JPS60187496A - アルミニウム材のろう付け用フラツクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）材
のろう付けに用いられるフラックスの組成に関するもの
である。

従来技術 接合すべぎアルミニウム材の要素間に当該要素材の融点
よりも低い融点を６つアルミニウムのろう合金層を介在
さけて、接合を行なうフラックスろう付けには、一般的
に塩化物を主成分とするフラックスが大気中で用いられ
ている。これらのフラックスは、本質的に水溶ｆ［であ
り、一般的に吸Ｇ　（１１であり、水の存在下でアルミ
ニウムろう合金を含めてアルミニウムを腐食りる。した
が・〕てぞのようなフフラッフのろう（ＮＩ　１）残留
物は、ろ−）例（）工程後に洗浄して除去し４丁【−ノ
ればイ「らイｒい１゜フラックスを用いｔνいでろう（
；ｔ　＋′Ｊを行なうフラックスレスろうイ（Ｈ〕法と
して、真空ろう付（づ法あるいは不ｈ５性雰囲気ろう付
（−〕法等が既に知られているが、これらは高真η１あ
るいは高純度の不活性ガスとＪｌ：　ｌ；二、被接含料
１）（）くはろう合金に特殊なアルミニウム＋Ｊ　）＋
１を必曹とする。更にはフラックスろうイζ目−ノ法と
比べると、ろう付は部のクリアランスに、よりきびしい
精度が要求される点で劣る。

また、ろう付は後、実質」ニ水に不溶解であり、非吸湿
性でかつアルミニウムに対して非腐食性の残渣をろう付
は面に残４フッ化物フラックスも知られている。

すなわち、英田特Ｖ［第１，０５５，９１４Ｐ３明細出
により、ＡｌＦ３とＫ　Ｆとを混合したフランクスが提
案されている。更に、特公昭５ｇ−２７０３７号公報に
より、ろう付は前において非吸湿性であり、ろう付は後
において実質的に不水溶性であるフラックスとして、Ｋ
ＡＩ　Ｆ４とに３ΔｌＦ６とから成るフラックスが提案
されている。このフラックスは、Ｋ［と Ａ１［３を原料としてこの混合物を溶融後の凝固物を粉
砕して１！１られるものであり、凝固物にはに△ｌＦ４
とに３ＡＩ　Ｆｂが生成している。原料成分の１り１：
とＡＩ　Ｆ３の比率は、可及的に両成分の共晶組成に近
付【プることをＨｅ奨している。

このように、ろう付は前の状態でＫＦ−ＡＩ　Ｆ３又は
、Ｋ３　Ａｔ　Ｆ６　ＫＡＩ　Ｆ４あるいはに３ＡＩ　
Ｆ６−ＡＩ　Ｆ３若しくはＫＡｌＦ４、ろうイζ１け後
の状態で Ｋ　３Ａ　Ｉ　Ｆ　ｂ−Ｋ　Ａ　Ｉ　Ｆ　４又はＫＡＩ
　Ｆ４の実質的な化学式あるいはその組合せで示される
これらのフッ化物フラックスは、従来の塩化物系フラッ
クスが有する利点はもちろんのこと、更に残渣が非吸湿
す！■でアルミニウムに対して非腐食性であるため、ろ
うずくロブ後の洗浄が不要であるという大ぎな利点を有
する。

また、これらフラックスはいかなる形でもろう付けに適
用可能であり、特にＩ〜−ブろう付けや炉中ろう付けに
適している。

しかし、これらの７ラツクスは、作用温度が塩化物系フ
ラックスＪ：りやや高＜　１．ｔって良好な接合部が得
雌いという欠点があった。

ろう付けにおけるフラックスの作１１１１１４ｆ４４；
に十分には解明されていないが、フラックスとしては、
一般には、ろう合金の溶融の始まる前にフラックスが溶
融してろう付は而を覆い、表面酸化膜の破壊除去を行な
うどともに、Ｒ１材のぬれ性を高め、ろう合金のろうト
ロノ面への流動を助（〕、また、空気との接触を遮断し
て再酸化を防止り−る性能を有するものが必要である。

したがって、フラックスの作用濡１αを適度に低下さけ
ることは、ろう付けにおいて有意義である。

目　的 本発明の目的は、アルミニウム祠のろう付（Ｊ用フラッ
クスとして、従来のフッ化物系フラックスよりもフラッ
クスの作用湿度が低く、これによってフラックスレス不
活性ガス雰囲気ろう付は法、塩化物系フラックスによる
炉中ろう付は法と同様に良好な接合部を形成することが
できるとともに、接合部の耐食性を向上することができ
、実質」−１不水溶性かつ非吸湿↑（１を保有する、フ
ッ化物系フラックスを１足供することにある。

佐−一」（ 本発明は、上記の目的を達成するために、従来のフッ化
物系フラックスの組成物にＺｎＦｚを添加することによ
って、無添加フラックスの作用温度を下げ、またろう付
けの際の反応によってアルミニウム合金表面において、
ＡＩ　−Ｚｎ合金を形成させることによって耐食ｆ牛の
改善もはかったものである。

号なわら、本発明は、実質、１：ｌ＜Ｆ４０〜４７重５
− 量％、Ａ　Ｉ　Ｆ　３４７　ヘ−５６重（６）％及びＺ
ｎＦｚＯ８１〜１０重量％より成る混合物の溶融凝固物
を粉砕して得た物から成る、アルミニウム祠のろう付は
用フラックスである。

ここで「実質上」と称したのは、原料どして用いられる
フッ化物が必ずしも純度の高いものである必要がなく、
一般の市販のフッ化物より混入する程瓜の不純物は許容
され、ｌ、：だ純物質どしてのＫＦ、ＡＩ　Ｆａ　、Ｚ
ｎ　Ｆ２に換輝した場合の３物質の重量比率のみが、本
発明フラックスとしての作用上重要であるからである。

Ｚｎ　Ｆ２無添加フラックスにおける実質的なＫＦとＡ
１［３の重量比率の好ましい値は既知の文献（たとえば
Ｂ、　ｐｈｉｌｌｉｐｓ　＋−）Ｊ。

Ａｍｅｒ、Ｃａｒａｍ、　３ｏｃ、　Ｖｏｌ、４９　（
１９６６）　６３２ページ）のＫＦ−ＡＩＦＢ系２元状
態図より容易に理解することができ、これに示ずにうに
共晶組成−すなわちＫ　Ｆ　４５，８重量％−ΔＩＦ５
５４．２重量％（ＫＦ５５モル％−６一 ＡｌＦ３４５モル％）ないしはその前後に相当づる比率
である。

本発明は、実質上この重量比率どなる混合物あるいは溶
融混合物９９．９〜９０重量％に対し、更に７０Ｆ２０
．１〜１０重量％の添加を行なった場合、改良が著しい
。

７０「２の添加ににす、フラックスの作用温度が低下す
るほか、ＺｎＦｚより生成された７ｎは、アルミニウム
合金表面において、拡散にＪ：ってＡｔ−Ｚｎ合金を形
成し、この電位が通常のアルミニウム合金より卑である
ため、犠１ｑ、陽極効果によってろう付り部品の耐孔食
↑１をも著しく向上させる。

ＺｎＦｚの添加ｍが規定する下限値より少ないと、所期
の効果はなり、」−限値を越えて多く添加づると、ろう
付は性が悪くなる。

既知のフッ化物フラックスは混合したままで、あるいは
混合後溶融し、凝固物を粉砕して調製することができる
が、本発明のフラックスし同様に各種の調製法を採用で
きる。

次に実施例及びそれによる効果について’ａｉべろ。

実施例１ ■業用ＫＦと：「業用ＡＩ　Ｆ３を用いて、それぞれの
純度を考慮に入れて、実質的にはＫ　Ｆ　４５．８ｍｍ
％−Ａ　Ｉ　Ｆ　３５４．２重囲％の比率となるように
混合し、これを溶融（溶融温度は共晶温度５６２℃の１
００℃程度十を目標とした）して調製したフラックスと
、同じ（両成分にＺｎＦｚを添加して実質的にはＫ　Ｆ
４５．７４重量％−Δｌ　Ｆ　３５４，１１重間％−Ｚ
　ｎ　Ｆ　２０，１５ｆｆｉ　１ｎ％、ならびに、ＫＦ
４３．８０重最％−Ａ　Ｉ　Ｆ　：ｌ　５１，８２　、
ｉｌｉ　１７１％−Ｚｎ　Ｆ２４．３８重量％の比率ど
なるように混合して、これを溶融１）で調製した７ｎ　
Ｆ２添加フラックスとについて、それぞれの作用温１良
を次の方法によって測定した。

ｔなりら、調製した両フラックスを一２′Ｗ白金ルツボ
にとり、アルゴン雰囲気中で加熱溶融後、冷却速１１１
１℃／分で冷ム１１法により熱分析を行ない、液相線温
度と固相線温度を測定し、これより作用温度をめた。測
定結果を表１に示づ。このようにＺｎＦ２ｆｆ１加によ
り、液相線湿度、同相線？＆１度共に低下する良好な結
果が得られ、作用温度の低下が確認された。

実施例２ 実施例１に示したＺｎ　Ｆ２　（０，１５重量％）添加
フラックスと無添加フラックスをそれぞれ用いて、不活
性雰囲気（この雰囲気では、フラックスレスではろう付
は不可）ろう付は試験を行なうどともに、適切な不活性
雰囲気でのフラックスレス不活性雰囲気ろう付１ノを行
なった。これらについて接合状態を比較し９− た。

ろう付【プ試験を用いた継手を図に示す。

Ａ　３００３アルミニウム合金１Ｌに、１３Δ４０４５
アルミニウム合金のろう祠を両面にクラッドした△３０
０３アルミニウム合金からなるプレージングシート２を
継手角度θで固定し、６００’ＣＸ　３ｍ１ｎ加熱後、
フィレット長さ１−を測定して充填率（１／Ｌｏ　ｘｌ
ｏｏ　）をめた。

この結果を表２に示ず。充填率を比較りるとＺｎＦｚ添
加フラックスの場合、無添加フラックスろう＋ｔ　ＬＪ
およびフラックスろう付（プに比べて高い値を示してお
り、本発明フラックスを用いることにより優れたろう（
ｉｌ　ＩＪ部が得られることが分かる。

−１０＝ 表２ 実施例３ 実施例１に示したＺｎＦ２　（０，１５重間％）添加フ
ラックスと無添加フラックスをそれぞれ用いたろう付は
試料について、乾湿交互試験（１）Ｈ３の４０°０３％
Ｎａ　Ｃｌ水中に３０分浸漬、次に５０℃空気中で３０
分乾燥）を１力月行ない、耐食性の比較を行なった。

表３に示Ｊ−ように、ＺＩＩＦ２添加フラックスを使用
した場合、耐孔食性の向−にが著しい。

表３　乾湿交１１試験（１力月）にＪ、る孔食深さ実茄
例４ 実施例２に示しに：　；’　ＩＴ　Ｆ　２　（０，１５
Φ１１１％）添加フラックスど＃Ｉｌ（＋Ｘｓ加ノツノ
ラックスｌ＼の溶解度を測定し、これらと塩化物フラッ
クスの主要成分の水への溶解度（文献１ｉ１′？）どの
比較を行なった。結宋は表４に承りとおりで・あり、Ｚ
ｎＦ２ｎＦ２添加全ノックス、無添加フラックスと同稈
ｒｃｔ　（’あり、塩化物成分に比較して極めで低く＜
’、ｈ　−）　”（いる。

効　果 本５１明のアルミニウム材ろうイ・Ｈ）用フラックス（
，１、従来のフッ化物系フラックスよりも、ｆ’＋用湯
度を低くしたことによって、接合部の状態をフラックス
レス不活性ガス雰囲気ろうイ・ロブ法やｊ弗化物フラッ
クス炉中ろう付は法と同等に良好ならしめるとどｂに、
ＺｌＩＦｚの添加により、アルミニウノ＼合金表面にお
いて、拡散によっ（Δ１−Ｚｎ合金を形成し、その犠１
′１陽１ｊ効果によって、ろう付は部品の耐食１１、を
向１−させる。ざらに、フッ化物系フラッ１３− クスの特性であるところの、非吸湿性、実質上不水溶性
を保有Ｊるらのである。

【図面の簡単な説明】 図はろう付【プ試験に用いた継手の構成を示す説明図で
ある。 １・・・Ａ　３００３アルミニウムの合金、２・・・ブ
レージングシー１へ、 ！１′！１ム′１出願人 住友をＹ金属工業株式会社 代理人　弁理士　小松　秀化 代理人　弁］！Ｔ！　Ｊ　旭　宏 １４− 第１頁の続き ０発　明　者　難　波　圭　三　名古屋市港区千年社技
術研究所内 ０発　明　者　伊　藤　泰　永　名古屋市港区千年社技
術研究所内 一ζ９０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　実質上、ＫＦ４ｏ〜４７Ｍｍ％、ＡＩ　［３４
   ７〜５６重市％及びＺｎ　Ｆ２　０．１〜１０重川％に
   用り成る混合物溶融凝固物を粉砕して１ｑた物から成る
   、アルミニウム材のろう付は用フラックス。