JPS6247636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、チタン及びチタン合金のろう付けを
大気雰囲気中でも支障なく行なうことができ、且
つろう付け作業性、接合強度等の優れた低融点銀
ろう合金に関するものである。 従来チタン及びチタン合金のろう付けは、真空
中或はアルゴン等の不活性ガス雰囲気中で行なう
方法が採用されていた。しかしてチタンは大気雰
囲気中で高温に曝らされると、酸化されて脆弱に
なるからである。しかし真空中或は不活性ガス雰
囲気中でのろう付けにはそれなりの設備が必要で
あり、また作業能率も低いから、大気雰囲気中で
も支障なくろう付けし得る様な技術の開発が要求
されている。ところで大気雰囲気中でろう付けを
行なつたときのチタンの酸化劣化は、約850℃の
温度で急激に進行する。従つて850℃程度未満の
温度で溶融する低融点ろう付け合金を開発すれ
ば、大気雰囲気中でのチタンのろう付けが可能で
ある。この様な要求にかなう低融点ろう付け材と
しては、銀、銅及び亜鉛を主成分としこれに適量
のカドミウムを配合した銀ろう合金が知られてい
る。しかしこの合金は溶製時或は使用時にカドミ
ウムが蒸発し、人体に害を及ぼすという重大な問
題がある。またカドミウムに代えてスズを配合し
た銀−銅−亜鉛−スズ系の低融点ろう付け合金も
知られているが、この合金はそれ自体が脆弱であ
り十分な継手強度が得られない。 本発明者等は前述の様な事情に着目し、大気
雰囲気中でろう付けした場合にもチタンの酸化劣
化を最少限に抑える為に、低融点であること、
溶製時或は使用時に人体に害を及ぼさないこと、
チタン及びチタン合金との接合力が優れ、且つ
ろう付け部自体優れた機械的強度を示すこと、
溶融時の流動性等が良好でろう付け作業性が良好
であること、等のすべての要求を満足し得る様な
銀ろう合金の開発を期して鋭意研究を進めてき
た。 本発明はかかる研究の結果完成されたものであ
つて、その構成とは、Cu：10〜30％、Zn：10〜
30％、Ni：1.5〜４％、In：１〜10％及びLi：0.5
〜５％を必須成分として含み、残部がAg及び不
可避不純物からなるところに要旨が存在する。 以下各成分の好適配合範囲設定の根拠を示す。 〔Cu〕 ろう付け部の機械的強度を高めるのに不可欠の
成分で、少なくとも10％以上の配合を必須とす
る。しかし多すぎると銀ろう合金の融点が上昇
し、チタンの大気雰囲気中でのろう付けに不向き
になるほか、Cuがチタンとのろう付け界面に凝
集し易くなり接合強度が劣化するので、30％以下
に止めねばならない。 〔Zn〕 合金の融点を下げ母材に対する濡れ性を高める
のに不可欠の成分で、これらの効果を有意に発揮
させる為には10％以上添加する必要がある。しか
し30％を越えるとろう付け部が脆弱になる。 〔Ni〕 溶製時及びろう付け時のZnの蒸発を防止する
と共にボイドの発生を防ぎ、更にはろう付け境界
部におけるCuの凝集を抑制して接合強度を高め
る作用があり、これらの効果は1.5％以上の配合
で有意に発揮される。しかし多すぎるとろう付け
工程で拡散したチタンとろう付け境界部で金属間
化合物を生じ易くなり、接合強度が逆に低下して
くるので、４％を上限とした。 〔In〕 結晶を微細化しろう付け部の機械的強度を高め
る効果があり、特に本発明の如くCu含有量の少
ない合金においてその効果は如実に発揮される。
これらの効果は１％以上特に３％以上の配合で有
意に発揮されるが、10％を越えるとろう付け部が
脆弱になる傾向がある。好ましい上限は９％であ
る。 〔Li〕 合金の融点を下げ、大気雰囲気中でのチタンの
ろう付けを可能にする成分で、0.5％以上配合す
る必要がある。しかし多すぎると銀ろう合金自体
の加工性が悪化し、線状、板状、箔状等の加工が
困難になるので５％迄とする。 本発明の合金は、上記各元素を銀と共に混合溶
製したもので、残部はAg及び不可避不純物から
なつている。そしてその使用に当つては、所望に
応じて線状、板状或は箔状に形成される。本発明
の合金はそれ自体低融点であるから、大気雰囲気
中でチタン及びチタン合金のろう付けに適用した
場合でも母材が酸化劣化する恐れがなく、また母
材との接合力及びろう付け部自体の機械的強度も
優れているから、強力な継手性能を得ることがで
きる。またこの合金はカドミウムの様な蒸発性有
害金属を含んでいないから人体に害を及ぼす危険
がなく、ろう付け作業性も極めて良好であり、更
には加工性も優れているから種々のろう付け継手
に無理なく適用し得る等、チタン及びチタン合金
用のろう付け材料として極めて優れたものであ
る。 次に本発明の実施例を示す。 実施例 １ 第１表に示す銀ろう合金を溶製し、各合金を用
いて純チタン板のろう付けを行なつた。但しろう
付け温度は650〜750℃とし、フラツクスとして
は、37％KHF₂−30％LiF−33％KClを使用し
た。 各合金の融点、ろう付け作業性、得られた継手
の引張強度試験の結果を第１表に一括して示す。

【表】

【表】 第１表より次の様に考察することができる。 (1) 符号１〜３は何れも本発明の要件を充足する
実施例であり、低融点を示す。またろう付け作
業性は良好であり、しかも継手性能も極めて高
い。 (2) これに対し符号４〜13は、本発明で規定する
要件の何れか１つを欠く比較例で、以下に示す
点で本発明の目的を達成できない。 符号４（Cu量不足）：ろう付け部自体の強度
が乏しく引張強度が不良、また融点も高く作
業性も不良。 符号５（Cu量過剰）：チタンとの接合境界部
の強度が弱く、引張強度が不良、また融点が
高く作業性不良 符号６（Zn量不足）：高融点で母材に対する
濡れ性が悪く、作業性が不良、接合強度も弱
い。 符号７（Zn量過剰）：ろう付け部が脆弱で引
張強度が不良、また融点が高く作業性も不良 符号８（Ni量不足）：母材との接合力が弱く
引張強度不良、 符号９（Ni量過剰）：母材との接合境界部が
脆弱で引張強度不良、 符号10（In量不足）：合金自体の機械的強度が
乏しく引張強度不良、 符号11（In量過剰）：ろう付け部が脆弱で引張
強度不良、 符号12（Li量不足）：融点が高くろう付け作業
性不良、 符号13（Li量過剰）：加工性が悪く使用に不
便、 (3) 符号14〜16は従来の銀ろう合金で、カドミウ
ムを多量配合すると（符号14）融点は下がる
が、母材との接着性が悪く、また適量のカドミ
ウムを配合すると（符号15）適度の融点が得ら
れ接着性もある程度高まるが、引張強さは依然
不十分である。しかもカドミウムは溶製時及び
ろう付け時に蒸発し人体に害を及ぼす。また
Ag−Cu系合金では融点を十分に低めることが
できず、母材との接着性も乏しい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Cu：10〜30％、Zn：10〜30％、Ni：1.5〜４
   ％、In：１〜10％及びLi：0.5〜５％を含み、残
   部がAg及び不可避不純物からなることを特徴と
   するチタン及びチタン合金ろう付け用低融点銀ろ
   う合金。