JPH0970686A - 銅合金ブレージングシート及びその製造方法 - Google Patents
銅合金ブレージングシート及びその製造方法Info
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のろう材を用いた銅及び銅合金のろう付け
の欠点を解消することのできるブレージングシート及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】銅または銅合金からなる芯材の少なくと片
面に、重量にして６〜１５％のＳｎ、５〜７％のＮｉ及
び５〜８％のＰを含み残部がＣｕからなるろう材を皮材
として被覆してなるもので、その製造方法としては、前
記皮材を構成するろう材の粉末を有機バインダと混合し
た混合物の形で銅又は銅合金からなる芯材の少なくとも
片面に塗布し、熱処理を施して前記混合物の塗膜中の有
機バインダを揮散、消失させると共にろう材の粉末を溶
解させた後、冷却して前記芯材の表面に前記ろう材から
なる皮材を形成する方法が採用される。
の欠点を解消することのできるブレージングシート及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】銅または銅合金からなる芯材の少なくと片
面に、重量にして６〜１５％のＳｎ、５〜７％のＮｉ及
び５〜８％のＰを含み残部がＣｕからなるろう材を皮材
として被覆してなるもので、その製造方法としては、前
記皮材を構成するろう材の粉末を有機バインダと混合し
た混合物の形で銅又は銅合金からなる芯材の少なくとも
片面に塗布し、熱処理を施して前記混合物の塗膜中の有
機バインダを揮散、消失させると共にろう材の粉末を溶
解させた後、冷却して前記芯材の表面に前記ろう材から
なる皮材を形成する方法が採用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は銅又は銅合金からな
る芯材の表面に銅合金のろう材を皮材として被覆してな
るブレージングシート及びその製造方法に関するもので
ある。
る芯材の表面に銅合金のろう材を皮材として被覆してな
るブレージングシート及びその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、銅及び銅合金の接合には、溶
接、拡散接合、ろう付け、はんだ付け等が用いられる。
そのうち、ろう付けは電気機器部品、配管、熱交換器等
に広く利用されている。なお、ろう付けには、ろう材の
種類が数多くあるが、通常使用されるものは、銅ろう、
黄銅ろう、りん銅ろう、銀ろう等である。また、ろう材
の形状は線状、棒状、帯び状等多岐にわたっている。
接、拡散接合、ろう付け、はんだ付け等が用いられる。
そのうち、ろう付けは電気機器部品、配管、熱交換器等
に広く利用されている。なお、ろう付けには、ろう材の
種類が数多くあるが、通常使用されるものは、銅ろう、
黄銅ろう、りん銅ろう、銀ろう等である。また、ろう材
の形状は線状、棒状、帯び状等多岐にわたっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の銅及び銅合金の
ろう付けでは、熱交換器の配管回路のように接合部の多
い機器を製造する場合、置ろう等が用いられるが、この
場合、多点同時ろう付けが困難なことから、生産効率が
悪いばかりでなく、ろう付け後の接合部材の内部に歪み
が残留する問題があった。
ろう付けでは、熱交換器の配管回路のように接合部の多
い機器を製造する場合、置ろう等が用いられるが、この
場合、多点同時ろう付けが困難なことから、生産効率が
悪いばかりでなく、ろう付け後の接合部材の内部に歪み
が残留する問題があった。
【０００４】また、従来のりん銅ろう、銀ろうを使用し
た場合、ろう付けに８００℃以上の温度が必要であり、
ろう付け中に接合部材の結晶粒が粗大化する問題もあっ
た。一方、はんだをめっきしたブレージングシートを用
いた場合、多点同時はんだ付けが可能ではあるものの、
はんだの構成元素であるＰｂの使用が規制されている場
合には、はんだを使用できないという問題がある。
た場合、ろう付けに８００℃以上の温度が必要であり、
ろう付け中に接合部材の結晶粒が粗大化する問題もあっ
た。一方、はんだをめっきしたブレージングシートを用
いた場合、多点同時はんだ付けが可能ではあるものの、
はんだの構成元素であるＰｂの使用が規制されている場
合には、はんだを使用できないという問題がある。
【０００５】また、はんだ付けの場合、ろう付けと比べ
て接合強度が低く、高圧が作用する配管回路等の製造に
は適しない等の問題もある。
て接合強度が低く、高圧が作用する配管回路等の製造に
は適しない等の問題もある。
【０００６】本発明の目的は、前記した従来のろう材を
用いた銅及び銅合金のろう付けの欠点を解消することの
できるブレージングシート及びその製造方法を提供する
ことにある。
用いた銅及び銅合金のろう付けの欠点を解消することの
できるブレージングシート及びその製造方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
銅または銅合金からなる芯材の少なくと片面に、重量に
して６〜１５％のＳｎ、５〜７％のＮｉ及び５〜８％の
Ｐを含み残部がＣｕからなるろう材を皮材として被覆し
てなるものである。
銅または銅合金からなる芯材の少なくと片面に、重量に
して６〜１５％のＳｎ、５〜７％のＮｉ及び５〜８％の
Ｐを含み残部がＣｕからなるろう材を皮材として被覆し
てなるものである。
【０００８】また、本発明の第２の要旨は、前記皮材を
構成するろう材の粉末を有機バインダと混合した混合物
の形で銅又は銅合金からなる芯材の少なくとも片面に塗
布し、熱処理を施して前記混合物の塗膜中の有機バイン
ダを揮散、消失させると共にろう材の粉末を溶解させた
後、冷却して前記芯材の表面に前記ろう材からなる皮材
を形成する方法である。
構成するろう材の粉末を有機バインダと混合した混合物
の形で銅又は銅合金からなる芯材の少なくとも片面に塗
布し、熱処理を施して前記混合物の塗膜中の有機バイン
ダを揮散、消失させると共にろう材の粉末を溶解させた
後、冷却して前記芯材の表面に前記ろう材からなる皮材
を形成する方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係るブレージングシート
は、皮材として特定組成の銅合金ろう材を使用するもの
で、そのろう材は融点が５００〜６５０℃の範囲にある
ので、従来のろう付けでは不可能であった多点同時ろう
付けも可能となるだけでなく、接合材料に与える熱的影
響が小さく、歪みが残留するようなことは少ない。
は、皮材として特定組成の銅合金ろう材を使用するもの
で、そのろう材は融点が５００〜６５０℃の範囲にある
ので、従来のろう付けでは不可能であった多点同時ろう
付けも可能となるだけでなく、接合材料に与える熱的影
響が小さく、歪みが残留するようなことは少ない。
【００１０】本発明におけるろう材の各添加元素につい
ては、Ｓｎ、Ｎｉ及びＰのどれか一つでも前記組成範囲
を外れると、接合時に金属間化合物が生成し、接合強度
の低下を招くだけでなく、融点が高くなり、接合温度が
高くなる不具合がある。
ては、Ｓｎ、Ｎｉ及びＰのどれか一つでも前記組成範囲
を外れると、接合時に金属間化合物が生成し、接合強度
の低下を招くだけでなく、融点が高くなり、接合温度が
高くなる不具合がある。
【００１１】なお、本発明のブレージングシートにおけ
る皮材の厚さは５〜１５０μｍ程度であることが望まし
い。これは、皮材の厚さが５μｍ以下ではろう材不足に
よる接合強度の低下は避けられず、また、１５０μｍ以
上では接合の際にろう材成分が拡散しきれず、ろう材が
そのまま接合界面に残り、接合強度の低下を招く恐れが
あるからである。
る皮材の厚さは５〜１５０μｍ程度であることが望まし
い。これは、皮材の厚さが５μｍ以下ではろう材不足に
よる接合強度の低下は避けられず、また、１５０μｍ以
上では接合の際にろう材成分が拡散しきれず、ろう材が
そのまま接合界面に残り、接合強度の低下を招く恐れが
あるからである。
【００１２】本発明のブレージングシートの製造にあた
っては、特定組成のろう材は粉末の状態で使用される。
そのようなろう材の粉末は、例えばアトマイズ法、すな
わち所定化学成分に配合された合金材を溶解した後、そ
の溶湯流に水又はガスを吹付けて粉末とする方法で容易
に得ることができる。この方法の場合、金属溶湯の冷却
速度が早いため、多成分系のろう材でも成分偏析がな
く、成分の均一なろう材粉末を容易に製造することがで
きる。
っては、特定組成のろう材は粉末の状態で使用される。
そのようなろう材の粉末は、例えばアトマイズ法、すな
わち所定化学成分に配合された合金材を溶解した後、そ
の溶湯流に水又はガスを吹付けて粉末とする方法で容易
に得ることができる。この方法の場合、金属溶湯の冷却
速度が早いため、多成分系のろう材でも成分偏析がな
く、成分の均一なろう材粉末を容易に製造することがで
きる。
【００１３】このろう材粉末の粒度に関して、これが２
００メッシュより細かいのであれば、有機バインダと混
合して容易に芯材に塗布でき、均一な厚みの皮材とする
ことができるが、２００メッシュより粗い粒度では均一
な厚さの皮材を形成することが困難で、しかも厚さ６０
μｍ以下の皮材の形成は不可能である。
００メッシュより細かいのであれば、有機バインダと混
合して容易に芯材に塗布でき、均一な厚みの皮材とする
ことができるが、２００メッシュより粗い粒度では均一
な厚さの皮材を形成することが困難で、しかも厚さ６０
μｍ以下の皮材の形成は不可能である。
【００１４】本発明のろう材は、少なくとも５９０℃以
上での熱処理が必要である。５９０℃以下ではろうの大
半が溶けないため、接合強度が低くなる。一方、８００
℃以上の熱処理では、たとえ数分でも接合部材の銅又は
銅合金が著しく軟化するので、強度の低下は避けられな
い。熱処理時間については３０分以内が限度である。本
発明のブレージングシートの製造にあたって使用される
有機バインダは、５００℃までの熱で揮散、消失するも
のであることが望ましい。これは有機バインダが皮材の
成分ではなく、あくまでろう材粉末を塗布するための補
助剤に過ぎず、接合には関与しない。接合部に有機バイ
ンダの成分が残留した場合、接合強度低下の原因にな
る。従って、この有機バインダはろう材が溶け始める温
度の５００℃までに揮散、消失する必要がある。後述す
る実施例ではポリブテンが使用されるが、他の有機物
質、例えばグリセリン、流動パラフィン、金属材の加工
に潤滑剤として使用される鉱油等が使用できる。
上での熱処理が必要である。５９０℃以下ではろうの大
半が溶けないため、接合強度が低くなる。一方、８００
℃以上の熱処理では、たとえ数分でも接合部材の銅又は
銅合金が著しく軟化するので、強度の低下は避けられな
い。熱処理時間については３０分以内が限度である。本
発明のブレージングシートの製造にあたって使用される
有機バインダは、５００℃までの熱で揮散、消失するも
のであることが望ましい。これは有機バインダが皮材の
成分ではなく、あくまでろう材粉末を塗布するための補
助剤に過ぎず、接合には関与しない。接合部に有機バイ
ンダの成分が残留した場合、接合強度低下の原因にな
る。従って、この有機バインダはろう材が溶け始める温
度の５００℃までに揮散、消失する必要がある。後述す
る実施例ではポリブテンが使用されるが、他の有機物
質、例えばグリセリン、流動パラフィン、金属材の加工
に潤滑剤として使用される鉱油等が使用できる。
【００１５】なお、本発明の製造方法における熱処理の
雰囲気は、酸化性雰囲気でなければ、還元性、不活性、
真空の何れの雰囲気であっても差支えない。すなわち、
ろう材の成分であるＳｎ、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕが酸化され
なければよい。
雰囲気は、酸化性雰囲気でなければ、還元性、不活性、
真空の何れの雰囲気であっても差支えない。すなわち、
ろう材の成分であるＳｎ、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕが酸化され
なければよい。
【００１６】又、本発明は比較的厚い皮材をもったブレ
ージングシートを得た後、それに圧延、引抜き等の減面
加工を施して皮材を所定厚みに仕上げるようにすること
もできる。
ージングシートを得た後、それに圧延、引抜き等の減面
加工を施して皮材を所定厚みに仕上げるようにすること
もできる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
【００１８】（実施例１）重量にして９％のＳｎ、５．
５％のＮｉ及び６．５％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６３８℃のロウ材について、アトマイズ法により
２００メッシュより細かいろう材粉末を製造し、これと
有機バインダとしてのポリブテンを重量比７：３の割合
で配合し、混合してロウ材ペーストとした。これを厚さ
１．５mmの銅合金板材の片面にアプリケータにより７５
μｍの厚さに塗布、付着させた後、そのろう材ペースト
が塗布された銅合金板材を窒素ガス雰囲気の加熱炉にお
いて７００℃で３分間の熱処理を行い、前記ろう材ペー
ストの塗膜中のポリブテンを揮散、消失させると共にろ
う材粉末を溶解させた後、冷却することにより、片面に
厚さ３０μｍの前記ろう材からなる皮材をもった銅合金
ブレージングシ−トを得た。
５％のＮｉ及び６．５％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６３８℃のロウ材について、アトマイズ法により
２００メッシュより細かいろう材粉末を製造し、これと
有機バインダとしてのポリブテンを重量比７：３の割合
で配合し、混合してロウ材ペーストとした。これを厚さ
１．５mmの銅合金板材の片面にアプリケータにより７５
μｍの厚さに塗布、付着させた後、そのろう材ペースト
が塗布された銅合金板材を窒素ガス雰囲気の加熱炉にお
いて７００℃で３分間の熱処理を行い、前記ろう材ペー
ストの塗膜中のポリブテンを揮散、消失させると共にろ
う材粉末を溶解させた後、冷却することにより、片面に
厚さ３０μｍの前記ろう材からなる皮材をもった銅合金
ブレージングシ−トを得た。
【００１９】得られたブレージングシートの皮材を調査
したところ、金属間化合物の生成は認められなかった。
したところ、金属間化合物の生成は認められなかった。
【００２０】（実施例２）重量にして８％のＳｎ、５．
６％のＮｉ及び６．５％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６４６℃のロウ材について、アトマイズ法により
１５０メッシュより細かいろう材粉末を製造し、これと
ポリブテンを重量比７：３の割合で配合し、混合してろ
う材ペーストとした。これを厚さ１mmの銅合金板材の両
面にアプリケータにより夫々１００μｍの厚さに塗布、
付着させた後、そのろう材ペーストが塗布された銅合金
板をアルゴンガス雰囲気の加熱炉において６８０℃で５
分の熱処理を行い、前記ろう材ペーストの塗膜中のポリ
ブテンを揮散、消失させると共にろう材粉末を溶解させ
た後、冷却することにより、両面に厚さ４０μｍのろう
材からなる皮材をもった銅合金ブレージングシートを得
た。
６％のＮｉ及び６．５％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６４６℃のロウ材について、アトマイズ法により
１５０メッシュより細かいろう材粉末を製造し、これと
ポリブテンを重量比７：３の割合で配合し、混合してろ
う材ペーストとした。これを厚さ１mmの銅合金板材の両
面にアプリケータにより夫々１００μｍの厚さに塗布、
付着させた後、そのろう材ペーストが塗布された銅合金
板をアルゴンガス雰囲気の加熱炉において６８０℃で５
分の熱処理を行い、前記ろう材ペーストの塗膜中のポリ
ブテンを揮散、消失させると共にろう材粉末を溶解させ
た後、冷却することにより、両面に厚さ４０μｍのろう
材からなる皮材をもった銅合金ブレージングシートを得
た。
【００２１】得られたブレージングシートについて皮材
を調査したが金属間化合物の生成は認められなかった。
を調査したが金属間化合物の生成は認められなかった。
【００２２】（比較例１）重量にして８．９％のＳｎ、
９．１％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなる
ろう材は融点が６７７℃であった。このろう材を用いた
接合では界面に金属間化合物の生成がみられ、接合強度
が約１６ｋｇ／mm2 で実施例２の場合の６９％であっ
た。
９．１％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなる
ろう材は融点が６７７℃であった。このろう材を用いた
接合では界面に金属間化合物の生成がみられ、接合強度
が約１６ｋｇ／mm2 で実施例２の場合の６９％であっ
た。
【００２３】（比較例２）重量にして５％のＳｎ、５．
５％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなるろう
材は融点が７４９℃と高く、このろう材を用いた接合で
は界面に金属間化合物の生成がみられ、接合強度が約１
６．８ｋｇ／mm2 で実施例２の場合の７２％であった。
５％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなるろう
材は融点が７４９℃と高く、このろう材を用いた接合で
は界面に金属間化合物の生成がみられ、接合強度が約１
６．８ｋｇ／mm2 で実施例２の場合の７２％であった。
【００２４】（実施例３）重量にして８．５％のＳｎ、
５．５％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６３４℃のロウ材について、アトマイズ法により
１５０メッシュより細かいろう材粉末を製造し、それと
ポリブテンを重量比７：３の割合で配合し、混合してロ
ウ材ペーストとした。これを肉厚１mmの銅製の偏平チュ
ーブの外表面に８０μｍの厚さに塗布、付着させた後、
そのろう材ペーストが塗布された偏平チューブを窒素ガ
スと水素カズが９対１の割合で混合された雰囲気の加熱
炉において６８０℃で５分の熱処理を行い、前記ろう材
ペーストの塗膜中のポリブテンを揮散、消失させると共
にろう材粉末を溶解させた後、これを冷却することによ
り外表面に厚さ３０μｍのろう材の皮材をもった偏平チ
ューブを得た。
５．５％のＮｉ及び７％のＰを含み残部がＣｕからなる
融点約６３４℃のロウ材について、アトマイズ法により
１５０メッシュより細かいろう材粉末を製造し、それと
ポリブテンを重量比７：３の割合で配合し、混合してロ
ウ材ペーストとした。これを肉厚１mmの銅製の偏平チュ
ーブの外表面に８０μｍの厚さに塗布、付着させた後、
そのろう材ペーストが塗布された偏平チューブを窒素ガ
スと水素カズが９対１の割合で混合された雰囲気の加熱
炉において６８０℃で５分の熱処理を行い、前記ろう材
ペーストの塗膜中のポリブテンを揮散、消失させると共
にろう材粉末を溶解させた後、これを冷却することによ
り外表面に厚さ３０μｍのろう材の皮材をもった偏平チ
ューブを得た。
【００２５】得られた偏平チューブについて皮材を調査
したところ、金属間化合物の生成は認められなかった。
したところ、金属間化合物の生成は認められなかった。
【００２６】（比較例３）実施例３と同様のろう材ペー
ストを実施例１と同様に銅合金板材に塗布、付着させ、
それを窒素ガス雰囲気の加熱炉において８１０℃で３分
熱処理して冷却したところ、芯材の銅合金が著しく軟化
し、強度が実施例１の場合の６５％であった。
ストを実施例１と同様に銅合金板材に塗布、付着させ、
それを窒素ガス雰囲気の加熱炉において８１０℃で３分
熱処理して冷却したところ、芯材の銅合金が著しく軟化
し、強度が実施例１の場合の６５％であった。
【００２７】（実施例４）実施例２で得られたブレージ
ングシートを約２０％の加工度で圧延加工し、両面に厚
さ２０μｍのろう材の皮材を有するブレージングシート
を得た。
ングシートを約２０％の加工度で圧延加工し、両面に厚
さ２０μｍのろう材の皮材を有するブレージングシート
を得た。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のブレージングシートによれば、従来のろう付けでは不
可能であった多点同時ろう付けが可能となるだけでな
く、ろう付け温度を低くでき、接合材料に与える熱的影
響を小さくできる。
のブレージングシートによれば、従来のろう付けでは不
可能であった多点同時ろう付けが可能となるだけでな
く、ろう付け温度を低くでき、接合材料に与える熱的影
響を小さくできる。
【００２９】又、本発明によれば、表面にろう材による
皮材で被覆されたブレージングシートを低コストで製造
でき、これを使用することで複雑形状の熱交換器、電気
機器、産業機器用冷却部材等を容易に製造することがで
きる利点がある。
皮材で被覆されたブレージングシートを低コストで製造
でき、これを使用することで複雑形状の熱交換器、電気
機器、産業機器用冷却部材等を容易に製造することがで
きる利点がある。
Claims (7)
- 【請求項１】銅又は銅合金からなる芯材の少なくとも片
面に、重量にして６〜１５％のＳｎ、５〜７％のＮｉ及
び５〜８％のＰを含み残部がＣｕからなるろう材を皮材
として被覆してなることを特徴とするブレージングシー
ト。 - 【請求項２】芯材が板材である請求項１又は請求項２に
記載のブレージングシート。 - 【請求項３】芯材が管材である請求項１又は請求項２に
記載のブレージングシート。 - 【請求項４】重量にして６〜１５％のＳｎ、５〜７％の
Ｎｉ及び５〜８％のＰ及び残部がＣｕからなるろう材の
２００メッシュより細かい粉末と有機バインダとの混合
物を、銅又は銅合金からなる心材の少なくとも片面に塗
布し、それに５９０〜８００℃で３０分以内の熱処理を
施して前記混合物の塗膜中の有機バインダを揮散、消失
させると共にろう材粉末を溶解させた後、冷却すること
を特徴とするブレージングシートの製造方法。 - 【請求項５】重量にして６〜１５％のＳｎ、５〜７％の
Ｎｉ及び５〜８％のＰ及び残部Ｃｕからなるろう材の２
００メッシュより細かい粉末と有機バインダとの混合物
を、銅又は銅合金の板からなる心材の少なくとも片面に
塗布し、それに５９０〜８００℃で３０分以内の熱処理
を施して前記混合物の塗膜中の有機バインダを揮散、消
失させると共にろう材粉末を溶解させた後、冷却し、得
られたフレージングシートに圧延加工を施して表面の皮
材を所定の厚みに仕上げることを特徴とする特徴とする
ブレージングシートの製造方法。 - 【請求項６】ろう材の粉末がアトマイズ法で得られたも
のである請求項４、又は請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】有機バインダが５００℃以下の温度で揮
散、消失する有機物である請求項４又は請求項５に記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229120A JPH0970686A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 銅合金ブレージングシート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229120A JPH0970686A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 銅合金ブレージングシート及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0970686A true JPH0970686A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16887065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7229120A Pending JPH0970686A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 銅合金ブレージングシート及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0970686A (ja) |
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