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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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%AlF3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−AlF3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、AlF3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−BaCl2にKF、AlF3、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (11)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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JP09414898A JP4162748B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 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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CN102764938A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 熊进 | 一种铝钎焊膏 |
CN103958112A (zh) * | 2011-11-30 | 2014-07-30 | 株式会社Uacj | 铝合金材料的接合方法 |
JP2015091605A (ja) * | 2014-12-22 | 2015-05-14 | 株式会社神戸製鋼所 | パワーデバイスに用いられるアルミニウム材の接合方法 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP09414898A patent/JP4162748B2/ja not_active Expired - Fee Related
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