JPH09327788A - フラックス含有アルミニウムろう材 - Google Patents
フラックス含有アルミニウムろう材Info
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- JPH09327788A JPH09327788A JP15217296A JP15217296A JPH09327788A JP H09327788 A JPH09327788 A JP H09327788A JP 15217296 A JP15217296 A JP 15217296A JP 15217296 A JP15217296 A JP 15217296A JP H09327788 A JPH09327788 A JP H09327788A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ろう材およびフラックスの両面から、従来よ
りも低い温度で良好なろう付を達成できるフラックス含
有アルミニウムろう材の提供を目的とする。 【構成】 ろう材成分およびフラックス成分を含有し、
かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で95:5
〜70:30 の割合で配合されたフラックス含有アルミニウ
ムろう材であって、前記ろう材成分は、Zn: 20〜60wt%,
Si:0.05〜208wt%を含有し、さらに低温におけるろう付
性向上のための添加元素群(I) および／または強度向上
のための添加元素群(II)を含有し、残部Ａｌおよび不可
避不純物からなり、不純物中のFe含有量が0.01wt% 以下
に規制されてなり、前記フラックス成分は、融点が 550
℃以下のCs-F系フラックスであることを特徴とする。前
記添加元素群(I) は、Be,La,Sr,Bi,Mg,Li,Sb,Ba のうち
の少なくとも１種であり、前記添加元素群(II)は、Mnま
たはCrのうちの少なくとも１種である。
りも低い温度で良好なろう付を達成できるフラックス含
有アルミニウムろう材の提供を目的とする。 【構成】 ろう材成分およびフラックス成分を含有し、
かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で95:5
〜70:30 の割合で配合されたフラックス含有アルミニウ
ムろう材であって、前記ろう材成分は、Zn: 20〜60wt%,
Si:0.05〜208wt%を含有し、さらに低温におけるろう付
性向上のための添加元素群(I) および／または強度向上
のための添加元素群(II)を含有し、残部Ａｌおよび不可
避不純物からなり、不純物中のFe含有量が0.01wt% 以下
に規制されてなり、前記フラックス成分は、融点が 550
℃以下のCs-F系フラックスであることを特徴とする。前
記添加元素群(I) は、Be,La,Sr,Bi,Mg,Li,Sb,Ba のうち
の少なくとも１種であり、前記添加元素群(II)は、Mnま
たはCrのうちの少なくとも１種である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム材
のろう付に使用されるフラックス含有アルミニウムろう
材に関するものである。
のろう付に使用されるフラックス含有アルミニウムろう
材に関するものである。
【０００２】なお、この明細書において、「アルミニウ
ム」の語はアルミニウムおよびその合金を含む意味で用
いる。
ム」の語はアルミニウムおよびその合金を含む意味で用
いる。
【０００３】
【従来の技術】アルミニウム材のろう付では、母材の融
点よりも低融点のろう材が用いられ、ろう付温度は母材
の融点とろう材の融点との中間温度に設定される。この
とき、母材とろう材との融点差が小さいと、ろう付温度
の設定可能範囲が狭くなって温度管理が難しく良好なろ
う付性が得られなくなる。
点よりも低融点のろう材が用いられ、ろう付温度は母材
の融点とろう材の融点との中間温度に設定される。この
とき、母材とろう材との融点差が小さいと、ろう付温度
の設定可能範囲が狭くなって温度管理が難しく良好なろ
う付性が得られなくなる。
【０００４】アルミニウムろう材として、従来より、融
点が５７７℃以上のＡｌ−８〜１１wt％Ｓｉ合金が多用
されているが、上述のような観点から、本出願人はさら
に融点の低い５５０℃以下でろう付可能なＡｌ−Ｚｎ−
Ｓｉ系合金ろう材を提案した（特願平６−１８２４８１
号）。
点が５７７℃以上のＡｌ−８〜１１wt％Ｓｉ合金が多用
されているが、上述のような観点から、本出願人はさら
に融点の低い５５０℃以下でろう付可能なＡｌ−Ｚｎ−
Ｓｉ系合金ろう材を提案した（特願平６−１８２４８１
号）。
【０００５】また、フラックスろう付の場合は、ろう材
よりもさらに低融点のフラックスが必要であるため、従
来低融点の塩化物系フラックスが用いられる。またフラ
ックスの供給方法としては、フラックス懸濁液の塗布に
よる供給、ろう付雰囲気中へガス状フラックスの供給な
どが一般的である。
よりもさらに低融点のフラックスが必要であるため、従
来低融点の塩化物系フラックスが用いられる。またフラ
ックスの供給方法としては、フラックス懸濁液の塗布に
よる供給、ろう付雰囲気中へガス状フラックスの供給な
どが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ系合金ろう材でも母材によっては融点
差が十分でなく、母材との融点差を確保すべくさらに低
融点のろう材が求められている。また、ろうの流動性が
不十分であるために、ガス抜け不良を起こしてろう付後
の内部欠陥となるという問題点があった。
Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ系合金ろう材でも母材によっては融点
差が十分でなく、母材との融点差を確保すべくさらに低
融点のろう材が求められている。また、ろうの流動性が
不十分であるために、ガス抜け不良を起こしてろう付後
の内部欠陥となるという問題点があった。
【０００７】さらに、塩化物系フラックスを用いた場
合、フラックスそのものは低融点であるにも拘らず、ろ
う材の融点に拘束されてろう付温度管理がままならず、
しかも腐食性であるためにろう付後に残留フラックスの
洗浄除去が不可欠である。その上、フラックス供給作業
そのものが面倒であるとともに、供給量の適正化および
均一化が困難であった。
合、フラックスそのものは低融点であるにも拘らず、ろ
う材の融点に拘束されてろう付温度管理がままならず、
しかも腐食性であるためにろう付後に残留フラックスの
洗浄除去が不可欠である。その上、フラックス供給作業
そのものが面倒であるとともに、供給量の適正化および
均一化が困難であった。
【０００８】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、ろう材およびフラックスの両面か
ら、従来よりも低い温度で良好なろう付を達成できるフ
ラックス含有アルミニウムろう材を提供しようとするも
のである。
れたものであって、ろう材およびフラックスの両面か
ら、従来よりも低い温度で良好なろう付を達成できるフ
ラックス含有アルミニウムろう材を提供しようとするも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の第１のフラッ
クス含有アルミニウムろう材は、低温におけるろう付性
向上を目的として、ろう材成分およびフラックス成分を
含有し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量
比で９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラック
ス含有アルミニウムろう材であって、前記ろう材成分
は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．０５〜２０wt％
を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなり、不純
物中のＦｅ含有量が０．０１wt％以下に規制されてな
り、前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ
−Ｆ系フラックスであることを特徴とするものである。
クス含有アルミニウムろう材は、低温におけるろう付性
向上を目的として、ろう材成分およびフラックス成分を
含有し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量
比で９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラック
ス含有アルミニウムろう材であって、前記ろう材成分
は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．０５〜２０wt％
を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からなり、不純
物中のＦｅ含有量が０．０１wt％以下に規制されてな
り、前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ
−Ｆ系フラックスであることを特徴とするものである。
【００１０】また、第２のフラックス含有アルミニウム
ろう材は、さらに低い温度におけるろう付性の向上を目
的として、第１のフラックス含有アルミニウムろう材の
ろう材成分において、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、
Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種を合計
で０．０１〜０．５wt％を含有することを特徴とするも
のである。
ろう材は、さらに低い温度におけるろう付性の向上を目
的として、第１のフラックス含有アルミニウムろう材の
ろう材成分において、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、
Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種を合計
で０．０１〜０．５wt％を含有することを特徴とするも
のである。
【００１１】また、第３のフラックス含有アルミニウム
ろう材は、強度向上を目的として、第１のフラックス含
有アルミニウムろう材のろう材成分において、Ｍｎ：
０．５〜１．５wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％の
うちの少なくとも１種を含有することを特徴とするもの
である。
ろう材は、強度向上を目的として、第１のフラックス含
有アルミニウムろう材のろう材成分において、Ｍｎ：
０．５〜１．５wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％の
うちの少なくとも１種を含有することを特徴とするもの
である。
【００１２】さらに、第４のフラックス含有アルミニウ
ムろう材は、さらに低い温度におけるろう付性および強
度向上を目的として、第１のフラックス含有アルミニウ
ムろう材のろう材成分において、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓ
ｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも
１種を合計で０．０１〜０．５wt％と、Ｍｎ：０．５〜
１．５wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少
なくとも１種とを含有することを特徴とするものであ
る。
ムろう材は、さらに低い温度におけるろう付性および強
度向上を目的として、第１のフラックス含有アルミニウ
ムろう材のろう材成分において、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓ
ｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも
１種を合計で０．０１〜０．５wt％と、Ｍｎ：０．５〜
１．５wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少
なくとも１種とを含有することを特徴とするものであ
る。
【００１３】これら４種類のフラックス含有アルミニウ
ムろう材は、いずれもろう材成分と特定のフラックス成
分とにより構成され、さらに各ろう材成分は、Ａｌ、Ｚ
ｎおよびＳｉの主成分元素群、さらにこの主成分元素群
とＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＳｂおよびＢ
ａの融点降下および流動性向上に効果のある添加元素群
（以下、「Ｂｅ群」と省略する）、および／またはＭｎ
およびＣｒの強度の向上に効果のある添加元素群（以
下、「Ｍｎ群」と省略する）とにより構成される。即
ち、第１のフラックス含有アルミニウムろう材のろう材
成分は主成分元素群のみ、第２のフラックス含有アルミ
ニウムろう材のろう材成分は主成分元素群およびＢｅ
群、第３のフラックス含有アルミニウムろう材は主成分
元素群およびＭｎ群、第４のフラックス含有アルミニウ
ムろう材は主成分元素群、Ｂｅ群およびＭｎ群により構
成される。
ムろう材は、いずれもろう材成分と特定のフラックス成
分とにより構成され、さらに各ろう材成分は、Ａｌ、Ｚ
ｎおよびＳｉの主成分元素群、さらにこの主成分元素群
とＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＳｂおよびＢ
ａの融点降下および流動性向上に効果のある添加元素群
（以下、「Ｂｅ群」と省略する）、および／またはＭｎ
およびＣｒの強度の向上に効果のある添加元素群（以
下、「Ｍｎ群」と省略する）とにより構成される。即
ち、第１のフラックス含有アルミニウムろう材のろう材
成分は主成分元素群のみ、第２のフラックス含有アルミ
ニウムろう材のろう材成分は主成分元素群およびＢｅ
群、第３のフラックス含有アルミニウムろう材は主成分
元素群およびＭｎ群、第４のフラックス含有アルミニウ
ムろう材は主成分元素群、Ｂｅ群およびＭｎ群により構
成される。
【００１４】前記主成分元素群であるＡｌ、Ｚｎ、Ｓｉ
のうち、Ｚｎはろう材の融点を下げる効果がある。ろう
材は、母材よりも１５０℃以上低い温度で溶融するもの
が好ましい。ろう材成分組成において、Ｚｎ含有量が２
０wt％未満では５５０℃以下でろう付可能なまでに融点
を降下させるに至らず、６０wt％を超えるとさらに融点
を下げることはできるがろう材の溶融温度範囲が広くな
るため、凝固時の引け巣が発生しやすくなってろう付部
の気密性を低下させるおそれがある。したがって、Ｚｎ
含有量は２０〜６０wt％とする必要がある。Ｚｎ含有量
の好ましい下限値は２５wt％であり、好ましい上限値は
４５wt％である。また、Ｓｉは、ろう材の融点を下げる
効果がある。Ｓｉ含有量が０．０５wt％未満では前記効
果に乏しく、また２０wt％を超えて含有量を増やしても
前記効果が飽和するだけでなく加工性の低下という不都
合を生じる。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５〜２０
wt％とする必要があり、Ｓｉ含有量の好ましい下限値は
２wt％、好ましい上限値は８wt％である。
のうち、Ｚｎはろう材の融点を下げる効果がある。ろう
材は、母材よりも１５０℃以上低い温度で溶融するもの
が好ましい。ろう材成分組成において、Ｚｎ含有量が２
０wt％未満では５５０℃以下でろう付可能なまでに融点
を降下させるに至らず、６０wt％を超えるとさらに融点
を下げることはできるがろう材の溶融温度範囲が広くな
るため、凝固時の引け巣が発生しやすくなってろう付部
の気密性を低下させるおそれがある。したがって、Ｚｎ
含有量は２０〜６０wt％とする必要がある。Ｚｎ含有量
の好ましい下限値は２５wt％であり、好ましい上限値は
４５wt％である。また、Ｓｉは、ろう材の融点を下げる
効果がある。Ｓｉ含有量が０．０５wt％未満では前記効
果に乏しく、また２０wt％を超えて含有量を増やしても
前記効果が飽和するだけでなく加工性の低下という不都
合を生じる。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５〜２０
wt％とする必要があり、Ｓｉ含有量の好ましい下限値は
２wt％、好ましい上限値は８wt％である。
【００１５】前記Ｂｅ群の各元素、Ｂｅ、Ｌａ、Ｓｒ、
Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＳｂおよびＢａは、微量を添加する
ことによりさらに融点を降下させるとともにろうの流れ
性の向上に効果のある成分である。これらの元素は前記
効果において均等に扱われ、少なくとも１種が含有され
ていれば足りる、また、その合計量がろう材成分組成に
おいて０．０１wt％未満の場合には前記記効果に乏し
く、０．５wt％を超えると前記効果が飽和して大量に添
加する意味がない、したがって、Ｂｅ群元素の含有量は
合計量で０．０１〜０．５wt％とする必要があり、好ま
しい下限値は０．１wt％であり、好ましい上限値は０．
４wt％である。
Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＳｂおよびＢａは、微量を添加する
ことによりさらに融点を降下させるとともにろうの流れ
性の向上に効果のある成分である。これらの元素は前記
効果において均等に扱われ、少なくとも１種が含有され
ていれば足りる、また、その合計量がろう材成分組成に
おいて０．０１wt％未満の場合には前記記効果に乏し
く、０．５wt％を超えると前記効果が飽和して大量に添
加する意味がない、したがって、Ｂｅ群元素の含有量は
合計量で０．０１〜０．５wt％とする必要があり、好ま
しい下限値は０．１wt％であり、好ましい上限値は０．
４wt％である。
【００１６】前記Ｍｎ群の各元素、ＭｎおよびＣｒは、
微量を添加することによりろう材の強度向上に効果のあ
る成分である。これらの元素は前記効果において均等に
扱われ、少なくとも１種が含有されていれば足りる、Ｍ
ｎ含有量が０．５wt％未満、Ｃｒ含有量が０．１wt％未
満の場合には、それぞれ前記効果に乏しく、Ｍｎ含有量
が１．５％、Ｃｒ含有量が０．５wt％を超えても前記効
果が飽和する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５〜１．
５％とする必要があり、好ましい下限値は１．０wt％で
あり、好ましい上限値は１．３wt％である。Ｃｒ含有量
は０．１〜０．５wt％とする必要があり、好ましい下限
値は０．３wt％であり、好ましい上限値は０．４wt％で
ある。
微量を添加することによりろう材の強度向上に効果のあ
る成分である。これらの元素は前記効果において均等に
扱われ、少なくとも１種が含有されていれば足りる、Ｍ
ｎ含有量が０．５wt％未満、Ｃｒ含有量が０．１wt％未
満の場合には、それぞれ前記効果に乏しく、Ｍｎ含有量
が１．５％、Ｃｒ含有量が０．５wt％を超えても前記効
果が飽和する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５〜１．
５％とする必要があり、好ましい下限値は１．０wt％で
あり、好ましい上限値は１．３wt％である。Ｃｒ含有量
は０．１〜０．５wt％とする必要があり、好ましい下限
値は０．３wt％であり、好ましい上限値は０．４wt％で
ある。
【００１７】ろう材成分組成において前記各元素の残部
はＡｌであり、不可避不純物の存在は許容されるが、不
純物としてＦｅが多く含まれていると融点が上昇すると
ともに、耐食性が低下するため、Ｆｅ含有量を０．０１
wt％以下に規制する必要がある。
はＡｌであり、不可避不純物の存在は許容されるが、不
純物としてＦｅが多く含まれていると融点が上昇すると
ともに、耐食性が低下するため、Ｆｅ含有量を０．０１
wt％以下に規制する必要がある。
【００１８】また、前記フラックス含有アルミニウムろ
う材を構成するもう１つの成分であるフラックス成分
は、その融点が前記ろう材成分の融点よりも３０℃以上
低いものを使用することが好ましく、５５０℃以下で溶
融するものを使用する。また、非腐食性であることも必
要であるため、この発明においては、Ｃｓ−Ｆ系のもの
を使用する。具体的には、フルオロアルミン酸セシウム
錯体、ＣｓαＡｌＦα＋ ３（αは自然数）、ＣｓＦとＫ
Ｆ＋ＡｌＦ３との混合物等である。
う材を構成するもう１つの成分であるフラックス成分
は、その融点が前記ろう材成分の融点よりも３０℃以上
低いものを使用することが好ましく、５５０℃以下で溶
融するものを使用する。また、非腐食性であることも必
要であるため、この発明においては、Ｃｓ−Ｆ系のもの
を使用する。具体的には、フルオロアルミン酸セシウム
錯体、ＣｓαＡｌＦα＋ ３（αは自然数）、ＣｓＦとＫ
Ｆ＋ＡｌＦ３との混合物等である。
【００１９】さらに、前記フラックス含有アルミニウム
ろう材の組成において、前記ろう材成分とフラックス成
分との含有比率は重量比で９５：５〜７０：３０である
ことを要する。これは、フラックス量が９５：５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良好な
接合が困難となり、一方７０：３０を超えてフラックス
量が多くなると脆くなって固形化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比率
は、９０：１０〜８０：２０である。
ろう材の組成において、前記ろう材成分とフラックス成
分との含有比率は重量比で９５：５〜７０：３０である
ことを要する。これは、フラックス量が９５：５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良好な
接合が困難となり、一方７０：３０を超えてフラックス
量が多くなると脆くなって固形化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比率
は、９０：１０〜８０：２０である。
【００２０】この発明に係るフラックス含有アルミニウ
ムろう材は、ろう材成分粉末およびフラックス成分粉末
を所定割合で混合し、この混合粉末を加圧することによ
り圧粉体に成形固形化し、次いで該圧粉体を加熱したの
ち、所要形状に二次成形することにより製造することが
好ましい。
ムろう材は、ろう材成分粉末およびフラックス成分粉末
を所定割合で混合し、この混合粉末を加圧することによ
り圧粉体に成形固形化し、次いで該圧粉体を加熱したの
ち、所要形状に二次成形することにより製造することが
好ましい。
【００２１】前記ろう材成分粉末は、Ａｌ粉末、Ｚｎ粉
末、Ｓｉ粉末、Ｂｅ粉末等のそれぞれ単独粉末を所要割
合で混合しても良いし、所要組成の合金粉末を使用して
も良い。また、主成分にはＡｌ−Ｚｎ−Ｓｉ合金粉末を
使用し、微量添加元素には単独粉末を使用するというよ
うに合金粉末と単独粉末とを併用しても良い。
末、Ｓｉ粉末、Ｂｅ粉末等のそれぞれ単独粉末を所要割
合で混合しても良いし、所要組成の合金粉末を使用して
も良い。また、主成分にはＡｌ−Ｚｎ−Ｓｉ合金粉末を
使用し、微量添加元素には単独粉末を使用するというよ
うに合金粉末と単独粉末とを併用しても良い。
【００２２】前記ろう材成分粉末やフラックス粉末は、
圧粉体の密度を可及的に高めるとともに均一分散させる
ために、粒度調整したものを使用することが好ましい。
具体的には、粒径を１０〜１００μｍとするのが好まし
く、さらにＡｌ≧Ｚｎ＞Ｓｉ＞微量添加元素＞フラック
ス、Ａｌ＜Ｚｎ＞Ｓｉ＞フラックス、合金＞フラックス
というように、フラックスはろう材成分よりも粒径を小
さく、ろう材成分として単独粉末を使用する場合は含有
量の少ないものほど粒径を小さくすることが好ましい。
圧粉体の密度を可及的に高めるとともに均一分散させる
ために、粒度調整したものを使用することが好ましい。
具体的には、粒径を１０〜１００μｍとするのが好まし
く、さらにＡｌ≧Ｚｎ＞Ｓｉ＞微量添加元素＞フラック
ス、Ａｌ＜Ｚｎ＞Ｓｉ＞フラックス、合金＞フラックス
というように、フラックスはろう材成分よりも粒径を小
さく、ろう材成分として単独粉末を使用する場合は含有
量の少ないものほど粒径を小さくすることが好ましい。
【００２３】また、前記ろう材成分粉末は、圧粉体の密
度を可及的に高めるために、アトマイズ粉等の球状粉を
使用するのが好ましい。
度を可及的に高めるために、アトマイズ粉等の球状粉を
使用するのが好ましい。
【００２４】圧粉体は、一般に金型内に材料粉末を充填
して製作されるが、多数の気孔を含有する脆い状態でも
金型から離型可能で次工程へのハンドリングができる程
度に固形化していれば良いから、高密度に圧粉する必要
はなく５０％以上あれば良い。そのため、圧粉を高温下
で行う必要はなく冷間圧粉も可能である。むしろ、圧粉
温度が高すぎると金型内壁に熱融着して離型できなくな
る。圧粉温度の上限値は、５５０℃未満が好ましく、特
に４００℃未満が好ましい。前記温度域では材料粉末が
酸化するおそれがないため、非酸化雰囲気中で圧粉する
必要はなく、大気中で圧粉することができる。さらに、
前記温度域であれば、温度が高くなるほど小さいプレス
圧力で所要の密度に圧粉することができ、あるいは同じ
プレス圧力であれば高温で圧粉するほど高密度の圧粉体
ができ、ハンドリング性が向上して二次成形前の加熱時
の工程管理が容易になる。
して製作されるが、多数の気孔を含有する脆い状態でも
金型から離型可能で次工程へのハンドリングができる程
度に固形化していれば良いから、高密度に圧粉する必要
はなく５０％以上あれば良い。そのため、圧粉を高温下
で行う必要はなく冷間圧粉も可能である。むしろ、圧粉
温度が高すぎると金型内壁に熱融着して離型できなくな
る。圧粉温度の上限値は、５５０℃未満が好ましく、特
に４００℃未満が好ましい。前記温度域では材料粉末が
酸化するおそれがないため、非酸化雰囲気中で圧粉する
必要はなく、大気中で圧粉することができる。さらに、
前記温度域であれば、温度が高くなるほど小さいプレス
圧力で所要の密度に圧粉することができ、あるいは同じ
プレス圧力であれば高温で圧粉するほど高密度の圧粉体
ができ、ハンドリング性が向上して二次成形前の加熱時
の工程管理が容易になる。
【００２５】成形用金型から離型した圧粉体は加熱して
軟化させたのち、押出、圧延等の二次成形を行って所要
形状のフラックス含有Ａｌ合金ろう材とする。加熱温度
は、二次成形が可能な程度に粒子が軟化すれば良く完全
に溶融させる必要はないので、３００〜５５０℃が好ま
しい。加熱雰囲気は、比較的圧粉体密度が低く多数の気
孔を含有している場合や前記加熱温度が高い場合は、ろ
う材成分粉末が酸化しやすいため、ろう付性の低下防止
を目的として非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい
が、比較的圧粉体密度が高い場合や加熱温度が低い場合
で酸化のおそれのないときは大気中で加熱しても良い。
なお、非酸化性雰囲気であれば真空あるいはＮ２、Ａｒ
等の不活性ガス雰囲気のいずれでも良いが、真空の場合
は４Torr以下の高真空が好ましく、不活性ガス雰囲気の
場合はＨ２Ｏ濃度が５００ppm 以下、Ｏ２濃度が５００
ppm 以下に規制にされていることが好ましい。
軟化させたのち、押出、圧延等の二次成形を行って所要
形状のフラックス含有Ａｌ合金ろう材とする。加熱温度
は、二次成形が可能な程度に粒子が軟化すれば良く完全
に溶融させる必要はないので、３００〜５５０℃が好ま
しい。加熱雰囲気は、比較的圧粉体密度が低く多数の気
孔を含有している場合や前記加熱温度が高い場合は、ろ
う材成分粉末が酸化しやすいため、ろう付性の低下防止
を目的として非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい
が、比較的圧粉体密度が高い場合や加熱温度が低い場合
で酸化のおそれのないときは大気中で加熱しても良い。
なお、非酸化性雰囲気であれば真空あるいはＮ２、Ａｒ
等の不活性ガス雰囲気のいずれでも良いが、真空の場合
は４Torr以下の高真空が好ましく、不活性ガス雰囲気の
場合はＨ２Ｏ濃度が５００ppm 以下、Ｏ２濃度が５００
ppm 以下に規制にされていることが好ましい。
【００２６】
【作用】この発明にかかる４種のフラックス含有アルミ
ニウムろう材は、いずれも、Ａｌ、ＺｎおよびＳｉを主
成分とするためにろう材成分そのものが低融点である上
に、５５０℃以下で溶融するＣｓ−Ｆ系フラックスを含
有しているために、低い温度で溶融して良く流動する。
また、ろう材成分が低融点であるために母材との融点差
が拡大し、ろう付温度を広い範囲で設定可能となる。そ
のため、温度管理が容易になってろう付性が向上し、か
つフラックスが浮上し易くなるとともにガスの巻込みが
少なくなって内部欠陥の発生が抑制される。
ニウムろう材は、いずれも、Ａｌ、ＺｎおよびＳｉを主
成分とするためにろう材成分そのものが低融点である上
に、５５０℃以下で溶融するＣｓ−Ｆ系フラックスを含
有しているために、低い温度で溶融して良く流動する。
また、ろう材成分が低融点であるために母材との融点差
が拡大し、ろう付温度を広い範囲で設定可能となる。そ
のため、温度管理が容易になってろう付性が向上し、か
つフラックスが浮上し易くなるとともにガスの巻込みが
少なくなって内部欠陥の発生が抑制される。
【００２７】また、不純物としてのＦｅ含有量が０．０
１wt％以下に規制されていることにより、融点の上昇や
耐食性の低下が抑制される。
１wt％以下に規制されていることにより、融点の上昇や
耐食性の低下が抑制される。
【００２８】さらに、微量添加元素としてＢｅ、Ｌａ、
Ｓｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくと
も１種を配合することにより、ろう材の融点をさらに下
げることができ、融点降下による上記効果が助長され
る。
Ｓｒ、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくと
も１種を配合することにより、ろう材の融点をさらに下
げることができ、融点降下による上記効果が助長され
る。
【００２９】またさらに、Ｍｎ、Ｃｒのうちの少なくと
も１種を配合することにより、ろう材強度が向上する。
も１種を配合することにより、ろう材強度が向上する。
【００３０】
【実施例】次に、この発明のフラックス含有アルミニウ
ムろう材の具体的実施例について説明する。
ムろう材の具体的実施例について説明する。
【００３１】ろう材成分として各元素の単体粉末および
合金粉末、フラックス成分としてＣｓＡｌＦ４粉末およ
びＫＡｌＦ４粉末を用意した。粒径は、Ａｌ粉末が１０
０μｍ、Ｚｎ粉末が５０μｍ、Ｓｉ粉末が１０μｍ、そ
の他の微量元素粉末が５μｍ、合金粉末が１００μｍ、
フラックス粉末が１０μｍである。
合金粉末、フラックス成分としてＣｓＡｌＦ４粉末およ
びＫＡｌＦ４粉末を用意した。粒径は、Ａｌ粉末が１０
０μｍ、Ｚｎ粉末が５０μｍ、Ｓｉ粉末が１０μｍ、そ
の他の微量元素粉末が５μｍ、合金粉末が１００μｍ、
フラックス粉末が１０μｍである。
【００３２】フラックス含有アルミニウムろう材の製造
に際し、まず前記ろう材成粉末およびフラックス粉末を
後掲の表１に示す割合で配合して混合粉末を調製した。
なお、ろう材成分として実施例１、３、５、７、９、１
１、１３、１５および比較例１７については単独粉末を
所要割合で混合した混合粉末を使用し、その他は所要組
成の合金粉末を使用した。但し、表１中のＦｅの含有量
は、敢えて配合したものではなく、Ｆｅ以外の材料粉末
を配合した結果、不純物として含まれていたものであ
る。
に際し、まず前記ろう材成粉末およびフラックス粉末を
後掲の表１に示す割合で配合して混合粉末を調製した。
なお、ろう材成分として実施例１、３、５、７、９、１
１、１３、１５および比較例１７については単独粉末を
所要割合で混合した混合粉末を使用し、その他は所要組
成の合金粉末を使用した。但し、表１中のＦｅの含有量
は、敢えて配合したものではなく、Ｆｅ以外の材料粉末
を配合した結果、不純物として含まれていたものであ
る。
【００３３】次に、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、大気中でプレスを
用い圧粉成形した。圧粉体を金型から取り出したとこ
ろ、内部に多数の気孔を含みやや脆いものであったが、
離型等のハンドリングには十分に耐える強度を有するも
のであった。次いで、前記圧粉体を、Ｈ２Ｏ濃度が１０
０ppm 以下、Ｏ２濃度が１００ppm 以下に規制した窒素
ガス中で１２０分間加熱した。続いて、この圧粉体を直
径２mmの線状に押出した。
１５０mmの円筒形の金型内に充填し、大気中でプレスを
用い圧粉成形した。圧粉体を金型から取り出したとこ
ろ、内部に多数の気孔を含みやや脆いものであったが、
離型等のハンドリングには十分に耐える強度を有するも
のであった。次いで、前記圧粉体を、Ｈ２Ｏ濃度が１０
０ppm 以下、Ｏ２濃度が１００ppm 以下に規制した窒素
ガス中で１２０分間加熱した。続いて、この圧粉体を直
径２mmの線状に押出した。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１の各実施例および各比較例に示すフラ
ックス含有アルミニウムろう材についてろう付試験を行
いった。ろう付試験は、ＪＩＳ Ａ３００３からなる８
mmφのパイプとＪＩＳ Ａ６０６３からなる穴明きブロ
ックとを組合わせて、上記線状ろう材を用いて種々のろ
う付温度で自動トーチろう付するものとした。そして、
得られたろう付品について、ろう付性、内部欠陥率、ろ
う付部の強度について、次の方法で評価するとともに、
これらを総合的に評価した。
ックス含有アルミニウムろう材についてろう付試験を行
いった。ろう付試験は、ＪＩＳ Ａ３００３からなる８
mmφのパイプとＪＩＳ Ａ６０６３からなる穴明きブロ
ックとを組合わせて、上記線状ろう材を用いて種々のろ
う付温度で自動トーチろう付するものとした。そして、
得られたろう付品について、ろう付性、内部欠陥率、ろ
う付部の強度について、次の方法で評価するとともに、
これらを総合的に評価した。
【００３６】（ろう付性）外観および断面を観察して評
価した。ろう付長さが１０mm以上ある継手でろう付試験
を行い、５mm以上のろうの流れのあるものを良好とし
た。
価した。ろう付長さが１０mm以上ある継手でろう付試験
を行い、５mm以上のろうの流れのあるものを良好とし
た。
【００３７】 ○：外観、ろう流れともに良好 △：外観あるいはろう流れ性のいずれか一方が不良 ×：外観、ろう流れ性がともに不良 （内部欠陥率）ろう材の流れた面積に対する欠陥の面積
率で示す。なお、ろう流れ長さが５mmに達していないも
のはそれも欠陥とみなした。
率で示す。なお、ろう流れ長さが５mmに達していないも
のはそれも欠陥とみなした。
【００３８】（強度）パイプとブロックをチャッキング
して引張試験を行い評価した。
して引張試験を行い評価した。
【００３９】 ○：パイプ破断 △：パイプとフィレットの境界で破断 ×：フィレットで破断 以上の試験結果より、この発明の実施例にかかるフラッ
クス含有アルミニウムろう材は、接合部に所定量のフラ
ックスを供給してろう付作業性が良いことはもとより、
Ｃｓ−Ｆ系フラックスを使用することにより従来よりも
低い温度でろう付ができるようになり、母材との融点差
が大きくなってろう付の温度管理が容易になりろう付性
が向上するとともに、内部欠陥が抑制されることを確認
しえた。特に、Ｂｅ群元素の添加により、ろう材の融点
がさらに下がって流動性が改善され、上記効果が顕著に
なった。また、Ｍｎ群元素を添加することにより、ろう
の強度が向上して、継手強度が改善された。
クス含有アルミニウムろう材は、接合部に所定量のフラ
ックスを供給してろう付作業性が良いことはもとより、
Ｃｓ−Ｆ系フラックスを使用することにより従来よりも
低い温度でろう付ができるようになり、母材との融点差
が大きくなってろう付の温度管理が容易になりろう付性
が向上するとともに、内部欠陥が抑制されることを確認
しえた。特に、Ｂｅ群元素の添加により、ろう材の融点
がさらに下がって流動性が改善され、上記効果が顕著に
なった。また、Ｍｎ群元素を添加することにより、ろう
の強度が向上して、継手強度が改善された。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の第１乃
至第４のフラックス含有アルミニウムろう材は、いずれ
も、ろう材成分およびフラックス成分を含有し、かつそ
のろう材成分とフラックス成分とが重量比で９５：５〜
７０：３０の割合で配合されたフラックス含有アルミニ
ウムろう材であって、前記ろう材成分は、主成分として
Ａｌの他にＺｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．０５〜２
０wt％を含有し、かつ前記フラックス成分は、融点が５
５０℃以下のＣｓ−Ｆ系フラックスであるから、従来の
Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ系ろう材よりも低い温度で溶融する。
そのため、ろう付温度管理が容易になり、ろう流れが良
く内部欠陥のない良好なろう付を達成できる。また、ろ
う付温度が低いことで母材への熱影響が少なく、母材強
度を低下させることがない。また、不純物中のＦｅ含有
量が０．０１wt％以下に規制されているため、融点の上
昇や耐食性の低下というような不都合もない。また、接
合部へ常に一定量のフラックスを供給することができ、
別途供給する必要もない。
至第４のフラックス含有アルミニウムろう材は、いずれ
も、ろう材成分およびフラックス成分を含有し、かつそ
のろう材成分とフラックス成分とが重量比で９５：５〜
７０：３０の割合で配合されたフラックス含有アルミニ
ウムろう材であって、前記ろう材成分は、主成分として
Ａｌの他にＺｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．０５〜２
０wt％を含有し、かつ前記フラックス成分は、融点が５
５０℃以下のＣｓ−Ｆ系フラックスであるから、従来の
Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ系ろう材よりも低い温度で溶融する。
そのため、ろう付温度管理が容易になり、ろう流れが良
く内部欠陥のない良好なろう付を達成できる。また、ろ
う付温度が低いことで母材への熱影響が少なく、母材強
度を低下させることがない。また、不純物中のＦｅ含有
量が０．０１wt％以下に規制されているため、融点の上
昇や耐食性の低下というような不都合もない。また、接
合部へ常に一定量のフラックスを供給することができ、
別途供給する必要もない。
【００４１】さらに、第２および第４のフラックス含有
アルミニウムろう材において、ろう材成分として、Ａ
ｌ、ＺｎおよびＳｉの他に、Ｂｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、
Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種が合計
で０．０１〜０．５wt％添加されているためさらに融点
が下がり、上述の低い温度でのろう付の効果が助長され
る。
アルミニウムろう材において、ろう材成分として、Ａ
ｌ、ＺｎおよびＳｉの他に、Ｂｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂｉ、
Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種が合計
で０．０１〜０．５wt％添加されているためさらに融点
が下がり、上述の低い温度でのろう付の効果が助長され
る。
【００４２】さらに、第３および第４のフラックス含有
アルミニウムろう材において、ろう材成分として、Ａ
ｌ、ＺｎおよびＳｉの他に、Ｍｎ：０．５〜１．５wt％
またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少なくとも１
種が添加されているために、ろう材強度が向上し、ひい
てはろう付品強度が向上する。
アルミニウムろう材において、ろう材成分として、Ａ
ｌ、ＺｎおよびＳｉの他に、Ｍｎ：０．５〜１．５wt％
またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少なくとも１
種が添加されているために、ろう材強度が向上し、ひい
てはろう付品強度が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── 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 35/40 ３４０ Ｂ２３Ｋ 35/40 ３４０Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 ろう材成分およびフラックス成分を含有
し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で
９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラックス含
有アルミニウムろう材であって、 前記ろう材成分は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．
０５〜２０wt％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物
からなり、不純物中のＦｅ含有量が０．０１wt％以下に
規制されてなり、 前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ−Ｆ
系フラックスであることを特徴とするフラックス含有ア
ルミニウムろう材。 - 【請求項２】 ろう材成分およびフラックス成分を含有
し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で
９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラックス含
有アルミニウムろう材であって、 前記ろう材成分は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．
０５〜２０wt％を含有し、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂ
ｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種を
合計で０．０１〜０．５wt％を含有し、残部Ａｌおよび
不可避不純物からなり、不純物中のＦｅ含有量が０．０
１wt％以下に規制されてなり、 前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ−Ｆ
系フラックスであることを特徴とするフラックス含有ア
ルミニウムろう材。 - 【請求項３】 ろう材成分およびフラックス成分を含有
し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で
９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラックス含
有アルミニウムろう材であって、 前記ろう材成分は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．
０５〜２０wt％を含有し、さらにＭｎ：０．５〜１．５
wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少なくと
も１種を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からな
り、不純物中のＦｅ含有量が０．０１wt％以下に規制さ
れてなり、 前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ−Ｆ
系フラックスであることを特徴とするフラックス含有ア
ルミニウムろう材。 - 【請求項４】 ろう材成分およびフラックス成分を含有
し、かつそのろう材成分とフラックス成分とが重量比で
９５：５〜７０：３０の割合で配合されたフラックス含
有アルミニウムろう材であって、 前記ろう材成分は、Ｚｎ：２０〜６０wt％、Ｓｉ：０．
０５〜２０wt％を含有し、さらにＢｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｂ
ｉ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｓｂ、Ｂａのうちの少なくとも１種を
合計で０．０１〜０．５wt％と、Ｍｎ：０．５〜１．５
wt％またはＣｒ：０．１〜０．５wt％のうちの少なくと
も１種とを含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からな
り、不純物中のＦｅ含有量が０．０１wt％以下に規制さ
れてなり、 前記フラックス成分は、融点が５５０℃以下のＣｓ−Ｆ
系フラックスであることを特徴とするフラックス含有ア
ルミニウムろう材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15217296A JP3636823B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | フラックス含有アルミニウムろう材およびその製造方法、アルミニウム材のろう付方法、ならびにアルミニウムろう付品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15217296A JP3636823B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | フラックス含有アルミニウムろう材およびその製造方法、アルミニウム材のろう付方法、ならびにアルミニウムろう付品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09327788A true JPH09327788A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3636823B2 JP3636823B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=15534623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15217296A Expired - Fee Related JP3636823B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | フラックス含有アルミニウムろう材およびその製造方法、アルミニウム材のろう付方法、ならびにアルミニウムろう付品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3636823B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000047330A (ko) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 신영주 | 알루미늄 브레이징용 플럭스 조성물 및 상기 플럭스 조성물이함유된 알루미늄 브레이징재 |
| JP2008500182A (ja) * | 2004-06-15 | 2008-01-10 | サンクァンブレイジングフィルターメタルカンパニーリミテッド | フラックスが含まれた低温接合用ブレージング材 |
| US7451906B2 (en) * | 2001-11-21 | 2008-11-18 | Dana Canada Corporation | Products for use in low temperature fluxless brazing |
| JP2009235503A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | Ａｌ合金−セラミックス複合材料用の接合材及びそれを用いた接合体 |
| CN103624416A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-12 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 真空高温铝钎料及其制备方法 |
| CN103785966A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-05-14 | 青岛蓝图文化传播有限公司市南分公司 | 一种铝硅基钎料 |
| CN111215786A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-02 | 抚顺东工冶金材料技术有限公司 | 一种适用于丝材增材制造的铝硅合金焊丝 |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15217296A patent/JP3636823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000047330A (ko) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 신영주 | 알루미늄 브레이징용 플럭스 조성물 및 상기 플럭스 조성물이함유된 알루미늄 브레이징재 |
| US7451906B2 (en) * | 2001-11-21 | 2008-11-18 | Dana Canada Corporation | Products for use in low temperature fluxless brazing |
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| JP2009235503A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | Ａｌ合金−セラミックス複合材料用の接合材及びそれを用いた接合体 |
| CN103624416A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-03-12 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 真空高温铝钎料及其制备方法 |
| CN103785966A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-05-14 | 青岛蓝图文化传播有限公司市南分公司 | 一种铝硅基钎料 |
| CN111215786A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-02 | 抚顺东工冶金材料技术有限公司 | 一种适用于丝材增材制造的铝硅合金焊丝 |
| CN111215786B (zh) * | 2020-02-20 | 2021-10-26 | 抚顺东工冶金材料技术有限公司 | 一种适用于丝材增材制造的铝硅合金焊丝 |
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|---|---|
| JP3636823B2 (ja) | 2005-04-06 |
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