金粒子の形
で存在していても良い。あるいはＣｕと合金化したＣｕ
−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｎｉ系等のＣｕ合金粒子として存在し
ていても良い。いずれの場合も、Ｃｕの拡散により、同
一組成の溶解鋳造合金ろう材における液相線温度以下の
温度でろう材に液相を生じさせることができる。
【００１５】ろう材全体に占めるＣｕ量は、Ａｌ成分と
Ｃｕ成分のみから構成される場合であっても、Ｓｉ、Ｚ
ｎ等の他の成分を含む場合であっても、いずれの場合も
２０〜８５wt％に設定するのが良い。Ｃｕ量が２０wt％
未満では、Ｃｕ量が不足してろう付に必要な液相の量に
乏しいものとなり、接合不良を引き起こす場合がある。
一方、Ｃｕ量が８５wt％を越えると、溶融が進行しにく
くなり、未溶融のＣｕが残存する場合がある。特に下限
値は２０wt％以上、さらに好ましくは２３wt％以上に、
上限値は７０wt％以下、さらに好ましくは６０wt％以下
にＣｕ含有量が設定されるのが良い。
Ｃｕ成分のみから構成される場合であっても、Ｓｉ、Ｚ
ｎ等の他の成分を含む場合であっても、いずれの場合も
２０〜８５wt％に設定するのが良い。Ｃｕ量が２０wt％
未満では、Ｃｕ量が不足してろう付に必要な液相の量に
乏しいものとなり、接合不良を引き起こす場合がある。
一方、Ｃｕ量が８５wt％を越えると、溶融が進行しにく
くなり、未溶融のＣｕが残存する場合がある。特に下限
値は２０wt％以上、さらに好ましくは２３wt％以上に、
上限値は７０wt％以下、さらに好ましくは６０wt％以下
にＣｕ含有量が設定されるのが良い。
【００１６】なお、本発明に係るろう材によれば、Ｃｕ
の拡散により、拡散部分のＣｕ濃度が増加し、Ａｌ−Ｃ
ｕ共晶組成で溶融が開始されるため、溶融開始温度はＡ
ｌ−Ｃｕ共晶組成と異なる場合、同一組成の溶解鋳造合
金における液相線温度より低い。
の拡散により、拡散部分のＣｕ濃度が増加し、Ａｌ−Ｃ
ｕ共晶組成で溶融が開始されるため、溶融開始温度はＡ
ｌ−Ｃｕ共晶組成と異なる場合、同一組成の溶解鋳造合
金における液相線温度より低い。
【００１７】次に、この発明に係るろう材の好ましい製
造方法について説明すると、まず出発材料としてＡｌ粉
末とＣｕ粉末を用意する。また、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉの少なくとも１種を含有させる場合に
は、これらの少なくとも１種を含むＡｌ合金粉末や、Ｃ
ｕ合金粉末を用意する。もとより、Ａｌ粉末やＣｕ粉末
と、上記Ａｌ合金粉末やＣｕ合金粉末を併用しても良
い。
造方法について説明すると、まず出発材料としてＡｌ粉
末とＣｕ粉末を用意する。また、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉの少なくとも１種を含有させる場合に
は、これらの少なくとも１種を含むＡｌ合金粉末や、Ｃ
ｕ合金粉末を用意する。もとより、Ａｌ粉末やＣｕ粉末
と、上記Ａｌ合金粉末やＣｕ合金粉末を併用しても良
い。
【００１８】次に、用意した各粉末を均一に混合する。
混合は、混合粉末中のＣｕの含有量が好ましくは２０〜
８５wt％となるような配合比率で行う。また、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以上を含
有させる場合には、混合粉末中のこれら成分が、好まし
くはＳｉ：１５wt％以下、Ｚｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：
３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎ
ｉ：５wt％以下となるような配合比率で行う。また、混
合に際して、各粉末は均一混合しやすくするため、平均
粒子径５〜１００μｍに微粉砕しておくのが好ましい。
混合は、混合粉末中のＣｕの含有量が好ましくは２０〜
８５wt％となるような配合比率で行う。また、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉの１種または２種以上を含
有させる場合には、混合粉末中のこれら成分が、好まし
くはＳｉ：１５wt％以下、Ｚｎ：３０wt％以下、Ｍｇ：
３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以下、Ｃｒ：３wt％以下、Ｎ
ｉ：５wt％以下となるような配合比率で行う。また、混
合に際して、各粉末は均一混合しやすくするため、平均
粒子径５〜１００μｍに微粉砕しておくのが好ましい。
【００１９】次に、各粉末を混合して得た混合粉末を加
圧固形化する。加圧固形化の方法は特に限定されること
はないが、好ましい一例として、次の方法を挙げ得る。
即ち、混合粉末をＡｌ缶等の容器に充填した後、容器内
を１ｍｍＨｇ以下に脱ガスし、次いで熱間プレス等によ
り加圧圧粉する。次に、得られた圧粉成形体を押出、圧
延等の二次加工を実施して所期する形状のろう材を得
る。この場合、加圧成形後二次加工前に、成形体の外側
に圧着一体化しているＡｌ缶は切削除去しても良いし、
低温ろう材としての作用に悪影響を及ぼさない限りにお
いて、Ａｌ缶をそのまま残存させて二次加工を行うもの
としても良い。
圧固形化する。加圧固形化の方法は特に限定されること
はないが、好ましい一例として、次の方法を挙げ得る。
即ち、混合粉末をＡｌ缶等の容器に充填した後、容器内
を１ｍｍＨｇ以下に脱ガスし、次いで熱間プレス等によ
り加圧圧粉する。次に、得られた圧粉成形体を押出、圧
延等の二次加工を実施して所期する形状のろう材を得
る。この場合、加圧成形後二次加工前に、成形体の外側
に圧着一体化しているＡｌ缶は切削除去しても良いし、
低温ろう材としての作用に悪影響を及ぼさない限りにお
いて、Ａｌ缶をそのまま残存させて二次加工を行うもの
としても良い。
【００２０】また、加圧固形化の他の好ましい方法とし
て、ロール圧延法を挙げ得る。この方法は、図１に示す
ように、所定のギャップを隔てて対向配置された１対の
ロール（１）（１）のギャップ（２）間に、ホッパー
（３）に収容した混合粉末（４）を導くとともに、導か
れた混合粉末（４）をロール間に引込む方向にロール
（１）（１）を逆方向に回転させる。そして、ロール
（１）（１）間を通過する混合粉末は、ロールの回転に
伴う加圧力を付与されてシート状に固形化され、この固
形化されたシート状のろう材（５）がロールの反対側か
ら連続的に送り出されるものである。なお、この固形化
されたシート状のろう材（５）に対してさらに圧延等の
加工を施しても良いのは勿論である。
て、ロール圧延法を挙げ得る。この方法は、図１に示す
ように、所定のギャップを隔てて対向配置された１対の
ロール（１）（１）のギャップ（２）間に、ホッパー
（３）に収容した混合粉末（４）を導くとともに、導か
れた混合粉末（４）をロール間に引込む方向にロール
（１）（１）を逆方向に回転させる。そして、ロール
（１）（１）間を通過する混合粉末は、ロールの回転に
伴う加圧力を付与されてシート状に固形化され、この固
形化されたシート状のろう材（５）がロールの反対側か
ら連続的に送り出されるものである。なお、この固形化
されたシート状のろう材（５）に対してさらに圧延等の
加工を施しても良いのは勿論である。
【００２１】また、加圧固形化の他の方法として、コン
フォーム押出法を採用しても良く、その他粉末を加圧固
形化できるあらゆる方法を採用できる。
フォーム押出法を採用しても良く、その他粉末を加圧固
形化できるあらゆる方法を採用できる。
【００２２】加圧固形化されたろう材は、ろう付に際し
これをアルミニウムまたはアルミニウム合金材等からな
る被接合部材のろう付予定部位に配置し、要すればフラ
ックスを付着したのち加熱し、ろう材を溶融してろう付
が達成される。加熱温度は特に限定されないが、同一組
成の溶解鋳造合金の液相線温度以下の温度で加熱した場
合であっても、ろう材を溶融させることができ、良好な
ろう付を実現できる。
これをアルミニウムまたはアルミニウム合金材等からな
る被接合部材のろう付予定部位に配置し、要すればフラ
ックスを付着したのち加熱し、ろう材を溶融してろう付
が達成される。加熱温度は特に限定されないが、同一組
成の溶解鋳造合金の液相線温度以下の温度で加熱した場
合であっても、ろう材を溶融させることができ、良好な
ろう付を実現できる。
【００２３】
【作用】ろう付加熱時の温度上昇により、Ｃｕ粒子また
はＣｕ合金粒子中のＣｕが、隣接するＡｌ粒子またはＡ
ｌ合金粒子との密接界面から粒子内部へと拡散し、その
部分のＣｕ濃度が増大し、拡散部分が低温度で溶融を開
始する。そして、Ｃｕの拡散の進行とともに溶融も進行
し、ついには平衡状態となる。ろう材は粒子の混合加圧
成形体からなるものであるから、このような現象が、ろ
う材全体に分散しているＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌ
またはＡｌ合金粒子との界面の個々において同時的に発
生し進行する結果、ろう材全体が短時間で溶融して液相
化する。そして、この液相部分を利用して被接合部材の
ろう付が行われる。
はＣｕ合金粒子中のＣｕが、隣接するＡｌ粒子またはＡ
ｌ合金粒子との密接界面から粒子内部へと拡散し、その
部分のＣｕ濃度が増大し、拡散部分が低温度で溶融を開
始する。そして、Ｃｕの拡散の進行とともに溶融も進行
し、ついには平衡状態となる。ろう材は粒子の混合加圧
成形体からなるものであるから、このような現象が、ろ
う材全体に分散しているＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌ
またはＡｌ合金粒子との界面の個々において同時的に発
生し進行する結果、ろう材全体が短時間で溶融して液相
化する。そして、この液相部分を利用して被接合部材の
ろう付が行われる。
【００２４】
【実施例】表１の実施品Ｎｏ１〜１３に示すように、出
発材料として各種の金属粉末を用意した。なお、Ａｌ粉
末、Ｃｕ粉末はいずれも純度９９．０％以上のものを用
いた。また、いずれの粉末も平均粒子径は６０μｍとし
た。
発材料として各種の金属粉末を用意した。なお、Ａｌ粉
末、Ｃｕ粉末はいずれも純度９９．０％以上のものを用
いた。また、いずれの粉末も平均粒子径は６０μｍとし
た。
【００２５】
【表１】 次に、各粉末を室温で均一に混合した。混合は、混合粉
末中およびろう材中の各金属の占める量が表１となるよ
うな配合比率にて行った。
末中およびろう材中の各金属の占める量が表１となるよ
うな配合比率にて行った。
【００２６】次に、各混合粉末を直径３インチ×長さ２
００ｍｍのＡｌ缶にそれぞれ大気中にて充填した。
００ｍｍのＡｌ缶にそれぞれ大気中にて充填した。
【００２７】次に、上記各Ａｌ缶を５００℃の炉中に配
置してＡｌ缶内を１ｍｍＨｇ以下に真空脱ガスした。
置してＡｌ缶内を１ｍｍＨｇ以下に真空脱ガスした。
【００２８】次いで、上記Ａｌ缶を４８０℃に加熱した
のち、熱間プレスを用いて最大圧力４００トンにて熱圧
成形したところ、成形体の長さは１１０ｍｍとなった。
のち、熱間プレスを用いて最大圧力４００トンにて熱圧
成形したところ、成形体の長さは１１０ｍｍとなった。
【００２９】その後、成形体の外側に付着しているＡｌ
缶体を切削で除去した後、熱間押出機により５００℃の
温度で厚さ３ｍｍ×幅３０ｍｍの平板に押出した。続い
て、上記ろう材を長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ３ｍ
ｍに切り出した。そしてこれら切出し片を加熱して溶融
開始温度を調べたところ、表２に示すとおりであった。
一方、60wt％Ａｌ−40wt％Ｃｕ合金（比較品Ｎｏ１）
及び実施品Ｎｏ６のろう材と同一組成のＡｌ−Ｃｕ−Ｓ
ｉ合金（比較品Ｎｏ２）を溶解鋳造法により製作した。
この合金の固相線温度、液相線温度を調べたところ、表
２のとおりであった。
缶体を切削で除去した後、熱間押出機により５００℃の
温度で厚さ３ｍｍ×幅３０ｍｍの平板に押出した。続い
て、上記ろう材を長さ１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ３ｍ
ｍに切り出した。そしてこれら切出し片を加熱して溶融
開始温度を調べたところ、表２に示すとおりであった。
一方、60wt％Ａｌ−40wt％Ｃｕ合金（比較品Ｎｏ１）
及び実施品Ｎｏ６のろう材と同一組成のＡｌ−Ｃｕ−Ｓ
ｉ合金（比較品Ｎｏ２）を溶解鋳造法により製作した。
この合金の固相線温度、液相線温度を調べたところ、表
２のとおりであった。
【００３０】次に、３００３合金からなる２枚のアルミ
ニウム板を逆Ｔ字状に突き合わせるとともに、突き合わ
せ部に上記の各ろう材を配置した。そして、塩化物系フ
ラックスを使用し、Ｎ2 雰囲気中で、実施品Ｎｏ６、
７、８、１２、１３、比較品Ｎｏ２については５３０℃
×５分、実施品Ｎｏ１、２、３、４、５、９、１０、１
１、比較品Ｎｏ１については５５０℃×５分保持してろ
う付を行った。ろう付後、接合部のろう付状態を目視観
察した。その結果を表２に示す。
ニウム板を逆Ｔ字状に突き合わせるとともに、突き合わ
せ部に上記の各ろう材を配置した。そして、塩化物系フ
ラックスを使用し、Ｎ2 雰囲気中で、実施品Ｎｏ６、
７、８、１２、１３、比較品Ｎｏ２については５３０℃
×５分、実施品Ｎｏ１、２、３、４、５、９、１０、１
１、比較品Ｎｏ１については５５０℃×５分保持してろ
う付を行った。ろう付後、接合部のろう付状態を目視観
察した。その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】 上記表２からわかるように、本発明にかかるろう材は、
溶融開始温度が同一組成合金の液相線温度よりも低く、
かつ低温で良好なろう付が可能であることを確認し得
た。
溶融開始温度が同一組成合金の液相線温度よりも低く、
かつ低温で良好なろう付が可能であることを確認し得
た。
【００３２】また、先行提案に係るクラッド合金ろう材
と本発明に係るろう材について、ろう材全体が溶融する
時間を比較するため次のような試験を行った。即ち、表
１Ｎｏ６に示す本発明実施品と、Ｃｕ板の両面にＡｌ−
Ｓｉ合金板をクラッドしたクラッドろう材（ろう材中の
Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉの含有量はＮｏ６の本発明実施品と同
じ）とを、５２０℃のＮ2 雰囲気下において加熱し、ろ
う材全体が溶融するまでの時間を測定した。その結果、
クラッドろう材が３分であったのに対し、本発明実施品
は１分であり、本発明実施品の方が溶融時間を短縮でき
ることを確認し得た。
と本発明に係るろう材について、ろう材全体が溶融する
時間を比較するため次のような試験を行った。即ち、表
１Ｎｏ６に示す本発明実施品と、Ｃｕ板の両面にＡｌ−
Ｓｉ合金板をクラッドしたクラッドろう材（ろう材中の
Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉの含有量はＮｏ６の本発明実施品と同
じ）とを、５２０℃のＮ2 雰囲気下において加熱し、ろ
う材全体が溶融するまでの時間を測定した。その結果、
クラッドろう材が３分であったのに対し、本発明実施品
は１分であり、本発明実施品の方が溶融時間を短縮でき
ることを確認し得た。
【００３３】
【発明の効果】この発明は、上述の次第で、Ａｌまたは
Ａｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金粒子との混合加圧成
形体からなることを特徴とするものであり、Ｃｕの拡散
を利用して溶融させることができるから、同一組成の溶
解鋳造合金の液相線温度以下の温度に加熱して、被接合
部材のろう付を行うことができる。このため、ろう付温
度を低くすることができ、低融点の被接合部材のろう付
も可能となり、ろう付の適用範囲を拡大することができ
る。
Ａｌ合金粒子とＣｕまたはＣｕ合金粒子との混合加圧成
形体からなることを特徴とするものであり、Ｃｕの拡散
を利用して溶融させることができるから、同一組成の溶
解鋳造合金の液相線温度以下の温度に加熱して、被接合
部材のろう付を行うことができる。このため、ろう付温
度を低くすることができ、低融点の被接合部材のろう付
も可能となり、ろう付の適用範囲を拡大することができ
る。
【００３４】また、ろう材は粒子の混合加圧成形体から
なるものであるから、Ｃｕの拡散現象が、ろう材全体に
分散しているＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌまたはＡｌ
合金粒子等との個々の界面において同時的に発生し進行
する結果、ろう材を短時間で溶融させることができる。
かつまた、ＡｌやＣｕ等の含有量の調整は、出発材料と
してのＡｌまたはＡｌ合金粉末やＣｕまたはＣｕ合金粉
末等の混合量の調整により行うことができるから、含有
量の調整を極めて簡易に行うことができる。
なるものであるから、Ｃｕの拡散現象が、ろう材全体に
分散しているＣｕまたはＣｕ合金粒子とＡｌまたはＡｌ
合金粒子等との個々の界面において同時的に発生し進行
する結果、ろう材を短時間で溶融させることができる。
かつまた、ＡｌやＣｕ等の含有量の調整は、出発材料と
してのＡｌまたはＡｌ合金粉末やＣｕまたはＣｕ合金粉
末等の混合量の調整により行うことができるから、含有
量の調整を極めて簡易に行うことができる。
【００３５】また、ろう材がＳｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、
Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉの１種または２種以上の成分を含む場
合には、ろう付温度の低下またはろう材やろう付後にお
けるろう付部のさらなる性質の改善を図ることができ
る。この場合、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｚｎ：３０wt％以
下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以下、Ｃｒ：３wt
％以下、Ｎｉ：５wt％以下に規定することにより、確実
にこれら性質の改善効果を発揮させることができる。
Ｃｒ、Ｓｎ、Ｎｉの１種または２種以上の成分を含む場
合には、ろう付温度の低下またはろう材やろう付後にお
けるろう付部のさらなる性質の改善を図ることができ
る。この場合、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｚｎ：３０wt％以
下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以下、Ｃｒ：３wt
％以下、Ｎｉ：５wt％以下に規定することにより、確実
にこれら性質の改善効果を発揮させることができる。
【００３６】また、ろう材中のＣｕ含有量が２０〜８５
wt％である場合には、ろう付に必要な液相の量が不足す
る不都合や、Ｃｕが未溶融のまま残存する不都合を生じ
ることなく、確実かつ良好なろう付が可能となる。
wt％である場合には、ろう付に必要な液相の量が不足す
る不都合や、Ｃｕが未溶融のまま残存する不都合を生じ
ることなく、確実かつ良好なろう付が可能となる。
【図１】この発明に係るろう材の製造方法の一例である
ロール圧延法を概略的に示す断面図である。
ロール圧延法を概略的に示す断面図である。
４…混合粉末 ５…ろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田崎 清司 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 芦田 浩司 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＡｌまたはＡｌ合金粒子とＣｕまたはＣ
ｕ合金粒子との混合加圧成形体からなることを特徴とす
る低温ろう付用ろう材。 - 【請求項２】 Ｓｉ：１５wt％以下、Ｚｎ：３０wt％以
下、Ｍｇ：３wt％以下、Ｍｎ：２wt％以下、Ｃｒ：３wt
％以下、Ｎｉ：５wt％以下の１種または２種以上が含有
されてなる請求項１に記載の低温ろう付用ろう材。 - 【請求項３】 Ｃｕ含有量が２０〜８５wt％である請求
項１または２のいずれか１に記載の低温ろう付用ろう
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10548594A JPH07308794A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 低温ろう付用ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10548594A JPH07308794A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 低温ろう付用ろう材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308794A true JPH07308794A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14408898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10548594A Pending JPH07308794A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 低温ろう付用ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07308794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334387A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金接合用低温ろう材 |
| JP2014183118A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | 接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
| CN107999998A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 徐高杰 | 一种硅青铜焊丝及其生产工艺 |
| WO2024084777A1 (ja) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | ナイス株式会社 | 金属粉体を成形したろう付け材およびそれを用いたフィンチューブ式熱交換器の製造におけるろう付け処理方法 |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP10548594A patent/JPH07308794A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334387A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金接合用低温ろう材 |
| JP2014183118A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | 接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
| US10199237B2 (en) | 2013-03-18 | 2019-02-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Method for manufacturing bonded body and method for manufacturing power-module substrate |
| CN107999998A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 徐高杰 | 一种硅青铜焊丝及其生产工艺 |
| WO2024084777A1 (ja) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | ナイス株式会社 | 金属粉体を成形したろう付け材およびそれを用いたフィンチューブ式熱交換器の製造におけるろう付け処理方法 |
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