JPH11285816A - アルミニウム材のろう付用フラックスおよびろう付方法 - Google Patents

アルミニウム材のろう付用フラックスおよびろう付方法

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JPH11285816A JP9414898A JP9414898A JPH11285816A JP H11285816 A JPH11285816 A JP H11285816A JP 9414898 A JP9414898 A JP 9414898A JP 9414898 A JP9414898 A JP 9414898A JP H11285816 A JPH11285816 A JP H11285816A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ぬれ性の悪いアルミニウム材表面をを活性化
させて良好なろう付を達成しうるアルミニウム材のろう
付用フラックス、およびろう付方法の提供を目的とす
る。 【解決手段】 アルミニウム材表面を活性化させるフラ
ックスベースに、純度99.0%以上のアルミニウム粉
を30wt%以下の含有量で配合した混合物からなること
を特徴とする。また、アルミニウム材の接合部に、ろう
材を供給するとともに、前記フラックス混合物を例えば
懸濁液として供給して、加熱ろう付する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム材
のろう付接合に用いられるフラックスおよび、このフラ
ックスを用いるアルミニウム材のろう付方法に関するも
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ら
れる。
【0003】
【従来の技術】熱交換器をはじめとするアルミニウム材
のろう付では、多くはAl−Si系ろう材が用いられ、
ろう材の融点に従って580〜620℃に加熱して行わ
れることが多い。また、ろう付部の表面の酸化皮膜を破
って活性化させ、溶融ろうの接合面へのぬれ性を高める
ために、弗化物系あるいは塩化物系のフラックスが用い
られ、前記ろう付温度ではこれらのフラックスも溶融状
態にある。
【0004】一方、アルミニウム材のなかには、融点が
前記Al−Si系ろう材の580℃よりも低いものも多
く、550℃以下、さらには500℃以下でろう付しな
ければならないものもある。このような低温ろう付で
は、前述のAl−Si系ろう材よりの低温で溶融するろ
う材が必要となり、本出願人は先にAl−Zn−Si系
ろう材およびZn−Al系ろう材を提案した(特願平8
−169108号)。そして、これらの低温ろう材を使
用する場合、フラックスは弗化物系または塩化物系のう
ちでも低融点組成のものが選択的に使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、如何に
低融点のフラックスを使用しても、ろう付温度の低下に
伴ってフラックス効果は低下する傾向にあり、低温ろう
付においては良好なろう付が困難であるという問題点が
あった。特に、Al以外の元素濃度の高い鋳物材やダイ
カスト材のろう付では前記問題点が顕著であった。ま
た、展伸材であっても、Mg含有アルミニウム材やCu
含有アルミニウム材では、もとよりろうのぬれ性が悪
く、現状よりも優れた効果のあるフラックスが希求され
ている。
【0006】この発明は、このような技術背景に鑑み、
ぬれ性の悪いアルミニウム材表面をを活性化させて良好
なろう付を達成しうるアルミニウム材のろう付用フラッ
クス、およびこのフラックスを使用するろう付方法の提
供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意研究の
結果、同じフラックスを使用して同じ温度でろう付して
も、母材が純アルミニウムである場合には合金材よりも
ろうのぬれ広がりが良いことに着目し、この発明を完成
した。
【0008】即ち、この発明のアルミニウム材のろう付
用フラックスは、アルミニウム材表面を活性化させるフ
ラックスベースに、純度99.0%以上のアルミニウム
粉を30wt%以下の含有量で配合した混合物からなるこ
とを基本要旨とする。
【0009】また、この発明のアルミニウム材のろう付
方法は、アルミニウム材の接合部に、ろう材を供給する
とともに、アルミニウム材表面を活性化させるフラック
スベースに、純度99.0%以上のアルミニウム粉を3
0wt%以下の含有量で配合した混合物からなるろう付用
フラックスを供給して、加熱ろう付することを基本要旨
とする。
【0010】この発明のアルミニウム材のろう付用フラ
ックスは、従来から使用されている弗化物系または塩化
物系フラックスをフラックスベースとして、これにぬれ
性を高める効果のある高純度のアルミニウム粉を添加し
た混合物である。
【0011】前記アルミニウム粉がぬれ性を高める理由
は、ろう付時にフラックスベースが溶融すると前記アル
ミニウム粉の表面にぬれ広り、母材に対してもフラック
スがぬれやすい状態となるため、フラックス効果が増大
し、溶融したろうもぬれ広がりやすくなるためであると
推測される。また、溶融ろうがぬれ広がった後に、アル
ミニウム粉は溶融ろうに溶け込む。このような効果を得
るために、アルミニウム粉は純度99.0%以上の高純
度のものを使用する必要があり、特に99.5%以上が
好ましい。また、フラックスベースとの混合物中でアル
ミニウム粉の含有量を30%以下とするのは、30wt%
を超えるとフラックスベースがアルミニウム粉に対する
ぬれ性の向上に消費されて、母材へのフラックス効果が
却って低下するためであるとともに、ろう付後にアルミ
ニウム粉が未溶融のままで残ってろう付性を低下させる
おそれがあるためである。純アルミニウムの含有量は、
特に20wt%以下が好ましい。また、アルミニウム粉
は、微量の添加でもぬれ性向上の効果はあるが、特に5
wt%以上のときに顕著なぬれ性の向上が認められる。
【0012】また、前記アルミニウム粉の性状は特に限
定されず、不活性アトマイズ粉、空気アトマイズ粉、箔
よりボールミルで粉砕して製作した箔片粉等を例示でき
る。これらの中でも、粒状または真球状である点でアト
マイズ粉が好ましく、さらに表面に酸化膜がなくフラッ
クスベースがぬれやすい点で不活性アトマイズ粉が好ま
しい。また、混合物における均一混合を図るとともに分
散媒中での分散性を確保し、さらに溶融ろうに溶け込み
易くするために、粒径は100μm以下が好ましい。
【0013】前記フラックスベースは、アルミニウム材
のろう付に使用できるものであればアルミニウム粉の添
加によりいずれもぬれ性が向上し、本発明において使用
することができる。具体的には、K、FおよびAlを主
成分とする弗化物系フラックス、Cs、FおよびAlを
主成分とする弗化物系フラックス、Li、FおよびAl
を主成分とする弗化物系フラックス、少量の弗化物を添
加したNa、K、Li、およびClを主成分とする塩化
物系フラックスを推奨できる。
【0014】前述の第1のフラックスベースであるK、
FおよびAlを主成分とする弗化物系フラックスとは、
45.8%KF−54.2%AlFの共晶組成乃至は
これに近い組成範囲を含んでおり、これらは、溶融温度
が570〜590℃であり、580〜600℃のろう付
に適している。第2のフラックスベースであるCs、F
およびAlを主成分とする弗化物系フラックスとは、C
sF−AlFの混合物である。これらの溶融温度が4
30〜450℃であり、440〜530℃のろう付に適
している。第3のフラックスベースであるLi、Fおよ
びAlを主成分とする弗化物系フラックスとは、Li
F、AlFの混合物である。これらは、溶融温度が5
20〜540℃であり、530〜570℃のろう付に適
している。第4のフラックスベースである少量の弗化物
を添加したNa、K、Li、およびClを主成分とする
塩化物系フラックスとは、NaCl−KCl−LiCl
やNaCl−KCl−BaClにKF、AlF、L
iFを添加したもので、配合組成により溶融開始温度を
約360℃まで低下させることが可能である。フラック
スとして活性化し、効果を示すのは400℃以上であっ
て、温度が高いほど効果が大きい。
【0015】本発明のろう付方法においては、前述のろ
う付用フラックスを用いる。ろう付用フラックスの供給
方法は特に限定されないが、アルミニウム粉が液体中で
分散性が良く沈殿分離しにくいことから、懸濁液として
塗布するのが好ましい。分散媒は、フラックスベースの
組成に応じて水、アルコールあるいはその他の有機溶剤
を適宜使用する。
【0016】また、このろう付方法は接合するアルミニ
ウム材の種類を限定するものではないが、フラックスの
活性が極めて高いことから、従来のフラックスではろう
のぬれ性が悪いアルミニウム材のろう付に適している。
例えば、融点が低い上にブリスタの発生という観点から
500℃以下の低温でろう付する必要のある鋳物材やダ
イカスト材、展伸材のうちでも5052合金や6061
合金等のMg含有アルミニウム材、Cu含有アルミニウ
ム材のろう付に適し、特に鋳物材やダイカスト材の低融
点アルミニウムのろう付に適している。
【0017】また、ろう材の種類も限定されないが、前
述の鋳物材やダイカスト材のろう付には低融点のZn−
Al系ろう材を推奨できる。
【0018】この発明のアルミニウム材のろう付用フラ
ックスは、高純度のアルミニウム粉の添加によってフラ
ックスベースを単独で使用するよりもフラックス効果が
高まる。そのため、このろう付用フラックスを使用する
ろう付方法においては、アルミニウム材にろうがぬれ広
がりやすくなる。
【0019】
【実施例】次に、この発明のアルミニウム材のろう付用
フラックスおよびろう付方法の具体的実施例について説
明する。
【0020】まず、後掲の表1に示すように、各実施例
ではフラックスベースに純度99.3%で平均粒径50
μmのアルミニウム粉を添加し、また各比較例ではフラ
ックスベースのみを用い、これらをエチルアルコールに
10%の濃度に分散させてフラックス懸濁液を調整し
た。
【0021】次に、図1に示すように、外径50mm、肉
厚2mmのJIS6063押出管(2)を表1に示す各種
アルミニウム板(1)の上に立てたものをろう付試験体
とし、接合部に前記フラックス懸濁液を塗布するととも
にろう材を供給して炉中ろう付を行った。各例のろう材
組成、およびろう付温度を表1に示す。
【0022】そして、試験体のろう付性について、目視
観察により優、良、可の3段階で評価した。評価結果を
表1に併せて示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1の結果から、フラックスベースにアル
ミニウム粉を添加することにより、いずれの場合もろう
のぬれ性が改善されてろう付性が向上することを確認で
きた。特に、500℃以下の低温ろう付では、アルミニ
ウム粉添加によるろう付性の向上が顕著であった。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のアルミ
ニウム材のろう付用フラックスは、アルミニウム材表面
を活性化させるフラックスベースに、純度99.0%以
上のアルミニウム粉を30wt%以下の含有量で配合した
混合物からなるから、フラックスベースを単独で使用す
るよりもぬれ性が高まり、低温域においても優れたフラ
ックス効果を発現する。そのため、前記ろう付用フラッ
クス使用するこの発明のろう付方法によれば、アルミニ
ウム材に対するろうのぬれ性が向上し、従来ろう付性に
問題のあった条件下でも良好なろう付接合を行うことが
できる。
【0026】また、前記ろう付用フラックスにおいて、
アルミニウム粉として、アトマイズド法により製造され
た粒状粉または真球状粉を用いることにより、あるいは
さらに前記アルミニウム粉の含有量を5〜20wt%とし
た場合には、ろうのぬれ性の向上が顕著である。また、
前記フラックスベースとして、K、FおよびAlを主成
分とする弗化物系フラックス、Cs、FおよびAlを主
成分とする弗化物系フラックス、Li、FおよびAlを
主成分とする弗化物系フラックス、少量の弗化物を添加
したNa、K、Li、およびClを主成分とする塩化物
系フラックスを用いる場合は、それぞれのフラックスベ
ースに応じたろう付温度域において顕著なろうのぬれ性
の向上が認められる。
【0027】また、前記ろう付方法において、前記ろう
付用フラックスを、液体に分散させた懸濁液として接合
部に供給する場合は、ろう付作業が円滑に行うことがで
きる。また、接合するアルミニウム材が鋳物材またはダ
イカスト材である場合は、ブリスタを発生させないよう
な低温域において良好なろう付を行うことができる。さ
らに、ろう材としてZn−Al系ろう材を用いることに
より、低温域においても良好なろう付を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ろう付試験に用いた試験体の斜視図である。
【符号の説明】
1…アルミニウム板 2…押出管

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム材表面を活性化させるフラ
    ックスベースに、純度99.0%以上のアルミニウム粉
    を30wt%以下の含有量で配合した混合物からなること
    を特徴とするアルミニウム材のろう付用フラックス。
  2. 【請求項2】 前記アルミニウム粉は、アトマイズド法
    により製造された粒状粉または真球状粉である請求項1
    に記載のアルミニウム材のろう付用フラックス。
  3. 【請求項3】 前記アルミニウム粉の含有量は5〜20
    wt%である請求項1または2に記載のアルミニウム材の
    ろう付用フラックス。
  4. 【請求項4】 前記フラックスベースは、K、Fおよび
    Alを主成分とする弗化物系フラックスである請求項1
    乃至3のいずれかに記載のアルミニウム材のろう付用フ
    ラックス。
  5. 【請求項5】 前記フラックスベースは、Cs、Fおよ
    びAlを主成分とする弗化物系フラックスである請求項
    1乃至3のいずれかに記載のアルミニウム材のろう付用
    フラックス。
  6. 【請求項6】 前記フラックスベースは、Li、Fおよ
    びAlを主成分とする弗化物系フラックスである請求項
    1乃至3のいずれかに記載のアルミニウム材のろう付用
    フラックス。
  7. 【請求項7】 前記フラックスベースは、少量の弗化物
    を添加したNa、K、Li、およびClを主成分とする
    塩化物系フラックスである請求項1乃至3のいずれかに
    記載のアルミニウム材のろう付用フラックス。
  8. 【請求項8】 アルミニウム材の接合部に、ろう材を供
    給するとともに、アルミニウム材表面を活性化させるフ
    ラックスベースに、純度99.0%以上のアルミニウム
    粉を30wt%以下の含有量で配合した混合物からなるろ
    う付用フラックスを供給して、加熱ろう付することを特
    徴とするアルミニウム材のろう付方法。
  9. 【請求項9】 前記ろう付用フラックスは、液体に分散
    させた懸濁液として接合部に供給する請求項8に記載の
    アルミニウム材のろう付方法。
  10. 【請求項10】 前記アルミニウム材は鋳物材またはダ
    イカスト材である請求項8または9に記載のアルミニウ
    ム材のろう付方法。
  11. 【請求項11】 前記ろう材は、Zn−Al系ろう材で
    ある請求項8乃至10のいずれかに記載のアルミニウム
    材のろう付方法。
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