JPS6087995A - 耐食性の良好なアルミニウム製熱交換器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、耐食１ｆ１の良好なアルミニウム製熱交換器
組立ての１こめのろう（ｌり用フラックスの組成に関り
るものである。

従来技術 接合リーベさアルミニウム伺の要ヌペ間に当該四素祠の
８１１点よりも低い融点をもつブスルミニウｌ＼のろう
合金層を介在さｕｃ接合を（１なうフラックスろう（＝
ｉ　＋−１には、一般的にＩＡ２化物を主成分と−りる
フラックスが人気中で用いられている。これらのフラッ
クス１ま、本質的に水溶性であり、一般的に吸ｉ帰（ノ
ｔ　’ｒ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８する。したかってそのような
フラックスのろう（′ＮＩす１９の残留物は、ろう付け
工程後に洗浄しく除去しなりれは゛ならない。

フラックスを用いないてろう付けを１）うフラックスレ
スろうイーＨプ方法どして、真空ろうイ」（）法、ある
いは不活性雰囲気ろうイ」つり法等が既に知られている
が、これらは、高真空あるい（３Ｌ高純度の不活性カス
と几に、被１′Ｐ、、合材に６ｉ殊なアルミニウム’ｒ
Ａ　Ｎ’ｌを必要ど７る。史にはフラックスろうイζ」
（ノン去ど比へると、ろう（ＮＪ　１１部のクリｉｌラ
ンスにより厳しいオ“ｌ￥度が要求されるとともに、用
いることのできる）フルミニラム８利か一般的なもので
ない点−４劣る。

まｌこ、ろうイ・］り後、実質」−水に不溶性Ｃあり、
非吸湿１１（（かつツノルミニウムに対して非腐食性の
残漬をろうイ・」【プ面に残１フッ化１クノフラックス
も知られている。

づ−なわち、英国１コｉ訂第１，０５５，９１４弓明細
書により、△ＩＥ：３とＫ［とを混合したフラックスが
提案されている。更に、特公昭５８−２７０３７弓公報
にＪ：す、ろうイ：３　Ｇ：Ｉ　＋’ｌｉｔにおい−（
非吸湿性であり、ろう（＝Ｊ【ｊ後においで実質的に不
水溶性であるフラックスとし”（、ＫＡＩに４とに１△
ｌＦ６とから成るフラックスが提案され−Ｃいる。この
゛フラックスは、１＜１：とＡｌ　ｍｌを原わ１として
この混合物を溶１１１！　シて凝固物を粉砕して１りら
れるｂのＣあり、凝固物にはＫＡＩＦＡとＫ　３△ｌＦ
６が生成している。Ｉ爪わ１成分の１＜１：とＡ１１ニ
コの比率（３（、可及的に両成分の共晶組成に近イ」り
ることを］１（奨しいる。

Ｋ［ニーΔ１１：３又はに３Ａｌｌ−［１−ＫＡＩ　Ｆ
ＡあるいはＫ］八へＦ：６−△ｌＦａ若しくはにΔＩＦ
４、ろうイ」り後の状態Ｃ１＜１Ａｌｌｍ、、−に八１
１：Ａ又はＫＡｌＦ４の実質的な化学式あるいはその絹
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
に残渣が非吸湿性でアルミニウムに対して非腐食１イ１
て゛あるため、ろうイ」り後の洗浄が不要であるという
人さな利点を有り−る。

またこれらフラックスはいかなる形Ｃらろうイ］りに適
用可能（・あり、１六に１〜−チろうイ・」りや水性ス
ラリーの形で炉中ろうイζ］げに適している。

しかし、これらのフラックスは、作用温度が１嘉化物系
フンツクスよりやや高くなって良好４Ｔ接合部か１′１
テ１１いという欠１：、Ｕがあった。

ろう（；Ｊりにａ３りるフラックスの作用１幾構は１−
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Ｕ面を覆い、表面酸化膜の破壊除去を行うとと
しに、母材のぬれ性を高め、ろう合金のろう（Ｎ１０面
への流動を助り、また、空気との接触を遮断して再酸化
を防止り−る性能を右りる゛しのが必要Ｃある。

従つＣフラックスの作動温１狂を適］αに低下さ１！る
ことは、ろう（＋ロ：Ｊにおいて右燕義である。

１］的 本発明の目的は、従来のアルミニウム月のろうイ４け用
フラックスどしてのフッ生物系フシックスよりもフラッ
クスの作用温度が低く、これにより良りＹな接合部を形
成刃ることがでさるとともに、接合部の耐食性を向上覆
ることがでさ、かつ実質上、不水溶性及び非吸湿性を保
有りるようにした、アルミニウム製熱交換器組立てのた
めのろう（＝Ｊ　ＬＪ用ソノラックス提供り−ることに
ある。

損成 本発明は、上記目的を達成するｌこめ、従来のノツ物系
フラックスの組成物に１３ｉｒ−ａを添加りることにに
って、無添加フラックスの作用湿度を下げ、またろうイ
」りの際の反応によつ（／１成される微聞Ｂｉのろう合
金への混入によつ−（ろ・）イ＝Ｊ　＆ｊ性を改ＪＱ　
シ、これにＪ−）−Ｃ良好な接合部を形成づる６のであ
る。更に１フルミニウ１１合金表向におい（Δｌ−１３
ｉ合金を形成させる口とによって？ｉｉ４食性の改善を
ｂはかりた０のぐある。

すなわ１５、本発明の要旨（３Ｌ、実質１−１Ｉ＜１−
４３〜４８手早％、△Ｉ［：：＋！ｉ１〜５６車■％、
及び１３１に］　０．０！＋・〜１重量％Ｊ、り成る混
合物の溶融凝固物を１３）　Ｖ＋’　シて１５ノだ物か
ら成る、耐食性の良好なｊ′ルミニウム製熟熱交換器ろ
うｆ”ｌ　ＩＪ川スフラックスある。

ここで、（実′？″１ｊ−１と称し！このは、１バｌ′
ミ１としＣ用いられるフッ化物が必づ”しも純痕σ）高
いしの（ある必要かなく、一般の重版のフッ化物より混
入１）る程度の不純物Ｌ；Ｌ　ｆｒ容され、ｌこｌ、：
純物７′（とじての１＜［、Ａ１「３．１３ｉＦ：＋に
操樟したＪ間合の３物質の中昂化宇のＪ）、が、ノラ・
ソクスとしての作用圭ｉ、Ｉ’ｉ四て゛あるかｌうであ
る。

ｒ３　ｉ　ｒ：３無添加フラツクスにＡ３　Ｌ’Ｊる実
７′（的％　Ｋ　「トＡ　Ｉ　Ｆ　３　ノｆｆ１ｆｆｉ
比率ノ好ｄ：　Ｌ　イｌｉｒ＋　ハ既知の文献（例えば
、Ｂ、　Ｐｈ１ｌｌｉｐｓら、Ｊ、Δ　ｎｌ　Ｏｌ’　
、ＣＯＩ’　ａ　ｍ　、　３　ｆｌ　Ｃ、■　ｏｆ、４
９　（１９６６）　、６２３ページ）のにに一Δ１１−
３系２元状態図より容易に理解りることができ、これに
示りＪ：うに、共晶組成ずなわちＫ　Ｆ　４５．８重量
％−△Ｉ　Ｆ：ｌ　！ｉ４．２千Ｍ％（Ｋ　Ｆ　５！ｉ
モル％−ΔＩ　「：ｉ４’５モル％）ないしはその前後
に相当η−る比十である。

本発明は実質上この重用比率ど＜ｉる混合物あるいは溶
融混合物９９．９５−・９９重量％に夕、１し、’１７
ｋｌ　１３　ｌ　Ｆ　３０．０５〜ｌ　ｒａｍ　％ノｉ
ｌｘ加’ｃ　ｔ’ｙ　Ｏッだ場合改良が鳶しい。

８１「３の添加により、フラックスの作用）品ＩＣｔが
低下づる（Ｊか、［３ｉ１：ｚがろう（Ｊ　＋−Ｊの際
の化学反応によって［３ｉ　ま（゛還Ａ、され、ろう合
金中に微量Ｂ　ｉが入ることに、１、す、既知のように
、ろう合金中での微Ｉδ１３　ｉの（ｆ　７ｉによつＣ
ろうｆく口Ｊ性が改善される。

更に、フラックス中のＲｉｒ−３Ｊ、す４１−成された
Ｂｉは、アルミニウムの合金表面においで、拡散によっ
て△１−Ｂｉ合金を形成し、この電位が通９常のアルミ
ニウム合金ｊ、り卑ぐあるため、１６１１陽（〜効果に
よつ【ろう付り部品の耐食性を向−にさＵ、耐孔食性を
も著しく向上させる。したがって、ろうイ′：、ＩＧＪ
されたアルミニウム製熱交換器が厳しい腐食環境におい
て使用される揚台には、本発明は、特にその熱交換器の
組立てにｄ３いて有益である。

８１「１の添１］１１吊は、０．０５重量％より少ない
とろう（＝Ｊすｆｌの改善効果が乏しく、１重量％を超
過り−ると、△１−Ｂ１合金に粒界１１３５食割れを起
こりはか、経流的Ｃ／Ｊ、いので１型部％を上限とり−
る。

以下、実施例とくれによる効果について）ホへる。

実施例１ 工業用１（１：ど工業用△１Ｆ＝３を用いてそれぞれの
純度を考慮に入れて、実質的にはＫＦ４５．８重量％−
Ａｌｌ＝３５４．２重量％の比率となるように混合し、
これを溶融く溶融湿麿は共晶温度５６２℃の１００°Ｃ
程度上を目標とした）し′Ｃ調製し／ｊフラックスと同
じく両成分に８１ド〕を添加して実質的には、ＫＦ４５
．ｆ３重Ｊ７ｉ％　Ａ　Ｉ　Ｆ　３　！ｉ３．９屯吊％
−Ｂｉ　Ｆ３　０，５重φ％の比率となるように混合し
て、これを溶融しく調製したＢｉＦ：＋添加フラックス
とについて、それぞれの作用温度を次の方法によって測
定しｌこ。

すなわら、調製した両フラックスを〜定量白金ルツボに
どり、アルゴン雰囲気中ぐ加熱溶融後、冷７．１１速度
１て；７分ぐ冷却法によりｐ）分析を行４）い、液Ｉ］
　＃温度と固相線温度を測定し、これによつく−１作動
温度をめた。測定結果を表１に示づ。このようにＢｉＦ
］添加により、固相線温度が低下し、フラックス作用）
晶磨の低下が確認された。

実施例２ 実施例１１こ示した無添加フラックスと、実施例コに示
した方法と同様にして実質的にはＫ　Ｆ　４５．７１　
＠　ｌｔｊ　％　−△　１に　：＋５４．ｉ（ｌ　重０
１％　−−１３ｉ　［１０，１９Φ吊％の比率となるよ
うに各成ン）をン昆合し、これを（容易１１シて調製し
）こＲｉＦ１添加入−ラックスをそれぞれ用いて、不活
ＩＪ１雰聞気（この゛雰囲気ぐは、フラックスレスでは
ろう（＝１０不可）ろう（＝ｔ　４Ｊをそれぞれ？コな
つとどしに、標ｉ；（的な不活１（１雰囲気中Ｃ゛のフ
ラックスレス不活性雰囲気ろうイ１けを行なった。これ
ら３例について接合状態を比較した。この結果を表２【
ご示１゜ 表２ フイシン１〜の外観、断面形状は、１３ｉＦ：＋添加フ
ラックスの場合、フラックスレスろうｆ”Ｊ　ｌ：Ｉ　
、無添加フラックスろう（＝Ｊ　ＤＩ）ど比較してそん
色のないものが得られ、フｒレッ１へ断面積の比較では
、平均（１ｈどバラツー１″、Ｊ、りみるどｎ　ｉ　Ｆ
　３添７１１１７ラツクスの場合が、最も安定したろう
イＮＵ４：Ｊが得られることが分かる。

実施例３ 実施例１に示したＢｉＦ：＋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ｆＪ（プ試利について、
乾湿交互試験（’　ｌ）Ｈ３の４０℃３％Ｎａ　Ｃ１水
中に３０分浸漬、次にｉＩＯ°０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ｌこ。

表３に承りように、［３ｉ　Ｆ−：Ｉ添加フラックスを
使用した場合、耐孔食性の向１−が若しい。

実施例４ 実施例２に示し７ｊＢｉＦａ添加フラツクスと無添加フ
ラックスの水への溶解劇をａ（（１定し、これらと塩化
物フラックスの主要成分の水へのｉ８解度（・文献１１
Ｏ）との比較を行なった。結果は表４に承りとおりてあ
り、Ｂ！　Ｆｉｌ添加フラックスの場合、無添加フラッ
クスと同程度であり、塩化物成分に比較しＣ極めて低く
なっている。

ｙノ果 本発明フラックスの奏りる効果を要約りるど、次のとＪ
３りである。

ｆｉｌ　Ｌ３ｉ　Ｆ３を添加し−（あるのＣ、フラック
スの作用温度が低く、良好な接合部を形成さＵる。

１２）　Ｆ３　ｉ　Ｆ　３の添加にＪ、す、微小のＢ１
がアルミニウム合金ろうに入って良好な接合部の形成を
たず（）る。更に、アルミニウム合金表面において、拡
ｔｉｅにＪ：つてＡｌ　−Ｂ＊金合金形成し、その犠牲
陽極効果によって、ろう付り部品の耐食性を向上さ［ｊ
）。

（３）　フッ化物フラックスの特１１である、非吸湿性
、実７１（ｌ不水溶性を保イｊリ−る１、したがって、
本発明フラックスは、耐食性アルミニウム装熱交換器相
立℃のためのろうイ・］りに：Ｊ３いて使用１１ＴＩｉ
　Ｉ直が大さい。

Ｗｊ品′１出願人 仕友軒金屈二に業株式会４ 代■９！人　弁理士　小　松　禿　畠 代理人　ブ↑埋士　旭　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質上、ＫＦ４２〜４８重量％、ＡｌＦ３５１〜
   ５６重量％及びＢｉＦ３０．０５〜１重量％より成る混
   合物の溶融凝固物を粉砕して１！ｉ　／こ物がら成る、
   耐食１１１の良りｒなアルミニウム製熱交換器のろうイ
   ］り用フラックス。