JPS6050867B2 - ろう付け可能なアルミニウム合金の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 明細書 本発明は、アルミニウムをベースとするろう付け可能な
合金、特に、大型装置製造用の前記の如き合金に係る。

熱交換器の如きろう付けによる大型装置の製造に最も適
した合金として、規格ＡＦＮＯＲＮＦＡ５０−５４１に
よる合金３００３が公知である。しカル乍ら、長時間の
ろう付け処理サイクル後に、前記合金の機械的特性のレ
ベルはかなり低下する。サイクルの接続時間が長いのは
、一方では前記の如き装置自体が重いためであり、他方
では、熱・による内部応力とこれに対応する歪とを阻止
すべく加熱及び冷却の速度を（毎時数１０℃のオーダの
）低い値に制限する必要があるためである。

更に、ろう付け（一部又は全体が液状のろう）自体の接
続時間は通常、数十分間から数時間の間フであるから、
合金は押出しに対する十分な抵抗性を有していなければ
ならない。従つて本発明の目的は、ろう付け可能な“゜
耐熱性゛のアルミニウムベース合金、即ち長時間のろう
付け処理中及び処理後に機械的特性のかなりの部分を維
持しておりしかも耐食性の如き他の使用特性が顕著に変
化しないアルミニウム合金を提供することである。

前記の如き要求に応える本発明の合金は下記の組成を有
する。

（重量％）。

他の元素： しかし乍ら、最適特性を得るためにはＣｕ＋Ｍｇが０．
４０％以上であるのが好ましい。

好ましい組成を下記に示す。

残余 アルミニウム及び通常の不純物。

合金中のＭｎ．Ｆｅ及びＳｉの含有量は、２段階均質化
処理中に均質な微粒析出物が得られる範囲を！選択した
。

微粒析出物が得られることにより微粒最終製品が得られ
、このような粒子の微細化によりろう付け処理中の溶加
金属による溶解現象に対するベース金属の抵抗性が顕著
に増加する。これら元素の下限値は、粒子の微細化に影
響を与えるク最小析出量を維持できるように選択し、ろ
う付け処理中のベース金属による溶解作用を最大限抑制
し得るように上限値を選択した。Ｓｉが最大値より多く
なると特に溶解作用に対して極めて不利な結果が生じ、
Ｆｅが最大値を上回ると金属のピンボールから発生する
腐食に対する耐性も低下する。Ｃｕ又はＣｕ＋Ｍｇの添
加により機械的抵抗性が良好になるが、この効果はＣｕ
の添加量が０．２％以上の時のみに認められる。Ｎｉを
０．４％以上含有すると高温での（特にろう付け中の）
機械的抵抗性が改善されるが、含有量が１％を越えると
耐食性が低下する。再結晶状態での粒径を調整するため
には、９Ｃｒ．．Ｚｒ又はＶのうちの少なくとも１つを
０．０５％以上添加するとよく、鋳放し状態ての粒径を
調整するためには公知の通りＴｊを添加するとよい。

本発明の合金は下記の特性を有する。１発／ フラック
ス、不活性ガス又は真空下での７ ろう付けに使用され
るＡ１−Ｓｊ又はＡ１−Ｓｉ−Ｍｇタイプのろう合金に
よつてメッキされ易い。

２イ／ 同条件て使用された合金３００３に比較して機
械的引張特性（破断応力及ひ弾性限度）が約４０％増加
する。

ノ３％／ ろう付け適性及びろうによる溶解への抵抗性
は合金３００３と少くとも等しい。

４性／ 同じ化学的環境中では耐食性は３００３の耐食
性に少くとも等しい。

更に、ろう付け後に前記の如く機械的特性が改良される
ため、多くの場合、交換器の壁厚を減少し得る。

その結果、材料の節約と熱交換効率の上昇との双方が得
られる。本発明の合金は、最適の使用特性を有する。

特に、鋳造とその後の加熱変形との間に下記の如き２段
階均質化サイクルを導入するとろうによる溶解に対して
最高の抵抗性を示す。ａ第１段階では、５９０乃至６１
０゜Ｃの間で２乃至３６時間維持する。

次に、ｂ第２段階では４５０乃至５５０℃の間て３紛乃
至２４時間維持する。

これらの２段階の間に周囲温度への冷却を挟んでもよい
（連続又は不連続冷却）。

最も簡単で最も経済的な方法は当然、２個の段階Ａ．（
５ｂとの間の調整徐冷である。

勿論、合金は、所謂ろう付け処理のろうが塗布される均
質製品もしくはろう合金で被覆された別の製品と接触す
る均質製品の形状て使用されてもよく、又は、ろう付け
合金で被覆され例えば熱間及び／又は冷間共圧延後に得
られた複合製品の形状（片面又は両面がメッキされたシ
ート又はバンド）でもよい。

合金の主たる用途はろう付けてあるが、材料が一時的に
高温になるすべての場合、例えば調理器具、太陽熱コレ
クタ、消音器のケーシング等に使．用することも可能て
ある。

下記の実施例より本発明の合金の性質がより十＊分に理
解されよう。

実施例１ ３層メッキ製品を３種類製造する。

各製品は、心合金と、心合金の両面に片面当りの厚みが
総厚みの５％になるようにメッキされたろう合金とから
形成されている。下記の組成が得られる（重量％）。

製品１はろう合金４３４３をメッキした合金３００３で
ある。

製品２，３は、本発明の組成物から成る心を有しており
、同じく合金４３４３でメッキされている。

ろう合金を公知方法で鋳造し（半連続鋳造）、，５００
′Ｃに加熱後、メッキ製品の厚みに適合するまで熱間圧
延する。心合金をプレート状に鋳造する（半連続鋳造）
。

製品２，３の心合金に関しては、次に６００℃に２［相
］間維持して均質化熱処理を実施し、続いて５００℃に
冷却する（２０熱Ｃ／時）。

心合金１乃至３のいずれかから成るプレートの広い両面
を前記組成のろう合金シートで被覆して積層体を形成し
、該積層体を５００′Ｃに加熱し、熱間圧延してメッキ
ブランクを得る。

次に前記の如く得られたメッキバンドを冷間圧延し、得
られた複合シートに焼なましを実施して最終厚みを得る
。

５７０゜Ｃよりやや低温で製品を数時間予熱後、フラッ
クス浴中でろう付けを実施する。

６００′Ｃの塩浴浸漬を２時間継続する。

ろう付け後、毎時３０℃の速度で冷却する。

ろう付け処理サイクル後、製品の心を構成する金属に関
して下記の機械的特性が得られる。３種の試験製品に於
いて、溶解の深度は２０ミクロンを越えない。

実施例２ 同じ心合金を使用する。

使用した硬ろうは実施例１と同じ組成に銅０．３％を添
加した。実施例１と同様に加工処理し、メッキ層の片面
当りの厚みを最終的総厚みの１５％にしてメッキ製品を
得る。実施例１と同条件でろう付けした後に得られる特
性は、心合金に関しては実施例１と同じである。実施例
３ 下記の組成（重量％）のメッキ複合製品（片面ｊ当りの
メッキ層の厚みは総厚みの１０％である）を製造する。

５００℃で２０時間維持して均質化を完了させる以外は
実施例１と同様に処理してメッキ製品を加工する。ろう
付けサイクルは、ろう付けすべき接合部の温度を均質化
すべく１．３３乃至１３．３ＭＰａでの減圧下での５６
０℃の加熱と、接合部の中央でろうが液状に移行するこ
とを確保すべくやはり真空下てのろう付け温度範囲（５
８０乃至５９０゜Ｃ）での２時間の維持とを含む。

次に、ろう付け炉内での冷却、空気中での冷却を順次実
施する。装置内部の熱平衡を確保すべく十分に緩徐な冷
却を行なう。得られた心金属の機械的特性は下記の値で
示される。

−ーろう付け温度に維持したときの溶解深度は３０ミク
ロンより低い値である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｆｅ０．１０乃至０．７ Ｍｎ１．００乃至１．５ Ｓｉ０．２０乃至０．５ Ｃｕ０．２０乃至０・５ Ｍｇ０．５以下 Ｎｉ０．４０乃至１．０ 但し、 Ｃｕ＋Ｍｇ０．４０以上 残りアルミニウム （重量％）を含有するろう付け可能なアルミニウムベー
   スの合金を製造するために、精錬と、鋳造と、熱間及び
   ／又は冷間加工に先立つ均質化とを含んでおり、均質化
   がａ 温度範囲５９０乃至６１０℃で２乃至３時間、次
   いでｂ 温度範囲４５０乃至５５０℃で３０分乃至２４
   時間の２段階で実施されることを特徴とするろう付け可
   能なアルミニウムベース合金の製法。 ２ 前記の２段階の間に周囲温度まで冷却することを特
   徴とする請求の範囲１に記載の方法。 ３ ２段階の間の冷却が連続的であることを特徴とする
   請求の範囲１に記載の方法。