【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、被ろう付け母材の結晶粒界へのろ
うの侵入に原因する割れ（以下ろうの侵入による
母材割れという）の発生がなく、かつ良好なぬれ
性、低蒸気圧、および低融点を有するCu―Ag系
合金ろう材に関するものである。
従来、例えば電子管や真空機器のろう付けに
は、ろう材が真空ろう付け雰囲気にさらされた場
合、成分蒸発量が多いと、被ろう付け部材やろう
付け用真空炉内壁を汚染し、さらに使用中にろう
付け部が真空中で高温にさらされても電子管や真
空機器内の真空度を低下させるほか、前記部材内
部を汚染するようになることから、低蒸気圧を有
するろう材が使用されている。これらの低蒸気圧
を有する代表的ろう材としては、Cu：27〜29
％、Agおよび不可避不純物：残りからなる組成
（以上重量％、以下％の表示はすべて重量％を意
味する）を有するAg―Cu合金ろう材（JIS・
BAg―８）が知られている。しかし、この低蒸気
圧を有するAg―Cu合金ろう材を、被ろう付け部
材の材質がNi―Fe系合金やコバール型合金から
なる母材のろう付けに使用した場合、ろう材構成
成分が母材の結晶粒界に侵入しやすい現象が現わ
れ、この結果ろう付け中あるいはろう付け後に、
母材に応力による割れがしばしば発生するもので
あつた。そこで、前記のNi―Fe系合金やコバー
ル型合金からなる母材のろう付けには、前記の
Ag―Cu合金ろう材に、ろう材構成成分の母材結
晶粒界への侵入を抑制し、もつて母材の応力腐食
割れを防止する目的で、Pd：５〜25％を含有さ
せたAg―Cu―Pd合金ろう材が使用されている
が、このAg―Cu―Pd合金ろう材においては、Pd
の含有量に比例して融点が上昇し、かつぬれ性も
悪化するようになることから、必ずしもろう付け
性の良好なろう材とは云えないのが現状である。
しかして、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記の従来Ag―Cu―Pd合金ろう材に着目
し、このろう材の融点を下げ、かつぬれ性を改善
すべく研究を行なつた結果、このAg―Cu―Pd合
金ろう材にSiを含有させると、ろう侵入による母
材割れの発生がなく、しかも低蒸気圧を保持した
状態で、融点が低下するようになると共に、ぬれ
性も著しく改善されるようになるという知見を得
たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、Ag：25〜65％、Pd：0.5〜25％、
Si：0.25〜6.5％、Cuおよび不可避不純物：残り
からなる組成を有し、ろう侵入による母材割れの
発生がなく、かつ良好なぬれ性、低蒸気圧、およ
び低融点を有するCu―Ag系合金ろう材に特徴を
有するものである。
つぎに、この発明のろう材において、成分組成
範囲を上記の通りに現定した理由を説明する。
(a) Ag
Ag成分には、CuおよびSi成分との共存におい
てろう材の融点を下げ、かつぬれ性を改善するほ
か、ろう材の箔や極細線への加工性を改善する作
用があるが、その含有量が25％未満では、前記作
用に所望の効果が得られず、一方65％を越えて含
有させても前記作用により一層の改善効果は得ら
れず、経済性を考慮して、その含有量を25〜65％
と定めた。なお、厳しい条件での冷間加工を行な
う場合には、Ag：35％以上の含有が望ましい。
(b) Pd
Pd成分には、特に被ろう付け部材がNi―Fe系
合金やコバール型合金である場合、ろう付け時に
母材結晶粒界にろう構成成分が侵入するのを抑制
する作用があるが、その含有量が0.5％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方25％を越
えて含有させると、ろう材の融点が上昇し、かつ
ぬれ性も劣化するようになることから、その含有
量を0.5〜25％と定めた。
(c) Si
Si成分には、ろう材の蒸気圧に何ら影響を及ぼ
すことなく、ぬれ性を著しく改善し、かつ融点を
下げる作用があるが、その含有量が0.25％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方6.5％
を越えて含有させると、ろう材の加工性が劣化す
るようになることから、その含有量を0.25〜6.5
％と定めた。なお、苛酷な条件で冷間加工を行な
う場合には、Si：５％以下の含有が望ましい。
つぎに、この発明のろう材を実施例により従来
例と対比しながら説明する。
実施例
通常の溶解法および塑性加工法を適用して、そ
れぞれ第１表に示される成分組成をもつた本発明
ろう材１〜10および従来ろう材１〜４を製造し
た。
This invention eliminates the occurrence of cracks caused by the intrusion of solder into the grain boundaries of the base metal to be brazed (hereinafter referred to as base metal cracks due to intrusion of the solder), and has good wettability, low vapor pressure, and low vapor pressure. This relates to a Cu-Ag alloy brazing filler metal that has a melting point. Conventionally, in brazing electron tubes and vacuum equipment, for example, when the brazing material is exposed to a vacuum brazing atmosphere, if the amount of component evaporation is large, it contaminates the parts to be brazed and the inner wall of the vacuum brazing furnace, making it difficult to use the material further. Even if the brazed parts are exposed to high temperatures in a vacuum, it will not only reduce the degree of vacuum inside the electron tube or vacuum equipment, but also contaminate the inside of the components, so a brazing filler metal with a low vapor pressure is used. ing. Typical brazing filler metals with low vapor pressure include Cu: 27-29
%, Ag and unavoidable impurities: Ag-Cu alloy brazing filler metal (JIS/
BAg-8) is known. However, when this Ag-Cu alloy brazing filler metal with a low vapor pressure is used for brazing base metals of Ni-Fe alloys or Kovar-type alloys, the components of the brazing filler metal may A phenomenon appears where it is easy to penetrate into the grain boundaries of the material, and as a result, during or after brazing,
Cracks often occurred in the base material due to stress. Therefore, when brazing the base metal made of the Ni-Fe alloy or Kovar type alloy, the above-mentioned
Ag--Cu alloy brazing filler metal contains 5 to 25% Pd in order to suppress the penetration of the brazing filler metal components into the base metal grain boundaries and thereby prevent stress corrosion cracking of the base metal. -Cu-Pd alloy brazing filler metal is used, but in this Ag-Cu-Pd alloy brazing filler metal, Pd
At present, the melting point increases in proportion to the content of , and the wettability also deteriorates, so that it cannot necessarily be said that it is a brazing material with good brazing properties. Therefore, from the above-mentioned viewpoint, the present inventors focused on the conventional Ag--Cu--Pd alloy brazing material and conducted research to lower the melting point of this brazing material and improve its wettability. As a result, when this Ag-Cu-Pd alloy brazing filler metal contains Si, there is no cracking of the base metal due to solder penetration, and the melting point is lowered while maintaining a low vapor pressure. They obtained the knowledge that sexual performance also significantly improved. This invention was made based on the above findings, and includes Ag: 25-65%, Pd: 0.5-25%,
A Cu-Ag system with a composition consisting of Si: 0.25-6.5%, Cu and the remainder of unavoidable impurities, which does not cause cracks in the base material due to solder penetration, and has good wettability, low vapor pressure, and low melting point. This is a characteristic of alloy brazing filler metals. Next, in the brazing filler metal of the present invention, the reason why the component composition range is defined as described above will be explained. (a) Ag The Ag component has the effect of lowering the melting point of the brazing filler metal and improving its wettability when coexisting with Cu and Si components, as well as improving the processability of the brazing filler metal into foil and ultrafine wire. If the content is less than 25%, the desired effect cannot be obtained in the above-mentioned action, and on the other hand, even if the content exceeds 65%, the effect of further improvement in the action cannot be obtained. its content 25-65%
It was determined that In addition, when performing cold working under severe conditions, it is desirable to contain Ag: 35% or more. (b) Pd The Pd component has the effect of suppressing the intrusion of brazing components into the grain boundaries of the base material during brazing, especially when the component to be brazed is a Ni-Fe alloy or Kovar type alloy. However, if the content is less than 0.5%, the desired effect cannot be obtained, whereas if the content exceeds 25%, the melting point of the brazing filler metal will rise and the wettability will deteriorate. , its content was determined to be 0.5-25%. (c) Si The Si component has the effect of significantly improving the wettability and lowering the melting point without affecting the vapor pressure of the brazing filler metal, but if its content is less than 0.25%, the desired effect is not achieved. No effect was obtained, while 6.5%
If the content exceeds 0.25 to 6.5, the processability of the brazing filler metal will deteriorate.
%. In addition, when performing cold working under severe conditions, it is desirable to contain Si: 5% or less. Next, the brazing filler metal of the present invention will be explained using examples while comparing it with a conventional example. Examples Brazing fillers 1 to 10 of the present invention and conventional brazing fillers 1 to 4 having the compositions shown in Table 1 were manufactured by applying ordinary melting and plastic working methods.
【表】【table】
【表】
ついで、この結果得られた本発明ろう材１〜10
および従来ろう材１〜４について、JIS・Z3191
に則し、アルゴン雰囲気中、温度：850℃におけ
る厚さ：５mmのコバール合金（Ni：29％、Co：
17％、Feおよび不可避不純物：残り）母材上で
のろうの広がり面積を測定した。また、同じくア
ルゴン雰囲気中にて、上記のろう材を上記の母材
上に置き、温度：850℃に２分間保持した後の前
記ろう材の前記母材結晶粒界への浸入深さを測定
した。なお、このろう侵入深さ測定において、従
来ろう材２，３は高融点を有するため、その加熱
温度をそれぞれ900℃および950℃とした。さら
に、前記ろうの広がり面積測定後のろう（ろう付
け後と同じ状態にある）の温度：500℃での蒸気
圧を測定した。これらの測定結果を第１表にまと
めて示した。
第１表に示される結果から、本発明ろう材１〜
１０は、いずれも従来Ag―Cu合金ろう材（従来
ろう材４）および従来Ag―Cu―Pd合金ろう材
（従来ろう材１〜３）と同等の低蒸気圧を有する
ほか、ろうの母材結晶粒界への侵入がきわめて小
さい従来ろう材１〜３と同等あるいはこれ以上の
すぐれた特性を示し、かつ従来ろう材１と同等あ
るいはこれ以上の低融点および良好なぬれ性を示
すことが明らかである。
上述のように、この発明のろう材は、ろう付け
時に母材結晶粒界へのろうの侵入がきわめて小さ
く、かつ良好なぬれ性、低蒸気圧、および低融点
を有し、さらに加工性にもすぐれているので、被
ろう付け部材の材質および形状に制約されること
なく、良好な状態でろう付けを行なうことがで
き、しかもこの結果のろう付け部は長期に亘つて
安定性能を発揮するなど工業上有用な特性を有す
るのである。[Table] Next, the brazing materials 1 to 10 of the present invention obtained as a result
and conventional brazing filler metals 1 to 4, JIS/Z3191
Kovar alloy (Ni: 29%, Co:
17%, Fe and unavoidable impurities: remainder) The spread area of the wax on the base material was measured. Also, in the same argon atmosphere, the above brazing filler metal was placed on the above base metal, and the temperature was maintained at 850°C for 2 minutes, and then the penetration depth of the brazing filler metal into the base metal grain boundaries was measured. did. In this measurement of the penetration depth of the solder, the heating temperatures were set to 900°C and 950°C, respectively, since the conventional brazing fillers 2 and 3 have high melting points. Further, the vapor pressure at a temperature of 500° C. of the wax (in the same state as after brazing) after measuring the spreading area of the wax was measured. These measurement results are summarized in Table 1. From the results shown in Table 1, it can be seen that the brazing filler metals 1 to 1 of the present invention
No. 10 has the same low vapor pressure as the conventional Ag-Cu alloy filler metal (conventional filler metal 4) and the conventional Ag-Cu-Pd alloy filler metal (conventional filler metals 1 to 3), and also has a lower vapor pressure than the base material of the solder. It is clear that it exhibits excellent properties equivalent to or better than conventional brazing filler metals 1 to 3, which have extremely small penetration into grain boundaries, and also exhibits a low melting point and good wettability that are equal to or better than conventional brazing filler metal 1. It is. As mentioned above, the brazing filler metal of the present invention has extremely small intrusion of the solder into the grain boundaries of the base material during brazing, has good wettability, low vapor pressure, and low melting point, and has excellent workability. Because of its excellent brazing properties, brazing can be performed in good condition without being restricted by the material or shape of the parts to be brazed, and the resulting brazed parts exhibit stable performance over a long period of time. It has industrially useful properties such as: