JPH0747487A

JPH0747487A - 低温ろう付用複合ろう材

Info

Publication number: JPH0747487A
Application number: JP19497093A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ishihara; 慶一石原; Yoshitatsu Otsuka; 良達大塚; Shoichi Sato; 昭一佐藤; Seiji Tazaki; 清司田崎; Koji Ashida; 浩司芦田
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ろう付温度を低下しうる低温ろう付用ろう材を
提供する。【構成】ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕとのクラッド材から
なり、クラッド材に占めるＣｕ量が６〜９５wt％に規定
されてなる。好ましくは、Ｃｕ層１を挟んで両面側にＡ
ｌまたはＡｌ合金層が配置されるのが良い。Ａｌまたは
Ａｌ合金としては、純度９９．０wt％以上の純アルミニ
ウム、Ｓｉ：１５wt％以下を含有するＡｌ−Ｓｉ系合
金、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｍｇ：３wt％以下を含有する
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ｍｎ：２wt％以下を含有する
Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ：３wt％以下を含有するＡｌ−
Ｍｇ系合金を挙げ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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複
合ろう材に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】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１０〜２０℃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系ろう材が用いられてい
るが、かかるＡｌ−Ｓｉ系ろう材は融点が該して高いう
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】そこで、ろう材にＣｕ等を添加することに
より、ろう材の融点を下げることも行われているが、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は限界があった。

【０００５】この発明は、かかる技術的背景に鑑みてな
されたものであって、ろう付温度を低下しうるろう材の
提供を目的とする。

【０００６】

【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、ろう材の低融点化のためにＣｕを用い
るとともに、このＣｕを合金化するのではなく、Ｃｕと
ＡｌまたはＡｌ合金とのクラッド材として構成したこと
を特徴とするものである。

【０００７】即ち、この発明は、ＡｌまたはＡｌ合金と
Ｃｕとのクラッド材からなり、クラッド材に占めるＣｕ
量が６〜９５wt％に規定されてなることを特徴とする低
温ろう付用複合ろう材を要旨とする。

【０００８】上記において、Ｃｕは、クラッド材と同一
組成合金（クラッド材の各成分元素を溶解鋳造等により
合金化したものをいう）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。

【０００９】即ち、ろう付加熱時の温度上昇により、Ｃ
ｕはクラッド界面からＡｌまたはＡｌ合金層へ拡散す
る。この拡散によりＣｕ濃度が大きくなると、拡散部分
において低温度で溶融が開始される。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
が溜まる。そして、この液相部分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。

【００１０】なお、本発明に係る複合ろう材によれば、
Ｃｕの拡散により拡散部分のＣｕ濃度が増加し、これに
起因して溶融が開始されるため、溶融開始温度は同一組
成合金における液相線温度より低いのはもとより、固相
線温度よりも低い場合もあり得る。

【００１１】ろう材のクラッド態様は特に限定されるこ
とはないが、好ましくは、Ｃｕ層を挟んでクラッド材の
両面側にＡｌまたはＡｌ合金層を配置させるのが良い。
例えば、図１（ａ）に示すように、Ｃｕ層（１）の表裏
両面にＡｌまたはＡｌ合金層（２）（２）をクラッドし
た３層サンドイッチ構造とか、図１（ｂ）のように、Ａ
ｌまたはＡｌ合金層（２）とＣｕ層（１）とを、該Ｃｕ
層が中間層として存在する態様で交互に配置させた５層
以上のクラッド構成とするのが良い。

【００１２】上記のように、ＡｌまたはＡｌ合金層
（２）をクラッド材の両面側に配置させるのが良い理由
は、Ｃｕの拡散がＡｌまたはＡｌ合金層（２）側へと進
行することから、ＡｌまたはＡｌ合金層（２）を外側に
配置しておくことにより、内側から外側に向かってＣｕ
の拡散が進行して溶融領域が広がっていくことになり、
クラッド材の少なくとも両面に確実に液相を形成するこ
とができると考えられるからである。

【００１３】ろう材全体に占めるＣｕ量は６〜９５wt％
に規定されなければならない。Ｃｕ量が９５wt％を越え
ると、ＡｌまたはＡｌ合金の絶対量が不足するため、Ｃ
ｕがＡｌまたはＡｌ合金層のみならず被接合部材へも拡
散して該被接合部材の組成を変化させる危険がある。一
方、Ｃｕ量が６wt％未満では、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恐れがあ
る。特に２０〜６０wt％に規定されるのが好ましい。

【００１４】前記Ｃｕ層（１）は、拡散作用を十分に行
わせるため純度９９．０％以上のＣｕにより構成される
のが好ましい。また、ＡｌまたはＡｌ合金層（２）の組
成は特に限定されることはなく、被接合部材の材質や要
求される性能に応じて適宜選択使用すれば良い。例え
ば、ろう材の加工性、ろう付部の耐食性の向上等を意図
する場合には、純度９９．０wt％以上の純アルミニウム
を用いれば良い。また、ろう付温度をさらに低下させた
い場合は、Ｓｉ：１５wt％以下を含有するＡｌ−Ｓｉ系
合金を用いれば良い。また、ろう材やろう付部の強度が
要求される場合には、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｍｇ：３wt
％以下を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金や、Ｍｇ：３
wt％以下を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を用いれば良い。
また、耐食性等が要求される場合にはＭｎ：２wt％以下
を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金を良いても良い。これら各
合金において、Ｓｉが１５wt％以下に、Ｍｇが３wt％以
下に、Ｍｎが２wt％以下に規定されるのが良い理由は、
Ｓｉが１５wt％を越えると融点の上昇と加工性の悪化を
招き、Ｍｇが３wt％を越えると加工性、ろう付性が悪化
し、Ｍｎが２wt％を越えると加工性が悪化するからであ
る。なお、ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕとのクラッドは常
法に従い圧延により行えば良い。

【００１５】ろう付に際し、上記クラッドろう材は、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
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。

【００１６】

【作用】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（２）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。

【００１７】

【実施例】次に、この発明の実施例を示す。

【００１８】純度９９．０％のＣｕと、Ａｌ−Ｓｉ合金
（４０４５）とを常法に従いクラッドして、表１の試料
Ｎｏ１、２、３に示す形態のクラッドろう材を製作し
た。ろう材全体に占めるＣｕ量、Ｓｉ量はそれぞ表１の
とおりとした。

【００１９】そして、上記各クラッド材を加熱して、溶
融開始温度を調べたところ、表１に示すとおりであっ
た。

【００２０】一方、上記クラッドろう材と同一組成のＡ
ｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金を溶解鋳造法により製作した（試料
Ｎｏ４）。この合金の固相線温度、液相線温度を調べた
ところ、表１のとおりであった。

【００２１】次に、Ａ３００３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５３０℃×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１に示す。

【００２２】

【表１】上記表１からわかるように、本発明に係るクラッドろう
材は、溶融開始温度が同一組成合金の固相線温度よりも
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。また、試料Ｎｏ２、３の比較から、Ｃｕ層を挟
んで両面側にＡｌまたはＡｌ合金を配置した場合には、
逆配置の場合よりもろう付性に優れていることがわか
る。

【００２３】

【発明の効果】この発明は上述の次第で、ＡｌまたはＡ
ｌ合金とＣｕとのクラッド材からなり、クラッド材に占
めるＣｕ量が６〜９５wt％に規定されてなることを特徴
とするものであるから、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。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。

【００２４】また、Ｃｕ層（１）を挟んでクラッド材の
両面側にＡｌまたはＡｌ合金層（２）が配置されている
場合には、さらに良好なろう付状態を実現できる。

【００２５】また、ＡｌまたはＡｌ合金が、純度９９．
０wt％以上の純アルミニウム、Ｓｉ：１５wt％以下を含
有するＡｌ−Ｓｉ系合金、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｍｇ：
３wt％以下を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ｍｎ：
２wt％以下を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ：３wt％
以下を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金のうちのいずれかであ
る場合には、被接合部材の材質や要求される性能に応じ
た各種低温ろう付用ろう材の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に用いるろう材のクラッド態様の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…Ｃｕ層２…ＡｌまたはＡｌ合金層

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡｌまたはＡｌ合金とＣｕとのクラッド
材からなり、クラッド材に占めるＣｕ量が６〜９５wt％
に規定されてなることを特徴とする低温ろう付用複合ろ
う材。
【請求項２】Ｃｕ層（１）を挟んでクラッド材の両面
側にＡｌまたはＡｌ合金層（２）が配置されている請求
項１に記載の低温ろう付用複合ろう材。
【請求項３】ＡｌまたはＡｌ合金が、純度９９．０wt
％以上の純アルミニウム、Ｓｉ：１５wt％以下を含有す
るＡｌ−Ｓｉ系合金、Ｓｉ：１５wt％以下、Ｍｇ：３wt
％以下を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ｍｎ：２wt
％以下を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ：３wt％以下
を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金のうちのいずれかである請
求項１または２に記載の低温ろう付用複合ろう材。