JPH0775776B2 - ステンレス鋼・耐熱鋼と他金属のロウづけ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ステンレス鋼および耐熱鋼（以下、単に「ス
テンレス鋼・耐熱鋼」と言う）と他金属とのロウづけあ
るいはハンダづけ（以下、単に「ロウづけ」と言う）方
法の改善に関する。ここで他金属とは、例えば銅および
銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、炭素鋼
および合金鋼、鋳鉄などの各種のものを指す。またクラ
ッドとは、JISG0601（1982）に定義するように、「ある
金属を他の金属で全面にあたり被覆し、かつその境界面
が金属学的に接合しているもの。ただしめっきを除
く。」を指す。またロウづけの種類としては、銀ロウづ
け、銅ロウづけ、黄銅ロウづけ、ニッケルロウづけ、ア
ルミニウムロウづけ、ハンダづけなどを含む。

（従来技術とその問題点） ステンレス鋼・耐熱鋼と他金属とのロウづけ性は、ステ
ンレス鋼・耐熱鋼が含有するクロムのために不働態化皮
膜が表面に形成され、良好でない。これは、不働態化皮
膜がステンレス鋼の地金とロウの直接接触を妨げるため
で、通常フラックスの使用が不可欠である。しかし、フ
ラックスを使用してもしばしばロウづけ不良に遭遇する
ことがある。また、金属メッキを施す方法もあるが、こ
れもロウづけ部分のメッキが剥がれるなどの問題があり
万全ではない。

（発明の目的） 本発明は、ステンレス鋼・耐熱鋼と他金属とのロウづけ
性を改善する、新規で安価な方法を提供するものであ
る。

（発明の構成） 本発明の要旨は、予めステンレス鋼・耐熱鋼の表面に10
0μｍ以下の薄いニッケルのクラッド層を施し、このニ
ッケル層を介して他金属とロウづけする方法にある。ニ
ッケルもとステンレス同様不働態化皮膜を形成する性質
はあるが、その程度はステンレス鋼に比し、はるかに軽
度であり、ステンレス鋼地肌に直接ロウづけするよりも
一段とロウづけしやすくなる。

本発明でニッケルクラッド層の厚みを100μｍ以下と規
定したのは、クラッド層の厚みが数μｍ程度と薄くて
も、充分ロウづけ性の改善効果があり、100μｍ以上と
厚くしても、経済的に無駄で且つそれ以上の効果が得ら
れないからである。

一般にロウづけ性の良否およびロウづけ部分の健全性を
評価する方法としては、ロウの広がり性（JIS Z3191に
よる）試験とロウ継手の引張試験による比較が行なわれ
る。次に、実施例によって本発明をより詳細に説明す
る。

（実施例） （実施例１） SUS304およびニッケルクラッド（ニッケルの厚さ５μ
ｍ）したSUS304について、それぞれ厚さ0.25mm、巾、長
さ各50mmの試験片を準備し、この上に銀ロウ２種および
ハンダ３種のロウを置いてロウの広がり性を調べた。
（ニッケルクラッドのニッケルの厚さの大きいものにつ
いても試験したが、結果に大きな差は認められなかっ
た） 試験方法は、JIS Z3191を参考にした。すなわち試験片5
0mm×50mmの中央部に0.1±0.001gのロウを乗せ、電気炉
にて、ロウの液相線温度より50℃上の温度に加熱し、ロ
ウが溶け始めてから30秒保持した後、炉内から取り出
し、ロウの広がり面積を測定した。広がり面積は試験片
数ｎ＝３の平均値で、表１にその測定結果を示す。な
お、ヤニ入りハンダ以外はいずれもフラックスを使用し
た。

表１から明らかなように同一条件でロウづけした場合、
単なるSUS304板に比し、ニッケルクラッドしたSUS304の
方が、ロウ広がり面積は大きく、ロウづけ性は改善され
ている。このことはロウづけの生産性の向上、不良率の
減少が期待されることを示すものである。

（実施例２） SUS304と銅、ニッケルクラッドSUS304（ニッケルの厚さ
17μｍ）と銅との重ね継手の引張試験片を準備し、引張
試験を実施した結果を表２に示す。なお、供試材はSUS3
04、ニッケルクラッドSUS304、銅のいずれも厚さ1.0m
m、巾25mm、重なり面積125mm²であり、試験値は試験片
ｎ＝３の平均値である。また使用フラックスは表１と同
じである。

表２から明らかなように重ね継手の引張り強さは、いず
れのロウを使用してもSUS304＋Cuに比し、ニッケルクラ
ッドSUS304＋Cuの継手の方が大きい値をせ示す。このこ
とはニッケルクラッド化により、ロウづけ部の強度が増
し、信頼性も向上することを示すものである。

（実施例３） SUS304およびニッゲルクラッドSUS304を各２枚（厚さ1m
m）準備、それぞれヤニ入りハンダを用いた接合試験を
行なった結果、SUS304同志では接合できなかったがニッ
ケルクラッドSUS304のニッケル面同志では容易に接合で
きた。

（実施例４） 給湯設備に使われる熱交換器には銅フィン付き銅管が使
われている。一方、缶体には耐食性、強度の面からステ
ンレス鋼の使用が望まれる。管と缶体とは溶接構造にな
るが、周知のように銅とステンレス鋼との溶接は非常に
むずかしく、仮に溶接できてもその溶接部は脆弱で強度
的な問題を残すことになる。この対応策として、管を銅
からニッケルクラッドステンレス鋼（SUS304 0.4mm厚）
に変更することにより、管と缶体との溶接は容易にな
り、且つ溶接部の信頼性は向上した。

一方、フィン（銅）と管のロウづけは、管がステンレス
鋼、単体であると、ロウづけがむずかしいが、上述のニ
ッケルクラッドステンレス鋼とすることにより、銅フィ
ンとのロウづけ性が好転した。このため、全体として耐
久性のある給湯機器とすることができた。

（実施例５） 冷凍食品機械では、冷媒を通す銅管と冷凍板との間で熱
交換して冷凍する。冷凍板には強度が必要であり、また
常時清潔さが要求されるのでステンレス鋼（SUS304 0.4
mm厚）が使われ、これらの接合にはロウづけが施される
が、そのロウづけ作業はなかなか難しい面があった。本
発明方法によって、冷凍板にニッケルクラッド化したSU
S304を使用した結果、ロウづけ作業性も良く、接合部の
強度劣化もきたさず、耐食性の優れた健全な接合部が形
成された。

（発明の効果） 本発明のニッケルクラッド化したステンレス鋼・耐熱鋼
は、従来のステンレス鋼だけのものと比較してロウづけ
作業性が良く、接合部の劣化がないことにより、その部
分の信頼性も高まり、品質的に安定でしかも安価に製作
できるので、その効果が大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−33457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−77858（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−107770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−162572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−106946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−120941（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−430（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステンレス鋼・耐熱鋼と他金属をロウづけ
   するにあたり、予め、ステンレス鋼・耐熱鋼側に厚さ10
   0μｍ以下のニッケルクラッド層を施し、次いで、該ニ
   ッケルクラッド層を介して他金属とロウづけすることを
   特徴とするロウづけ方法。