JPS6034617B2 - ろう付用Al材料 - Google Patents

ろう付用Al材料

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JPS6034617B2
JPS6034617B2 JP55040781A JP4078180A JPS6034617B2 JP S6034617 B2 JPS6034617 B2 JP S6034617B2 JP 55040781 A JP55040781 A JP 55040781A JP 4078180 A JP4078180 A JP 4078180A JP S6034617 B2 JPS6034617 B2 JP S6034617B2
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JP
Japan
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corrosion
brazing
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materials
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昌治 海部
一雄 田中
日出男 藤本
淳 瀧川
友宏 西村
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736Al-base component
    • Y10T428/12764Next to Al-base component

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐食性及び機械的性質の両方を満足するろう付
用のN材料に関するものである。
AIは一般に耐食性の良好な材料として知られているが
、例えば熱交換器の様なろう付構造体として使用する場
合は、ろう材中のSiがN母材中に拡散し、該Siを核
として周囲の山母材との間に局部電池が形成される結果
、粒界腐食を起こすという危険がある。
そこでこの様な腐食を防止する方法として以下の如き方
法が提案されているけれども、いずれも現実的な方策と
は言い難い面がある。以下公知方法を概説する。‘1}
陽極的に作用する元素(ZnやSn等)を利用する方
法(1‐i)ろう材中にZnやSn等を添加してろう材
自体を陽極的に作用する様に改質する方法(1‐ii)
熱交換器におけるフィン材の如く、装置の一部に、Zn
やSn等の添加された材料を使用し、その陽極的作用に
よって他の構成部分を保護する方法■ Siに対するN
母材の耐粒界拡散性を改善強化する方法‘31 母材中
に第3成分を添加して母材をろう材との対比において陰
極的に作用する様に改質する方法。
ところが(1−i)の方法のうちZnを利用する方法は
、耐食性改善効果が顕著であるにもかかわらず、Znの
蒸気圧が高い為にろう付時に蒸発飛散して炉の汚染を招
くという問題がある。
そしてZnの代りにSnを利用する方法では、蒸発飛散
という問題がない反面、加工性が低いという欠点があり
、圧延の実施が困難であるから実用性がない。また(1
‐ii)の方法では、例えばへッダータンクの様にフィ
ン材と直接接触しない部材迄保護することはできず、極
めて不完全な方法と言わなければならない。又【2)及
び【3}の改善強化法として、例えばプレージングシー
ト芯材用材料として汎用されているAI材料(例えばJ
IS3003材)にCr,Fe,Cr,Z省等を添加し
たり、或はソーキングー等の熱処理条件を変更したりす
る試みがなされているが、未だ満足すべき成果は得られ
ていない。尚この3009地ま、Mnを主要成分の1つ
とするもので、周知の如く耐食怪自体は極めて良好であ
るが、ろう付加熱後(即ち高温加熱後)では粒界腐食の
感受性が極めて高いものとなり、なんらかの改質が望ま
れている。.本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、ろう材成分特にSiの母材中での拡散性
が抑制されると共に、それ自体の粒界腐食感受性が低い
ろう付用AI材料を提供することを目的とするものであ
り、その構成とは、Cu:0.5〜2%(重量%の意味
、以下同じ)、Ti:0.01〜0.08%とを必須成
分として含み、残部がN及び不可避不純物からなり、或
はこれらと共にZr:0.01〜0.5%、Mn:0.
05〜0.5%及びCr:0.05〜0.5%よりなる
群から選択される1種以上を含有させたところに要旨が
存在する。
上記各成分配合量の限定理由を以下に説明する。
「Cu:0.5〜2% Cu‘まAIの機械的強度を高める合金成分として公知
であるが、反面AIの耐食性を著しく阻害すると考えら
れている。
ところが実験の結果、フラックスブレージソグや真空プ
レージング工程等で570〜61000に加熱されるろ
う付用AI材料の場合には、加熱効果及び後記Zr,M
n又はCrによる粒界腐食抑制効果によってCulこよ
る耐食性劣化が殆んど無視し得る程度に抑制され、Cu
の有する強度向上効果のみを有効に発揮させ得ることが
確認された。但しCuの含有率が2%を越えると、加熱
処理を施こしても耐食性の低下が防止しされないので上
限を2%に定めた。一方強度向上効果を有意に発揮させ
る為には0.5%以上含有する必要がある。Ti:0.
01〜0.08%Tiは耐拡散性の改良及び強度の向上
機能を有し、これらの機能を有意に発揮させる為には少
なくとも0.01%以上添加しなければならない。
しかし多すぎると加工性が低下するので0.08%以下
に止めるべきである。Zr:0.01〜0.5%、Mn
:0.05〜0.5%及びCr:0.05〜0.5%よ
りなる群から選択される1種以上:ZrはAIと金属間
化合物(N32r)を形成して微細に分布し、サブグレ
ィンを強化して再結晶を抑制する作用がある。その結果
、N合金材料を圧延又は押出加工する際に金属組織が繊
維状組織となり、ろう付け時に受ける高熱条件によって
も結晶粒は等軸晶とならす加工方向に伸長した偏平粒と
なる。その為ろう村からのSiの粒界拡散が抑制され、
粒界腐食感受性が改善される。この様なZrの効果を有
意に発揮させる為には、少なくとも0.01%以上添加
する必要があり、一方0.5%を越えると巨大晶出物の
生成によって加工性が低下する。Mn及びCrもZrと
同様にサブグレィンを強化し再結晶を抑制する作用があ
り、更に母材の絞り加工性を高める効果も発揮する。
これらの効果、特に再結晶抑制による粒界腐食抑制効果
を有意に発揮させるためには、夫々0.05%以上添加
すべきであるが、多すぎると粗大な金属間化合物結晶が
生じ粒界腐食感受性が逆に低下してくるので、夫々0.
5%以下に止めるべきである。尚上言茂r,Mn及びC
rは粒界腐食抑制成分としては同効物質であるから、こ
れらのうち1種を単独で使用してもよく、或は2種以上
を併用してもかまわない。
本発明は概略以上の様に構成されており、Cu及びTi
をAIに配合し、或はこれに更にZr,Mn及びCrの
うち1種以上を配合することにより、機械的性質及び粒
界腐食感受性の双方を満足するろう付用山材料を提供し
得ることになった。
次に本発明を実施例によって更に具体的に述べる。
尚下記の例はプレージングシ−ト用芯材として利用する
場合を述べるものであるが、フィン材その他各種の単体
構成部品としても利用できることは言う迄もない。実施
例 1 第1表に示す芯材を準備した。
試料No.1〜8は本発明芯材であり、試料No.9〜
10は比較芯材、試料No.11はJIS3003合金
である(尚第1表中組成の残部はNである)。第1表
芯材の化学成分(重量多) 第1表に示した成分組成の芯材に対し、AI−10%、
Si−1.5%Mgよりなるろう村を両面に15%ずつ
クラツドし、1.6側厚のプレージングシートを作製し
た。
〔ろう付加熱後の機械的性質〕
上記で得た各プレージングシートを、真空中(10‐4
〜10‐6Torr)595ooで3分間加熱し、その
後NaOH裕中に浸潰してろう村を溶解除去し、表面を
#600のェメリー紙で研磨した、この供試材よりJI
S5号試験片を作製して引張り試験を行ない、第2表の
結果を得た。
第2表 引張り試験結果 第2表からも明らかな様に、本発明材は抗張力、耐力及
び伸びの何れにおいてもJIS3003材よりも優れて
おり、AI母材としての強度を十分満足する。
〔腐食性試験〕
上記で得たプレージングシートを8仇帆×8物肌こ切断
した後、中央部にェリクセン加工を施こして深さ8肌の
凹部を形成し、これを真空中(10‐5Torr)59
5℃で3分間加熱し供試材とした。
得られた各供試材を使用し、0.1NのNaCI水溶液
中で0.5mA×1粥時間ァノード電解腐食試験を行な
つた。試験後、各供試材の断面を顕微鏡により観察し、
最大孔食深さ及び腐食形態を調べた。
結果を第3表に示す。また腐食処理後の供試材の断面顕
微鏡写真(10の音)の一部を第1〜5図(第1〜5図
は試料No.1、4、7、10及び11の供試材である
)に示した。第3表 腐食試験結果 ※1:ェリクセン加工で加工効果の及んでいない平坦部
※2:ェリクセン加工の施こされた最突出先端部※3:
◎粒界腐食小、0粒界腐食中、×粒界腐食大第3表から
も明らかな様に、本発明材(No.1〜8)は何れもJ
IS3003材1こ比べて耐粒界腐食性が極めて良好で
ある。
これに対してCuを含まなかったり(No.9)或はM
n含有量が多すぎると(No.11)粒界腐食が著しく
なって目的を達成できない。尚Cu含有量が多すぎる場
合(No.10)、粒界腐食はCuを含まないもの(N
o.9)よりはやや良いが「第2表からも明らかな様に
抗張力及び0.2%耐力が高く、加工性に劣る。また断
面顕微鏡写真を比較すると、第1〜3図(本発明材)で
は殆んど腐食が見られないのに対し、第4図(比較材)
及び第5図(JIS3003)では粒界に沿って深部ま
で腐食が進行していることが確認される。
〔自然電位の測定〕
第1表に示した成分組成のN板(0.4柳厚)、及び前
記プレージングシートを、真空中(10‐5Torr)
595℃で5分間加熱して供試材とする。
この供試材を用い、0.州のAIC13水溶液中に2岬
寺間浸潰した後の自然電位を測定した。結果を第4表に
示す。第4表 自然電位 (mV) 第4表からも明らかな様に、従来材であるJIS300
3材の電位はプレージングシート表面よりも相当卑であ
り、ろう材によって芯材が電気的に腐食促進を受け易い
これに対して本発明材の自然電位はJIS3009材1
こ比べて何れも貴であり、またCu含有率を高めるにつ
れて自然電位は貴となり、プレージングシート表面の自
然電位との差が少なくなっている。即ち本発明材は従来
材に比べて電気化学的な腐食促進も受けにくい。実施例
2 第5表に示す組成の芯材を準備した。
試料No.12〜14は参考例芯材であり、試料No.
15,16は比較芯材である(尚表中組成の残部はMで
ある)。第5表この芯材に対し、第6表に示す組成のろ
う材を両面に夫々15%ずつクラツドし、板厚0.6肋
のプレージングシートを作成した。
第6表 (重量多) この板の中央部に、JIS・Z−2247(ェリクセソ
試験法)に準じたェリクセン加工を施こし、深さ8側の
凹部を形成した。
これをN2ガス雰囲気(露点:−6000以下)中で6
05o0、2分間の加熱を行なって試験片とした。この
試験片をアノード電解促進試験法によって腐食試験を行
なった。腐食液 :0.箱重量%NaCI水溶液・試験
電流:0.狐A/c確、1粥時間 (尚試験片裏側の凹部に対応する最突出先端部を電極に
向わせる様にセットした。
)前記凹部の縦断面をケーラー(Kelier)氏液に
てエッチングしたものの顕微鏡写真(ION音)を第6
〜10図として示す。
第6〜10図は前記試験片番号12〜16に対応するが
、第9,10図では粒界に沿って相当の腐食が見られる
のに反し、第6〜8図ではほとんど腐食がみられず、耐
粒界腐食性の優れていることがわかる。尚第9,10図
(Mn過剰)では比較的密な粒界に沿って分散する様な
腐食進行がみられる。
【図面の簡単な説明】
第1〜10図は実施例で得たプレージングシートの断面
金属組織を示す図面代用顕微鏡写真で、アノード電解腐
食後の状態を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Cu:0.5〜2%(重量%、以下同じ意味)、T
    i:0.01〜0.08%を含み、残部がAlおよび不
    可避不純物からなるろう付用Al材料。 2 Cu:0.5〜2%、Ti:0.01〜0.08%
    を必須成分として含む他、Zr:0.01〜0.5%、
    Mn:0.05〜0.5%及びCr:0.05〜0.5
    %よりなる群から選択される1種以上の含み、残部がA
    l及び不可避不純物からなることを特徴とするろう付用
    Al材料。
JP55040781A 1980-03-28 1980-03-28 ろう付用Al材料 Expired JPS6034617B2 (ja)

Priority Applications (3)

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JP55040781A JPS6034617B2 (ja) 1980-03-28 1980-03-28 ろう付用Al材料
US06/144,892 US4339510A (en) 1980-03-28 1980-04-29 Aluminum-base brazing alloy composite
CA000351174A CA1159683A (en) 1980-03-28 1980-05-02 Aluminum-base brazing alloy

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JPS56136951A JPS56136951A (en) 1981-10-26
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US4339510A (en) 1982-07-13
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