JPH08229698A - 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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JPH08229698A
JPH08229698A JP3852895A JP3852895A JPH08229698A JP H08229698 A JPH08229698 A JP H08229698A JP 3852895 A JP3852895 A JP 3852895A JP 3852895 A JP3852895 A JP 3852895A JP H08229698 A JPH08229698 A JP H08229698A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形性およびろう付性が良く、かつ工程管理
の容易なフラックス含有Al合金ろう材の製造する方法
を目的とする。 【構成】 この発明のフラックス含有ろう材の製造方法
は、ろう材成分粉末とフラックス成分粉末とを混合した
混合粉末を加圧することにより、密度が理論値の90%
以上の圧粉体に固形化し、次いで該圧粉体を二次成形す
るフラックス含有Al合金ろう材の製造方法であって、
前記混合粉末の加圧固形化および二次成形を、200℃
未満の温度に保持して行うことを特徴とする。また、前
記混合粉末の加圧固形化は大気中で行うことが好まし
い。

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
その合金材のろう付に用いられるフラックス含有Al合
金ろう材を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、既に、アルミニウムまたは
その合金材のフラックスろう付において、適量のフラッ
クスをろう材と同時に供給できる種々のフラックス含有
Al合金ろう材を開発した(例えば、特願平3−346
994号に記載のろう材)。このようなフラックス含有
Al合金ろう材は、例えば次のような方法で製造されて
いる。即ち、先ず、ろう材成分およびフラックス成分の
混合粉末を円筒形の缶体等からなる容器に充填し、48
0℃以上の熱間で容器内を1mmHg以下で真空脱ガス
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する。次い
で、この圧粉成形体の容器部分を切削除去し、熱間で所
要形状に押出成形してフラックス含有Al合金ろう材を
得るというものである。
【0003】前記方法では、粉末粒子表面を十分に軟化
させて固形化を完全にするために480℃以上の高温下
で圧粉を行っているが、このような高温下では材料粉末
が酸化してろう付性が悪化しやすく、したがってこれを
防止するため、真空の非酸化雰囲気下で圧粉する必要が
あった。そのため、真空脱ガスしながら圧粉するための
大掛かりな設備が必要となり、また多くの工程を経なけ
ればならないため、ろう材の製造コストが増大するとい
う問題点があった。さらに、真空中で圧粉するためには
材料粉末を充填する容器が必要となるが、この容器は押
出等の二次成形時には除去しなければならず、このこと
も工程数を増やす原因となっていた。
【0004】そこで、さらに本出願人は、ろう付性の良
いフラックス含有Al合金ろう材を簡単な工程で製造す
べく、混合粉末の加圧固形化に使い捨ての圧粉用容器で
はなく金型を用い、かつ比較的低い温度で圧粉する方法
を開発した。具体的には、混合粉末の圧粉温度を粉末粒
子が金型に融着しない200〜550℃に設定し、材料
粉末の酸化を抑制して大気中で加圧固形化し、圧粉体を
金型から離型したのち二次成形するというものである。
そして、圧粉用金型の繰返し使用と、大気中圧粉による
製造装置の簡略化とにより、ろう材の製造コストを低減
しようというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の金型
内で混合粉末を固形化する方法において、圧粉体が二次
成形可能な強度を有する限り、換言すれば一定以上の圧
粉体密度が得られる限り、圧粉温度が低温であるほど材
料粉末の酸化の危険性が少なくなり、工程管理も容易に
なる。従って、この方法において、圧粉温度をさらに下
げることができれば、より良い品質のフラックス含有A
l合金ろう材をより低コストで製造できる可能性があ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような技術背景に鑑
み、発明者らは前述の金型内で混合粉末を固形化する方
法についてさらに研究と実験を重ね、なお一層圧粉温度
を下げても二次成形に必要な圧粉体密度が得られること
を見出だし、この発明の完成に至った。
【0007】即ち、この発明のフラックス含有Al合金
ろう材の製造方法は、ろう材成分粉末とフラックス成分
粉末とを混合した混合粉末を加圧することにより、密度
が理論値の90%以上の圧粉体に固形化し、次いで該圧
粉体を二次成形するフラックス含有Al合金ろう材の製
造方法であって、前記混合粉末の加圧固形化を200℃
未満の温度に保持して行うことを特徴とするものであ
る。また、前記混合粉末の加圧固形化は大気中で行うこ
とが好ましい。
【0008】この発明におけるろう材成分とは、アルミ
ニウムまたはその合金材のろう付に使用できるものであ
れば特に限定されるものではなく、AlおよびSiを主
成分として必要に応じてZn、Cu等の微量成分を添加
したもの、あるいはAlおよびZnを主成分とするもの
等を例示できる。ここで、代表的なろう材成分組成とし
て、3〜15wt%のSiを含有するAl合金ろう材を挙
げることができる。なお、これらのろう材成分粉末とし
て、必ずしもAl、Si等の各成分を単体で用いなけれ
ばならないものではなく、所定組成の合金粉末を用いて
も良いし、これらを併用しても良い。
【0009】また、フラックスの種類も特に限定される
ものではなく、融点が600℃以下のフッ化物系または
塩化物系のフラックスを使用しうるが、非腐食性の点で
フッ化物系フラックスが良い。フッ化物系フラックスと
しては、例えば45.8%KF−54.2%AlF
共晶組成乃至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、KAlF,KAlF,K
AlF等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、BaC
、NaCl、KCl、ZnClを主成分とするも
のが良く、BaCl−NaCl−KClの三元共晶組
成のものはその代表例である。
【0010】この発明の方法によって製造されるフラッ
クス含有Al合金ろう材の組成は、前述のろう材成分粉
末およびフラックス成分粉末の混合割合によって決定さ
れる。フラックス含有Al合金ろう材の材料となる混合
粉末において、フラックスの配合比率は特に限定されな
いが、ろう材成分粉末とフラックス成分粉末とが重量比
で99:1〜70:30となるように配合することが好
ましい。フラックス量が上記範囲よりも少なくなると、
十分なフラックス作用を発揮できずろう付が困難とな
り、一方、上記範囲よりも多くなると、フラックス成分
粉末とろう材成分粉末とを配合しての二次成形が困難と
なり、フラックス含有Al合金ろう材そのものの製造が
困難となるからである。ろう材成分とフラックス成分と
の特に好ましい配合比率は、99:1〜85:15であ
り、さらに好ましくは98:2〜90:10である。
【0011】前記混合粉末を後述の温度条件下で加圧し
ても、圧粉体内部に若干の空気が残留するために、圧粉
体の密度は各成分密度から計算される理論値よりも小さ
くなる。しかし、圧粉体の密度が理論密度の90%未満
では混合粉末が固形化しているものの、圧粉体内部まで
ポアが連通して脆いものとなっている危険性があり、二
次成形が困難となるために、理論値の90%以上の高密
度の圧粉体とする必要がある。特に好ましい圧粉体の密
度は理論値の95%以上である。このように圧粉体の密
度を高めるためには、各材料粉末は微粉砕したものを使
用することが好ましく、例えば、Al粉末は平均粒径8
0μm以下、Si粉末は平均粒径5μm以下、フラック
ス粉末は平均粒径30μm以下とするのが好ましい。な
お、このような粒度調整は、前記各材料粉末の均一混合
を図りろう材組織を均一化させるという観点からも好ま
しい。
【0012】この発明においては、前記混合粉末を20
0℃未満で圧粉して固形化し、さらに押出、圧延等の二
次成形を行うことにより、ろう付する接合部材に適した
形状のフラックス含有Al合金ろう材が製造される。加
圧固形化時の加熱温度は、高くするほど、前記圧粉体密
度が高くなってハンドリング性や二次成形性が向上し、
かつプレス圧力も小さくてすむため、工程管理が簡単に
なる。しかしその反面、材料粉末の酸化によるろう付性
低下の危険性が大きくなり、工程管理が面倒になる。こ
の発明では、この相反する性質を考慮して、加熱温度を
200℃未満とする。特に好ましい加熱温度は、160
℃未満である。また、加熱温度の下限値は特に定めるも
のではないが、圧粉体密度を理論値の90%以上とし、
良好なハンドリング性および二次成形性を得るには、5
0℃以上が好ましい。
【0013】また、前述のような温度条件下であれば、
前記混合粉末の酸化のおそれがないため、混合粉末の加
圧固形化は非酸化雰囲気中で行う必要はなく、大気中で
行うことができる。
【0014】上述のようにして固形化された圧粉体は、
理論密度の90%以上の緻密な組織となっているため、
二次成形時の加熱によって圧粉体が内部まで酸化するお
それはない。そのため、二次成形時は圧粉時ほど厳しい
温度管理は要せず、550℃以下であれば良く、良好な
二次成形性を得るために350℃以上が好ましい。
【0015】
【作用】ろう材成分粉末とフラックス成分粉末との混合
粉末は、200℃未満の温間において理論密度の90%
以上の緻密な圧粉体に固形化されるため、圧粉体から所
要形状への二次成形性が良好であるとともに、混合粉末
の酸化が抑制されてろう付性の良いフラックス含有Al
合金ろう材を得ることができる。
【0016】また、前記温度条件下では混合粉末の酸化
のおそれがないことから、圧粉固形化を大気中で行うこ
とができる。
【0017】
【実施例】次に、この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実施例について説明する。
【0018】各実施例および比較例のフラックス含有A
l合金ろう材の製造に際して、ろう材成分粉末として平
均粒径44μmのAl粉末および平均粒径1μmのSi
粉末を使用し、フラックス成分粉末として平均粒径15
μmの45.8%KF−54.2%AlFの共晶粉末
を使用した。
【0019】まず、前記各材料粉末を表1に示す割合で
大気中で混合し、混合粉末を調製した。次いで、各混合
粉末に対し、以下の製造工程Aまたは製造工程Bを温度
条件を各種に変えて実施してフラックス含有Al合金ろ
う材を製造した。各例のろう材組成および製造方法を表
1に示す。
【0020】[製造工程A]まず、前記混合粉末を直径
3インチ×高さ150mmの円筒形の金型内に充填し、熱
間プレスを用い、大気中で表1に示す温度および最大プ
レス圧力にて熱圧成形したところ、前記混合粉末は高さ
が100〜120mmの圧粉体となって固形化した。次い
で、この圧粉体を金型から離型したのち、表1に示す温
度に加熱して断面が2mm×4.6mmの棒状に押出した。
【0021】[製造工程B]まず、前記混合粉末をA1
100からなる直径3インチ×高さ200mmの円筒形の
容器に充填し、前記容器を表1に示す温度の炉中に配置
し、炉内を1mmHg以下の真空にして充填された混合粉末
を脱ガスした。次いで、表1に示す温度に保持して熱間
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、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いた。このとき、プレスにより固
形化された容器は高さ110mmとなった。次いで、前記
容器を切削除去したのち、前記圧粉体を表1に示す温度
に加熱して断面が2mm×4.6mmの棒状に押出した。
【0022】
【表1】
【0023】以上のような方法で製造された棒状の各フ
ラックス含有Al合金ろう材を長さ30mmに切断し、ろ
う付性試験を行った。ろう付性試験は、A3003合金
からなる厚さ1mm×幅50mm×長さ50mmの平板と、同
じくA3003合金からなる厚さ1mm×幅25mm×長さ
50mmの平板とを逆T形継手に組付けるとともに、接合
部に前記切断したフラックス含有Al合金ろう材を配置
し、大気中およびN雰囲気中で600℃×10分加熱
してろう付することにより行った。そして、ろう付後の
接合部を目視観察することによりろう付性を評価した。
表1に、圧粉後のろう材密度、押出の可否、およびろう
付性の評価結果を併せて示す。
【0024】表1の結果から明らかなように、各実施例
は、低い温度で圧粉しても比較例7、8と同様に理論値
の90%以上の高密度の圧粉体となり、二次成形性も良
好であった。また、低温で圧粉しているために、大気中
で圧粉してもろう付性が良く、500℃の高温、非酸化
雰囲気で圧粉し、高温で二次成形するという方法で製造
した比較例9と同じくろう付性に優れるものであった。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明のフラックス含
有Al合金ろう材の製造方法は、ろう材成分粉末とフラ
ックス成分粉末と混合した混合粉末を加圧することによ
り、密度が理論値の90%以上の圧粉体に固形化し、次
いで該圧粉体を二次成形するフラックス含有Al合金ろ
う材の製造方法であって、前記混合粉末の加圧固形化を
200℃未満の温度に保持して行うものであるから、圧
粉体からの二次成形性が良く、かつ材料粉末の酸化が抑
制されてろう付性の良いフラックス含有Al合金ろう材
を得ることができる。その結果、繰返し使用できる圧粉
用金型を使用し、200〜550℃で圧粉する方法より
も、なお一層工程管理が容易になる。
【0026】また、材料粉末の酸化が極めて少ないため
に、大気中で混合粉末の加圧固形化を行うことができ、
この場合は製造工程の更なる簡略化を図ることができ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろう材成分粉末とフラックス成分粉末と
    を混合した混合粉末を加圧することにより、密度が理論
    値の90%以上の圧粉体に固形化し、次いで該圧粉体を
    二次成形するフラックス含有Al合金ろう材の製造方法
    であって、前記混合粉末の加圧固形化を200℃未満の
    温度に保持して行うことを特徴とするフラックス含有A
    l合金ろう材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記混合粉末の加圧固形化は大気中で行
    うことを特徴とする請求項1に記載のフラックス含有A
    l合金ろう材の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08108293A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Showa Alum Corp フラックス含有Al合金ろう材およびその製造方法
KR20010091183A (ko) * 2000-03-13 2001-10-23 김홍물 플럭스가 혼합된 Al용접용 와이어의 제조 및 응력제거 방법
CN112621015A (zh) * 2020-12-25 2021-04-09 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 一种药芯铝钎料及其制备方法

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