JPS63309391A - アルミニウム用ろう - Google Patents
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Classifications
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
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Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、アルミニウム製部材またはアルミニウム介
金製部材（以下、「アルミニウム製部材」と総称する）
のろう付けのためのアルミニウム用ろうに関するもので
ある。
金製部材（以下、「アルミニウム製部材」と総称する）
のろう付けのためのアルミニウム用ろうに関するもので
ある。
近年、例えば、自動車、オートパイなどの輸送機械の軽
量化を図るために、その構成部材として、鉄鋼や銅に替
え、アルミニウム製部材が使用されつつあシ、特に、前
記輸送機械に組み込まれる熱交換器の材料として、アル
ミニウム製部材の使用がめざましい。
量化を図るために、その構成部材として、鉄鋼や銅に替
え、アルミニウム製部材が使用されつつあシ、特に、前
記輸送機械に組み込まれる熱交換器の材料として、アル
ミニウム製部材の使用がめざましい。
このような熱交換器に関連するアルミニウム製部材、例
えば、導管と、コネクターまたはユニオンとの接続は、
一般にろう付けによって行なわれる。
えば、導管と、コネクターまたはユニオンとの接続は、
一般にろう付けによって行なわれる。
ろう付けは、塊状、線状、棒状、帯状、プリフォームま
たは粉末状のろう材を、ろう付は部分に、必要に応じて
フラツクスと共に添加し、トーチまたは炉内での加熱、
あるいは、超音波によってろう材を溶融することにより
行なわれる。
たは粉末状のろう材を、ろう付は部分に、必要に応じて
フラツクスと共に添加し、トーチまたは炉内での加熱、
あるいは、超音波によってろう材を溶融することにより
行なわれる。
ろう材としては、ＪＩＳ ＢＡ４０４５またはＪＩＳ’
ＢＡ４０４７ 等に規定された、Ｓｉ を９〜１３ｗ
ｔ、％含有する、固相線温度が５７７°Ｃで、液相線温
度が５７７〜６２０℃の、 Ａｌ−５ｔ 系アルミニウ
ム合金ろうが、一般に使用されている。
ＢＡ４０４７ 等に規定された、Ｓｉ を９〜１３ｗ
ｔ、％含有する、固相線温度が５７７°Ｃで、液相線温
度が５７７〜６２０℃の、 Ａｌ−５ｔ 系アルミニウ
ム合金ろうが、一般に使用されている。
上述したＡＪ−８ｉ 系アルミニウム合金ろうのろう
付は作業温度は、ろう付けすべきアルミニウム製部材の
液相線温度に近ｂ０従って、ろう付けに際し、ろう付は
温度を厳しく管理しないと、アルミニウム製部材のろう
付は部近傍が溶融するかまたはその形状が崩れる問題が
生ずる。
付は作業温度は、ろう付けすべきアルミニウム製部材の
液相線温度に近ｂ０従って、ろう付けに際し、ろう付は
温度を厳しく管理しないと、アルミニウム製部材のろう
付は部近傍が溶融するかまたはその形状が崩れる問題が
生ずる。
一方、融点の低い軟ろう材として、Ｚｎ ｌ Ｑ Ｑ
ｗｔ、％ 。
ｗｔ、％ 。
または、Ｚｎ ９５ ｗｔ、％ −ＡＩ！ ５ ｗｔ、
％のＺｎ 系ろうが知られている。しかしながら、
Ｚｎ 系ろうは、表面に生成する酸化皮膜が強固なた
め、ろう付けに際し、ろう付は部分を摩擦してその部分
に生成した酸化皮膜を破壊しなければならず、ろう付は
作業に多くの支障を招いていた。
％のＺｎ 系ろうが知られている。しかしながら、
Ｚｎ 系ろうは、表面に生成する酸化皮膜が強固なた
め、ろう付けに際し、ろう付は部分を摩擦してその部分
に生成した酸化皮膜を破壊しなければならず、ろう付は
作業に多くの支障を招いていた。
上述した問題を解決するために、特公昭５〇−３５０１
８号において、ケイ素：３〜６ｗｔ、％、亜鉛：４〜ｌ
Ｑ ｗｔ、％ 、残シ、アルミニウムおよび不可避的
不純物からなるアルミニウム合金ろう（以下。
８号において、ケイ素：３〜６ｗｔ、％、亜鉛：４〜ｌ
Ｑ ｗｔ、％ 、残シ、アルミニウムおよび不可避的
不純物からなるアルミニウム合金ろう（以下。
先行技術という）が開示されている。
しかしながら、先行技術に開示されたアルミニウム合金
ろうは、亜鉛含有量が４〜１０帆１％ であって少ない
ために、ろう付けの際のろうの流動性が悪く、従って、
ろう付は温度を高めなければならず、この結果、アルミ
ニウム製部材のろう付は部分が浴融する問題を有してい
る。
ろうは、亜鉛含有量が４〜１０帆１％ であって少ない
ために、ろう付けの際のろうの流動性が悪く、従って、
ろう付は温度を高めなければならず、この結果、アルミ
ニウム製部材のろう付は部分が浴融する問題を有してい
る。
従って、この発明の目的は、ろう付けの際のろうの流動
性が良好であって、アルミニウム製部材のろう付は部近
傍が浴融しない低込温度でろう付けを行なうことができ
、しかも、ろう付けに際し。
性が良好であって、アルミニウム製部材のろう付は部近
傍が浴融しない低込温度でろう付けを行なうことができ
、しかも、ろう付けに際し。
ろう付は部分の表面に生成する酸化皮膜が容易に破壊さ
れ、酸化皮膜の破壊のための摩擦を行なう必要がなく、
容易に良好なろう付けを行なうことができるアルミニウ
ム用ろうを提供することにある。
れ、酸化皮膜の破壊のための摩擦を行なう必要がなく、
容易に良好なろう付けを行なうことができるアルミニウ
ム用ろうを提供することにある。
本発明者等は、上述した観点から、容易に良好なろう付
けを行なうことができるアルミニウム用ろうを開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、亜鉛含有量を２０〜８０ｗｔ
．％の範囲内に限定し、そして、ケイ素含有量を１〜Ｉ
ＩＷＬチの範囲内に限定することによって、ろう付けす
べきアルミニウム製部材の液相線温度よりも低い４５０
〜５７０℃の範囲内のろう付は作業温度でろう付けを行
なうことができ、しかも、ろう付けに際し、表面に生成
する酸化皮膜の破壊が容易であって、酸化皮膜の破壊の
ための摩擦を行なう必要がなく、容易に良好なろう付け
を行なうことができることを知見した。なお、上述した
ろう付は作業温度とは、ろう付けのための適当な流動性
が得られる温度、即ち、固相線温度よりも高い、固液共
存および液相の状態の温度を云う。
けを行なうことができるアルミニウム用ろうを開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、亜鉛含有量を２０〜８０ｗｔ
．％の範囲内に限定し、そして、ケイ素含有量を１〜Ｉ
ＩＷＬチの範囲内に限定することによって、ろう付けす
べきアルミニウム製部材の液相線温度よりも低い４５０
〜５７０℃の範囲内のろう付は作業温度でろう付けを行
なうことができ、しかも、ろう付けに際し、表面に生成
する酸化皮膜の破壊が容易であって、酸化皮膜の破壊の
ための摩擦を行なう必要がなく、容易に良好なろう付け
を行なうことができることを知見した。なお、上述した
ろう付は作業温度とは、ろう付けのための適当な流動性
が得られる温度、即ち、固相線温度よりも高い、固液共
存および液相の状態の温度を云う。
この発明は、上述した知見に基いてなされたものであっ
て、この発明のアルミニウム用ろうは。
て、この発明のアルミニウム用ろうは。
亜鉛：２０〜８０ｗｔ．係、ケイ素：１〜１１ｗｔ、％
、残り、アルミニウムおよび不可避的不純物からなるこ
とに特徴を有するものである。
、残り、アルミニウムおよび不可避的不純物からなるこ
とに特徴を有するものである。
この発明のアルミニウム用ろうは、更に、銅：０．１〜
１０ｗｔ、％を付加的に含有してもよい。
１０ｗｔ、％を付加的に含有してもよい。
次に、この発明のアルミニウム用ろうの化学成分組成を
、上述した範囲内に限定した理由について述べる。
、上述した範囲内に限定した理由について述べる。
（１１亜 鉛
亜鉛には、ろうの液相線温度を下げる作用がある。しか
しながら、亜鉛含有量が２０ｗｔ０％未満では、上述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、亜鉛含有量が
８０ｗｔ、％を超えると、線材に加工する際の加工性が
悪くなる。従って、亜鉛含有量は、２０〜８０ ｗｔ、
％の範囲内に限定すべきである。
しながら、亜鉛含有量が２０ｗｔ０％未満では、上述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、亜鉛含有量が
８０ｗｔ、％を超えると、線材に加工する際の加工性が
悪くなる。従って、亜鉛含有量は、２０〜８０ ｗｔ、
％の範囲内に限定すべきである。
（２）ケイ素
ケイ素には、Ａｌ−５ｔ Ｑ共晶を生成し、このよう
にして生成したａＺ−Ｓｉ共晶によって、ろうの流動性
を向上させ、表面に生成する酸化皮膜の、フラックスに
よる破壊を容易にする作用がある。しかしながらケイ素
含有量が１ｗｔ、％未満では、上述した作用に所望の効
果が得られない。一方、ケイ素含有量が１１ｗｔ、％を
超えても、上述した作用に格別の向上が認められない。
にして生成したａＺ−Ｓｉ共晶によって、ろうの流動性
を向上させ、表面に生成する酸化皮膜の、フラックスに
よる破壊を容易にする作用がある。しかしながらケイ素
含有量が１ｗｔ、％未満では、上述した作用に所望の効
果が得られない。一方、ケイ素含有量が１１ｗｔ、％を
超えても、上述した作用に格別の向上が認められない。
のみならず、ケイ素含有量が１１ｗｔ、％を超えると、
ろうの液相線温度が上昇する。従って、ケイ素含有量は
、１〜ｌ １ ｗｔ％の範囲内に限定すべきである。
ろうの液相線温度が上昇する。従って、ケイ素含有量は
、１〜ｌ １ ｗｔ％の範囲内に限定すべきである。
なお、ケイ素含有量とアルミニウム含有量との比即ちＳ
ｉ／ｋｌは、 ０．０５〜０．１２の範囲内とすること
が望ましい。Ｓｔ／Ａｌが０．０５未満ではＡＡ’−８
ｉＯ共晶の生成が不十分になシ、一方、Ｓｔ／ＡＡ！が
０．１２を超えると３ｉの初晶の生成が過剰になってろ
うの液相線温度の上昇を招く。
ｉ／ｋｌは、 ０．０５〜０．１２の範囲内とすること
が望ましい。Ｓｔ／Ａｌが０．０５未満ではＡＡ’−８
ｉＯ共晶の生成が不十分になシ、一方、Ｓｔ／ＡＡ！が
０．１２を超えると３ｉの初晶の生成が過剰になってろ
うの液相線温度の上昇を招く。
（３）銅
銅には、ろうの液相線温度を下げ且つろう付は継手の強
度を高める作用がある。従って、この発明のアルミニウ
ム用ろうにおいては、必要に応じて、銅を付加的に添加
する。しかしながら、銅含有量が０．１ｗｔ、１未満で
は、上述した作用に所望の効果が得られない。一方、銅
含有量がｌＱｗｔ、％を超えると、かえって、ろうの流
動性が悪くなる。
度を高める作用がある。従って、この発明のアルミニウ
ム用ろうにおいては、必要に応じて、銅を付加的に添加
する。しかしながら、銅含有量が０．１ｗｔ、１未満で
は、上述した作用に所望の効果が得られない。一方、銅
含有量がｌＱｗｔ、％を超えると、かえって、ろうの流
動性が悪くなる。
従って、銅含有量は、０．１〜１０ｗｔ、％の範囲内に
限定すべきである。
限定すべきである。
アルミニウム用ろうは、一般に線材に加工して使用され
る。線材への加工は、所定温度に加熱されたろう用鋳塊
に対し、所定条件で熱間押出し加工を施して粗引線を調
製し、次いで、得られた粗引線を温間伸線加工によって
所定径の細線とすることによシ行なわれる。なお、線径
によっては、上述した熱間押出し加工により直接細線と
する場合もある。
る。線材への加工は、所定温度に加熱されたろう用鋳塊
に対し、所定条件で熱間押出し加工を施して粗引線を調
製し、次いで、得られた粗引線を温間伸線加工によって
所定径の細線とすることによシ行なわれる。なお、線径
によっては、上述した熱間押出し加工により直接細線と
する場合もある。
そこで、この発明のアルミニウム用ろうを上述のように
線材に加工する際の好ましい加工条件について、以下に
説明する。
線材に加工する際の好ましい加工条件について、以下に
説明する。
（１１鋳塊の加熱温度
鋳塊の加熱温度は、１５０〜３５０°Ｃの範囲内とすべ
きである。加熱温度が１５０℃未満では、熱間押出し性
が悪く、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要
となる。一方、加熱温度が３５０°Ｃを超えると、熱間
押出し時に生ずる発熱も重なって、押出された線に多数
の割れが発生し、且つ、押出された線が溶融状態になる
場合が生ずる。
きである。加熱温度が１５０℃未満では、熱間押出し性
が悪く、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要
となる。一方、加熱温度が３５０°Ｃを超えると、熱間
押出し時に生ずる発熱も重なって、押出された線に多数
の割れが発生し、且つ、押出された線が溶融状態になる
場合が生ずる。
（２）熱間押出し比
熱間押出し前の鋳塊の軸線方向に垂直な断面積と、熱間
押出し後の線の断面積の総和との比即ち熱間押出し比は
、６０以下とすべきである。押出し比が６０を超えると
、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり
、且つ、押出された線に多数の割れが発生する。
押出し後の線の断面積の総和との比即ち熱間押出し比は
、６０以下とすべきである。押出し比が６０を超えると
、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり
、且つ、押出された線に多数の割れが発生する。
（３）熱間押出し速度
熱間押出しされた線の移動速度で表わされる熱間押出し
速度は、０．１〜１５ｍ／分の範囲内とすべきである。
速度は、０．１〜１５ｍ／分の範囲内とすべきである。
熱間押出し速度が０．１ｍ／分未満では生産性が著しく
低く実操業上不適当でおる。一方、熱間押出し速度が１
５ｆｆｌ／分を超えると、熱間押出しのために著しく大
きな加圧力が必要となり、且つ、押出された線に多数の
割れが発生する。
低く実操業上不適当でおる。一方、熱間押出し速度が１
５ｆｆｌ／分を超えると、熱間押出しのために著しく大
きな加圧力が必要となり、且つ、押出された線に多数の
割れが発生する。
（４）温間伸線温度
熱間押出し加工によって調製された粗引線を温間伸線加
工によって所定径の細線とする場合の温間伸線温度は、
１００〜３００℃とすべきである。温間伸線温度が１０
０℃未満では、伸びが悪く加工が困難になる。一方、温
間伸線温度が３００℃を超えると、伸線された細線が溶
融状態に近くなシ、所定形状の細線を得ることができな
い。
工によって所定径の細線とする場合の温間伸線温度は、
１００〜３００℃とすべきである。温間伸線温度が１０
０℃未満では、伸びが悪く加工が困難になる。一方、温
間伸線温度が３００℃を超えると、伸線された細線が溶
融状態に近くなシ、所定形状の細線を得ることができな
い。
次に、この発明のアルミニウム用ろうを、本発明の範囲
外のアルミニウム用ろうと対比しながら、更に詳細に説
明する。
外のアルミニウム用ろうと対比しながら、更に詳細に説
明する。
第１表に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を
有する本発明のアルミニウム用ろうの細線の供試体（以
下、本発明供試体という）Ａ１〜ｌＯと、そして、少な
くともその成分の１つが本発明の範囲外の化学成分組成
を有する比較のためのアルミニウム用ろうの細線の供試
体（以下、比較用供試体という）Ａｌ〜６とを、次に述
べる方法によって調製した。
有する本発明のアルミニウム用ろうの細線の供試体（以
下、本発明供試体という）Ａ１〜ｌＯと、そして、少な
くともその成分の１つが本発明の範囲外の化学成分組成
を有する比較のためのアルミニウム用ろうの細線の供試
体（以下、比較用供試体という）Ａｌ〜６とを、次に述
べる方法によって調製した。
第 １ 弄
本発明供試体Ａ１〜１ｏを調製するための、各々直径３
０１１８、長さ２００１Ｂの寸法を有し且つ第１９に示
す化学成分組成を有する円柱状の鋳塊、および、比較用
供試体点１〜６を調製するための、各々上述したと同一
の寸法を有し且つ第１表に示す化学成分組成を有する円
柱状の鋳塊を、通常の浴解鋳造法によって鋳造した。
０１１８、長さ２００１Ｂの寸法を有し且つ第１９に示
す化学成分組成を有する円柱状の鋳塊、および、比較用
供試体点１〜６を調製するための、各々上述したと同一
の寸法を有し且つ第１表に示す化学成分組成を有する円
柱状の鋳塊を、通常の浴解鋳造法によって鋳造した。
このようにして鋳造された鋳塊の各々に対し、第１表に
併せて示す条件により熱間押出し加工を施して粗引線を
調製し、次いで、得られた粗引線に対し、１００〜３０
０℃の範囲内の温度で温間伸線加工を施すことにより、
直径１．６鵡の細線からなる本発明供試体Ａ １ ＝
Ｉ Ｏおよび比較用供試体Ａ１〜６を調製した。各供試
体の液相線温度を第１表に併せて示す。
併せて示す条件により熱間押出し加工を施して粗引線を
調製し、次いで、得られた粗引線に対し、１００〜３０
０℃の範囲内の温度で温間伸線加工を施すことにより、
直径１．６鵡の細線からなる本発明供試体Ａ １ ＝
Ｉ Ｏおよび比較用供試体Ａ１〜６を調製した。各供試
体の液相線温度を第１表に併せて示す。
次いで、本発明供試体点１〜１０および比較用供試体Ａ
ｌ〜６の各々について、以下に述べる方法によりろう付
けを行なったときのろうの流動性。
ｌ〜６の各々について、以下に述べる方法によりろう付
けを行なったときのろうの流動性。
フィレットの形成状態、および、ろう付けされたアルミ
ニウム製部材のろう付は部近傍における溶融発生状態を
調査した。
ニウム製部材のろう付は部近傍における溶融発生状態を
調査した。
図面に示すように、Ａｌ１−Ｍｎ 系アルミニウム合金
（Ａ３００３）製の直径８ｍの２本の／ぞイブ１，１′
の各々の端面と、 ＡＪ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合
金（Ａ ７ＮＯＩ ） 製のコネクター２の両端面とを
接合し、接合部３を７ラツクスによって被覆した後、ト
ーチによって加熱しながら、接合部３を１本発明供試体
黒１〜１０および比較用供試体屋１〜６の各々によって
ろう付けした。そして、このときのろうの流動性、フィ
レットの形成状態、および、・ぞイブ１ 、 Ｉ’およ
びコネクター２のろう付は部近傍における溶融発生状態
を調査した。第２表に、その調査結束を、ろう付は作業
温度および使用したフラツクスの成分と共に示す。
（Ａ３００３）製の直径８ｍの２本の／ぞイブ１，１′
の各々の端面と、 ＡＪ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合
金（Ａ ７ＮＯＩ ） 製のコネクター２の両端面とを
接合し、接合部３を７ラツクスによって被覆した後、ト
ーチによって加熱しながら、接合部３を１本発明供試体
黒１〜１０および比較用供試体屋１〜６の各々によって
ろう付けした。そして、このときのろうの流動性、フィ
レットの形成状態、および、・ぞイブ１ 、 Ｉ’およ
びコネクター２のろう付は部近傍における溶融発生状態
を調査した。第２表に、その調査結束を、ろう付は作業
温度および使用したフラツクスの成分と共に示す。
第２表
第１表および第２表から明らかなように、亜鉛を含有し
ない比較用供試体＆１は、ろう付は作業温度が高く、ろ
う付は部近傍の一部が溶融した。
ない比較用供試体＆１は、ろう付は作業温度が高く、ろ
う付は部近傍の一部が溶融した。
ケイ素を含有しない比較用供試体Ａ２は、表面に生成し
た酸化皮膜が強固なためにろう付は部分を摩擦しなけれ
ばならず、フィレットの形成が不良であった。亜鉛含有
量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体黒３は、ろ
う付は作業温度が高く、ろう付は部近傍の一部が溶融し
、ろうの流動性も悪かった。亜鉛含有量が本発明の範囲
を外れて高い比較用供試体屋４は、フィレットの形成が
若干不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加
工性が悪かった。ケイ素含有量が本発明の範囲を外れて
低い比較用供試体Ａ５は、フィレットの形成が不良であ
った。そして、ケイ素含有量が本発明の範囲を外れて高
い比較用供試体Ａ６は、ろうの流動性が若干不良であり
、且つ、第２表には示されていないが加工性が悪かった
。
た酸化皮膜が強固なためにろう付は部分を摩擦しなけれ
ばならず、フィレットの形成が不良であった。亜鉛含有
量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体黒３は、ろ
う付は作業温度が高く、ろう付は部近傍の一部が溶融し
、ろうの流動性も悪かった。亜鉛含有量が本発明の範囲
を外れて高い比較用供試体屋４は、フィレットの形成が
若干不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加
工性が悪かった。ケイ素含有量が本発明の範囲を外れて
低い比較用供試体Ａ５は、フィレットの形成が不良であ
った。そして、ケイ素含有量が本発明の範囲を外れて高
い比較用供試体Ａ６は、ろうの流動性が若干不良であり
、且つ、第２表には示されていないが加工性が悪かった
。
これに対して、本発明供試体＆１〜１０は、何れも、ろ
うの流動性およびフィレットの形成状態が良好であり、
ろう付は部近傍が溶融することはなく、且つ、第２表に
は示されていないが加工性も良好であった。
うの流動性およびフィレットの形成状態が良好であり、
ろう付は部近傍が溶融することはなく、且つ、第２表に
は示されていないが加工性も良好であった。
以上述べたように、この発明によれば、ろう付けの際の
ろうの流動性が良好であって、アルミニウム製部材のろ
う付は部分近傍が溶融しない低い温度でろう付けを行な
うことができ、ろう付けに際しろう付は部分の表面に生
成する酸化皮膜が容易に破壊され、酸化皮膜の破壊のだ
めの摩擦を行なう必要がなく、しかも、加工性が良好で
あり、手動トーチろう付けおよび自動トーチろう付けは
勿論、炉内ろう付けにも適用し得て安定した高い品質の
ろう付は継手が得られる等、多くの工業上優れた効果が
もたらされる。
ろうの流動性が良好であって、アルミニウム製部材のろ
う付は部分近傍が溶融しない低い温度でろう付けを行な
うことができ、ろう付けに際しろう付は部分の表面に生
成する酸化皮膜が容易に破壊され、酸化皮膜の破壊のだ
めの摩擦を行なう必要がなく、しかも、加工性が良好で
あり、手動トーチろう付けおよび自動トーチろう付けは
勿論、炉内ろう付けにも適用し得て安定した高い品質の
ろう付は継手が得られる等、多くの工業上優れた効果が
もたらされる。
図面は本発明供試体および比較用供試体のろう付は結果
を調べるための試験用ノＲイブを示す側面図である。図
面において、 １．１′・・・・ぐイゾ、 ２・・・コネクター、
３・・・接合部。 出願人 三菱アルミニウム株式会社 代理人 潮 谷 奈津夫（他１名） 手続補正書（自発） 特願昭６２ １４５３７５ 号 ２、発明の名称 アルミニウム用ろう ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 １屏 東京都千代田区大手町−丁目５番１号＼、ξ２
゜ ゝ＼−−／′ ４、代理人 住所 神奈川県用崎市用崎区砂子二丁目■番四号
平松川崎ビル６１？！〒２１０ ｔＬ話＋０４４
１２２２−７３１Ｈ代１１）自 発 ６、補正の対象 全文訂正明細書 ７、補正の内容 別紙の通り 全文訂正明細書 １、発明の名称 アルミニウム用ろう ２、特許請求の範囲 （１） 亜 鉛： ２０〜８ ０ ｖｒｔ、％、
ケイ素：ｌ〜ｌ ｌ ｗｔ、チ、および残り、アルミニ
ウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とするア
ルミニウム用ろう。 （２）亜 鉛：２０〜８０ ｗｔ、チ、ケイ素：１〜１
１ｗｔ＋チ、 銅 二０．１〜ｌ Ｏｗｔ、チ、および、残り、アル
ミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るアルミニウム用ろう。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アルミニウム製部材またはアルミニウム合
金製部材Ｃ以下、「アルミニウム製部材」と痣称する）
のろう付けのだめのアルミニウム用ろうに関するもので
ある。 〔従来の技術〕 近年、例えば、自動車、オートバイなどの輸送機械の軽
量化を図るために、その構成部材として、鉄鋼や銅に替
え、アルミニウム製部材が使用されつつあり、特に、前
記輸送機械に組み込まれる熱交換器の材料として、アル
ミニウム製部材の使用がめざましい。 このような熱交換器に関連するアルミニウム製部材、例
えば、導管と、コネクターまたはユニオンとの接続は、
一般にろう付けによって行なわれる。 ろう付けは、塊状、線状、棒状、帯状、プリフォームま
たは粉末状のろう材を、ろう付は部分に、・ｚ−髪に応
じてフラツクスと共に添加し、トーチまたは炉内におい
て加熱することにより行なわれ、あるいは、超音波によ
って、ろう付は部分に生成した酸化皮膜を破壊しながら
ろう付けすることによシ行なわれる。 ろう材としては、ＪＩＳ ＢＡ４０４５またはＪＩＳ
ＢＡ４０４７等に規定された、Ｓｌを９〜ｌ ３ ｖｒ
ｔ、％含有する、固相線温度が５７７℃で、液相線温度
が５７７〜６２０℃の、Ａｌ４−８ｉ系アルミニウム合
余ろうが、一般に使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述しだＡｌ−５ｉ系アルミニウム合余ろうのろう付は
作業温度は、ろう付けすべきアルミニウム製部材の固相
線温度に近い。従って、ろう付けに際し、ろう付は温度
を厳しく管理しないと、アルミニウム製部材のろう付は
部近傍が溶融するかまたはその形状が崩れる問題が生ず
る。 一方、融点の低い軟ろう材として、Ｚｎ １００ ｗｔ
、％。 まだは、Ｚｎ ９５ ｗｔ、％ −Ａｆ ５ ｗｔ、％
のＺｎ系ろうが知られている。しかしながら、Ｚｎ系ろ
うは、表面に生成する酸化皮膜が強固なため、ろう付け
に際し、ろう付は部分を摩擦してその部分に生成した酸
化皮膜を破壊しなければならず、ろう付は作業に多くの
支障を招いていた。 上述した問題を解決するために、特公昭５０−３５０１
８号において、ケイ素：３〜６ ｗｔ、チ、亜鉛：４〜
ｌ Ｏｗｔ、％、残シ、アルミニウムおよび不可避的不
純物からなるアルミニウム合余ろう（以下、先行技術と
いう）が開示されている。 しかしながら、先行技術に開示されたアルミニウム合金
ろうは、亜鉛含有量が４〜１０ ｗｔ、％であって少な
いために、ろう付けの際のろうの流動性が悪く、従って
、ろう付は温度を高めなければならず、この結果、アル
ミニウム製部材のろう付は部分が溶融する問題を有して
いる。 従って、この発明の目的は、ろう付けの際のろうの流動
性が良好であって、アルミニウム製部材のろう付は部近
傍が溶融しない低い温度でろう付けを行なうことができ
、しかも、ろう付けに際し。 ろう付は部分の表面に生成する酸化皮膜が容易に破壊さ
れ、酸化皮膜の破壊のための摩擦を行なう必要がなく、
容易に良好なろう付けを行なうことができるアルミニウ
ム用ろうを提供することにある。 本発明者等は、上述した観点から、容易に良好なろう付
けを行なうことができるアルミニウム用ろうを開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、亜鉛含有量を２０〜８０ｗｔ
、％の範囲内に限定し、そして、ケイ素含有量を１〜１
１ ｗｔ、％の範囲内に限定することによって、ろう付
けすべきアルミニウム製部材の固相線温度よシも低い４
５０〜５７０℃の範囲内のろう付は作業温度でろう付け
を行なうことができ、しかも、ろう付けに際し、表面に
生成する酸化皮膜の破壊が容易であって、酸化皮膜の破
壊のための摩擦を行なう必要がなく、容易に良好なろう
付けを行なうことができることを知見した。なお、上述
したろう付は作業温度とは、ろう付けのための適当な流
動性が得られる温度、即ち、固相線温度よシも高い、固
液共存および液相の状態の温度を云う。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上述した知見に基いてなされたものであっ
て、この発明のアルミニウム用ろうは、亜鉛： ２０〜
８０ ｗｔ、％、ケイ素：１〜１ｌｖｔ、係、残シ、ア
ルミニウムおよび不可避的不純物からなることに特徴を
有するものである。 この発明のアルミニウム用ろうは、更に、銅：０．１〜
ｌ Ｏｖｔ、％ を付加的に含有してもよい。 次に、この発明のアルミニウム用ろうの化学成分組成を
、上述した範囲内に限定した理由について述べる。 （１）亜鉛 亜鉛には、ろうの液相線温度および固相線温度を下げる
作用がある。しかしながら、亜鉛含有量が２０ ｗｔ、
％未満では、上述した作用に所望の効果が得られない。 一方、亜鉛含有量が８０ ｗＬ係を超えると、線材に加
工する際６加工性が悪くなり、且つ、線材の表面上に強
固な酸化皮膜が生じ、ろう付は部におけるフィレットの
形成が不良になる。 従って、亜鉛含有量は、２０〜８０ ｗｔ、％の範囲内
に限定すべきである。 （２）ケイ素 ケイ素には、ＡＨ−８ｉの共晶を生成し、このようにし
て生成したＡｔ−８ｉ共晶によって、ろうの流動性を向
上させ、表面に生成する酸化皮膜の、フラツクスによる
破壊を容易にする作用がある。しかしながらケイ素含有
量がｌ ｖＬ％未満では、上述した作用に所望の効果が
得られない。一方、ケイ素含有量がｌｘｗｔ、％ を
超えても、上述した作用に格別の向上が認められない。 のみならず、ケイ素含有量がｌ ｌ ｗｔ、％ を超え
るとかえって融解したろう材の流動性が悪くなシ、ろう
付は部におけるフィレットの形成が不良になる。従って
、ケイ素含有量は、１〜１１ ｗｔ、％の範囲内に限定
すべきである。 なお、ケイ素含有量とアルミニウム含有量との比即ちＳ
ｉ ／Ａｌは、０．０５〜０．１２の範囲内とするこ
とが望ましい。Ｓ１／Ｍが０．０５未満ではＡｌ−Ｓｉ
の共晶の生成が不十分になり、一方、Ｓｉ／Ａｌが０．
１２を超えると８１の初晶の生成が過剰になってろうの
液相線温度の上昇を招く。 （３）銅 銅には、ろうの液相線温度を下げ且つろう付は継手の強
度を高める作用がある。従って、この発明のアルミニウ
ム用ろうにおいては、必要に応じて、銅を付加的に添加
する。しかしながら、銅含有量が０．１ ｗｔ、チ 未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない。一方
、銅含有量が１ ｏ ｗｔ、％を超えると、かえって、
ろうの流動性が悪くなる。 従って、銅含有量は、０．１〜ｌ Ｏｗｔ、％ の範囲
内に限定すべきである。 アルミニウム用ろうは、一般に線材に加工して使用され
る。線材への加工は、例えば、所定温度に加熱されたろ
う用鋳塊に対し、所定条件で熱間押出し加工を施して粗
引線を調製し、次いで、得られた粗引線を温間伸線加工
によって所定径の細線とすることにより行なわれる。な
お、線径によっては、上述した熱間押出し加工によシ直
接細線とする場合もある。 そこで、この発明のアルミニウム用ろうを上述のように
線材に加工する際の好ましい加工条件について、以下に
説明する。 （１） 鋳塊の加熱温度 鋳塊の加熱温度は、１５０〜３５０°Ｃの範囲内とすべ
きである。加熱温度が１５０℃未満では、熱間押出し性
が悪く、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要
となる。一方、加熱温度が３５０℃を越えると、熱間押
出し時に生ずる発熱も重なって、押出された線に多数の
割れが発生し、且つ、押出された線が溶融状態になる場
合が生ずる。 （２）熱間押出し比 熱間押出し前の鋳塊の軸線方向に垂直な断面積と、熱間
押出し後の線の断面積の総和との比即ち熱間押出し比は
、６０以下とすべきである。押出し比が６０を越えると
、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり
、且つ、押出された線に多数の割れが発生する。 （３）熱間押出し速度 熱間押出しされた線の移動速度で表わされる熱間押出し
速度は、０．１〜１５ｍ／分の範囲内とすべきである。 熱間押出し速度が ｏ、１ｒｎ／分未満では生産性が著
しく低く実操業上不適当である。 一方、熱間押出し速度が１５ ｍ７分を超えると、熱間
押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり、且つ
、押出された線に多数の割れが発生する。 （４） 温間伸線温度 熱間押出し加工によって調製された粗引線を温間伸線加
工によって所定径の細線とする場合の温間伸線温度は、
１００〜３００°Ｃとすべきである。 温間伸線温度が１００℃未満では、伸びが悪く加工が困
難になる。一方、温間伸線温度が３００℃を超えると、
伸線された細線が溶融状態に近くなり、所定の形状を保
つことができず、且つ、伸線時に切断しやすくなる。 この発明のアルミニウム用ろうの線材への加工は、急冷
凝固法の一種である回転液中紡糸法によっても行なうこ
とができる。次に、この発明のアルミニウム用ろうを、
回転液中紡糸法によって線材に加工する場合について説
明する。高速で回転するドラムの内壁に、遠心力によっ
て水等の冷却液の層を形成し、この冷却液の層中に、液
相線温度よりも十分に高い温度に保持された、この発明
の範囲内の化学成分組成を有するアルミニウム用ろうの
溶湯を、断面円形のノズルによってジェット状に噴出す
る。この結果、ノズルから噴出された溶湯は、冷却液に
より急冷されて線状に凝固し、かくして、所定径の細線
が得られる。 この方法によって線材に加工する場合の好ましい加工条
件は、次の通りである。 （１） ノズルからの溶湯の噴出速度ノズルからの溶
湯の噴出速度は、２〜ｌＯｍΔｅＣとすることが好まし
い。噴出速度がｚｍ／ｓｅｃ未満では、溶湯を連続的に
噴出することが困難になり、一方、噴出速度が１０ ｍ
／ｓｅｃを超えると、噴出時の断面形状を維持すること
が困難になる。 （２） ノズルの直径 得られる細線のほぼ直径となるノズルの直径は、０．１
〜２鵡とすることが好ましい。ノズルの直径が０．１咽
未満では、ノズルが詰まりゃすくなシ、一方、ノズルの
直径が２咽を超えると、線状に凝固した後の冷却時に、
線の外部と内部との間の収縮の差が犬になって、断線し
やすくなる。 この方法によれば、溶湯を急冷凝固することによって細
線が製造されるので、得られた細線の組織は極めて微細
である。従って、ろう付は時に、加熱による細線の溶融
が短時間で生ずるので、ろう付は性が極めて良好である
。 次に、この発明のアルミニウム用ろうを、本発明の範囲
外のアルミニウム用ろうと対比しながら、更に詳細に説
明する。 〔実施例１〕 第１表に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を
有する本発明のアルミニウム用ろうの細線の供試体（以
下、本発明供試体という）随１〜１０と、そして、少な
くともその成分の１つが本発明の範囲外の化学成分組成
を有する比較のためのアルミニウム用ろうの細線の供試
体（以下、比較用供試体という）随１〜６とを、次に述
べる方法によって調製した。 本発明供試体随１〜１０を調製するための、各々直径３
０日、長さ２００１の寸法を有し且つ第１表に示す化学
成分組成を有する円柱状の鋳塊、および、比較用供試体
Ｎ［Ｌ１〜６を調製するための、各々上述したと同一の
寸法を有し且つ第１表に示す化学成分組成を有する円柱
状の鋳塊を、通常の溶解鋳造法によって鋳造した。 このようにして鋳造された鋳塊の各々に対し、第１表に
併せて示す条件により熱間押出し加工を施して粗引線を
調製し、次いで、得られた粗引線に対し、１００〜３０
０℃の範囲内の温度で温間伸線加工を施すことにより、
直径１．６＋ａの細線からなる本発明供試体ｍ１〜１０
および比較用供試体Ｎｆｌｌ〜６を調製した。各供試体
の液相線温度を第１表に併せて示す。 次いで、本発明供試体随１〜１０および比較用供試体磁
１〜６の各々について、以下に述べる方法によりろう付
けを行なったときのろうの流動性、フィレットの形成状
態、および、ろう付けされたアルミニウム製部材のろう
付は部近傍における溶融発生状態を調査した。 図面に示すように、ＡＸ−Ｍｎ系アルミニウム合金（Ａ
３００３ ）製の直径８層の２本のパイプ１．１′の各
々の端面と、Ａｌ −Ｚｎ −Ｍｇ系アルミニウム合金
（Ａ７ＮＯ１）製のコネクター２の両端面とを接合し、
接合部３をフラックスによって被覆した後、トーチによ
って加熱しながら、接合部３を、本発明供試体磁１〜１
０および比較用供試体随１〜６の各々によってろう付け
した。そして、このときのろうの流動性、フィレットの
形成状態、および、パイプ１，１′およびコネクター２
のろう付は部近傍における溶融発生状態を調査した。第
２表に、その調査結果を、ろう付は作業温度および使用
したフラックスの成分と共に示す。 第１表および第２表から明らかなように、亜鉛を含有し
ない比較用供試体部１は、ろう付は作業温度が高く、ろ
う付は部近傍の一部が溶融した。 ケイ素を含有しない比較用供試体部２は、表面に生成し
た酸化皮膜が強固なためにろう付は部分を摩擦しなけれ
ばならず、フィレットの形成が不良であった。亜鉛含有
量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体Ｎ１３は、
ろう付は作業温度が高く、ろう付は部近傍の一部が溶融
し、ろうの流動性も悪かった。亜鉛含有量が本発明の範
囲、を外れて高い比較用供試体部４は、フィレットの形
成が不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加
工性が悪かった。ケイ素含有景が本発明の範囲を外れて
低い比較用供試体部５は、ろうの流動性が若干不良であ
υ且つフィレットの形成状態が不良であった。そして、
ケイ素含有景が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体
部６は、ろうの流動性およびフィレットの形成状態が若
干不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加工
性が悪かった。 これに対して、本発明供試体Ｎｌｌ〜ｌＯは、何れも、
フィレットの形成状態が良好であり、ろう付は部近傍が
溶融することはなかった。ろうの流動性については、本
発明供試体部２〜８および随１０は何れも良好であり、
本発明供試体部１および９は、はぼ良好であって何れも
問題はなかった。 また、第２表には示されていないが、本発明供試体Ｎ１
１ｌ〜１０の加工性は何れも良好であった。 〔実施例２〕 第３表に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を
有する本発明供試体部１１〜１４を、次に述べる方法に
よって調製した。 本発明供試体曵１１〜１４を調製するための第３表に示
す化学成分組成を有する溶湯を、窒化珪素製るつぼによ
って溶製した。１００〜１２００ｒｐｍの速度で回転し
、遠心力によって冷却液としての水層（水流速度２〜３
０ ｍ／Ｓ）が内壁に形成されている、内径４４５鴫、
幅１５０鵡のドラム中に、前記溶湯をノズルによシ、
０．１〜３Ｋｇ／ｃｎの窒素ガスの圧力をかけてジェッ
ト状に噴出した。 溶湯の噴出速度および得られた細線の直径は、第３表に
示す通シである。 第 ３ 表 次いで、本発明供試体部１１〜１４の各々について、前
述したと同様の方法によシ、ろうの流動性およびフィレ
ットの形成状態を調べ、その結果を第３表に併せて示し
た。 第３表に示す通シ、本発明供試体部１１〜１４は、何れ
も、ろうの流動性およびフィレットの形成状態が良好で
あり、製造時に断線することはなく、ノズル詰シも生じ
なかった。なお、直径が０．１１未満のノズルを使用し
た場合にはノズル詰りが生じた。また、直径が２１超の
ノズルを使用した場合、および、ノズルからの噴出速度
を２ ｒｎ ／ｓｅｃ未満またはｌ Ｏｍ／ｓｅｃ超に
した場合には断線が生じた。 〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によれば、ろう付けの際の
ろうの流動性が良好であって、アルミニウム製部材のろ
う付は部分近傍が溶融しない低い温度でろう付けを行な
うことができ、ろう付けに際しろう付は部分の表面に生
成する酸化皮膜が容易に破壊され、酸化皮膜の破壊のた
めの摩擦を行なう必要がなく、しかも、加工性が良好で
あり、手動トーチろう付けおよび自動トーチろう付けは
勿論、炉内ろう付けにも適用し得て安定した高い品質の
ろう付は継手が得られる等、多くの工業上優れた効果が
もたらされる。 ４、図面の簡単な説明 図面は本発明供試体および比較用供試体のろう付は結果
を調べるための試験用パイプを示す側面図である。図面
において、 ｌ、１′・・・パイプ、 ２・・・コネクター
、３・・・接合部。
を調べるための試験用ノＲイブを示す側面図である。図
面において、 １．１′・・・・ぐイゾ、 ２・・・コネクター、
３・・・接合部。 出願人 三菱アルミニウム株式会社 代理人 潮 谷 奈津夫（他１名） 手続補正書（自発） 特願昭６２ １４５３７５ 号 ２、発明の名称 アルミニウム用ろう ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 １屏 東京都千代田区大手町−丁目５番１号＼、ξ２
゜ ゝ＼−−／′ ４、代理人 住所 神奈川県用崎市用崎区砂子二丁目■番四号
平松川崎ビル６１？！〒２１０ ｔＬ話＋０４４
１２２２−７３１Ｈ代１１）自 発 ６、補正の対象 全文訂正明細書 ７、補正の内容 別紙の通り 全文訂正明細書 １、発明の名称 アルミニウム用ろう ２、特許請求の範囲 （１） 亜 鉛： ２０〜８ ０ ｖｒｔ、％、
ケイ素：ｌ〜ｌ ｌ ｗｔ、チ、および残り、アルミニ
ウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とするア
ルミニウム用ろう。 （２）亜 鉛：２０〜８０ ｗｔ、チ、ケイ素：１〜１
１ｗｔ＋チ、 銅 二０．１〜ｌ Ｏｗｔ、チ、および、残り、アル
ミニウムおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るアルミニウム用ろう。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アルミニウム製部材またはアルミニウム合
金製部材Ｃ以下、「アルミニウム製部材」と痣称する）
のろう付けのだめのアルミニウム用ろうに関するもので
ある。 〔従来の技術〕 近年、例えば、自動車、オートバイなどの輸送機械の軽
量化を図るために、その構成部材として、鉄鋼や銅に替
え、アルミニウム製部材が使用されつつあり、特に、前
記輸送機械に組み込まれる熱交換器の材料として、アル
ミニウム製部材の使用がめざましい。 このような熱交換器に関連するアルミニウム製部材、例
えば、導管と、コネクターまたはユニオンとの接続は、
一般にろう付けによって行なわれる。 ろう付けは、塊状、線状、棒状、帯状、プリフォームま
たは粉末状のろう材を、ろう付は部分に、・ｚ−髪に応
じてフラツクスと共に添加し、トーチまたは炉内におい
て加熱することにより行なわれ、あるいは、超音波によ
って、ろう付は部分に生成した酸化皮膜を破壊しながら
ろう付けすることによシ行なわれる。 ろう材としては、ＪＩＳ ＢＡ４０４５またはＪＩＳ
ＢＡ４０４７等に規定された、Ｓｌを９〜ｌ ３ ｖｒ
ｔ、％含有する、固相線温度が５７７℃で、液相線温度
が５７７〜６２０℃の、Ａｌ４−８ｉ系アルミニウム合
余ろうが、一般に使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述しだＡｌ−５ｉ系アルミニウム合余ろうのろう付は
作業温度は、ろう付けすべきアルミニウム製部材の固相
線温度に近い。従って、ろう付けに際し、ろう付は温度
を厳しく管理しないと、アルミニウム製部材のろう付は
部近傍が溶融するかまたはその形状が崩れる問題が生ず
る。 一方、融点の低い軟ろう材として、Ｚｎ １００ ｗｔ
、％。 まだは、Ｚｎ ９５ ｗｔ、％ −Ａｆ ５ ｗｔ、％
のＺｎ系ろうが知られている。しかしながら、Ｚｎ系ろ
うは、表面に生成する酸化皮膜が強固なため、ろう付け
に際し、ろう付は部分を摩擦してその部分に生成した酸
化皮膜を破壊しなければならず、ろう付は作業に多くの
支障を招いていた。 上述した問題を解決するために、特公昭５０−３５０１
８号において、ケイ素：３〜６ ｗｔ、チ、亜鉛：４〜
ｌ Ｏｗｔ、％、残シ、アルミニウムおよび不可避的不
純物からなるアルミニウム合余ろう（以下、先行技術と
いう）が開示されている。 しかしながら、先行技術に開示されたアルミニウム合金
ろうは、亜鉛含有量が４〜１０ ｗｔ、％であって少な
いために、ろう付けの際のろうの流動性が悪く、従って
、ろう付は温度を高めなければならず、この結果、アル
ミニウム製部材のろう付は部分が溶融する問題を有して
いる。 従って、この発明の目的は、ろう付けの際のろうの流動
性が良好であって、アルミニウム製部材のろう付は部近
傍が溶融しない低い温度でろう付けを行なうことができ
、しかも、ろう付けに際し。 ろう付は部分の表面に生成する酸化皮膜が容易に破壊さ
れ、酸化皮膜の破壊のための摩擦を行なう必要がなく、
容易に良好なろう付けを行なうことができるアルミニウ
ム用ろうを提供することにある。 本発明者等は、上述した観点から、容易に良好なろう付
けを行なうことができるアルミニウム用ろうを開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、亜鉛含有量を２０〜８０ｗｔ
、％の範囲内に限定し、そして、ケイ素含有量を１〜１
１ ｗｔ、％の範囲内に限定することによって、ろう付
けすべきアルミニウム製部材の固相線温度よシも低い４
５０〜５７０℃の範囲内のろう付は作業温度でろう付け
を行なうことができ、しかも、ろう付けに際し、表面に
生成する酸化皮膜の破壊が容易であって、酸化皮膜の破
壊のための摩擦を行なう必要がなく、容易に良好なろう
付けを行なうことができることを知見した。なお、上述
したろう付は作業温度とは、ろう付けのための適当な流
動性が得られる温度、即ち、固相線温度よシも高い、固
液共存および液相の状態の温度を云う。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上述した知見に基いてなされたものであっ
て、この発明のアルミニウム用ろうは、亜鉛： ２０〜
８０ ｗｔ、％、ケイ素：１〜１ｌｖｔ、係、残シ、ア
ルミニウムおよび不可避的不純物からなることに特徴を
有するものである。 この発明のアルミニウム用ろうは、更に、銅：０．１〜
ｌ Ｏｖｔ、％ を付加的に含有してもよい。 次に、この発明のアルミニウム用ろうの化学成分組成を
、上述した範囲内に限定した理由について述べる。 （１）亜鉛 亜鉛には、ろうの液相線温度および固相線温度を下げる
作用がある。しかしながら、亜鉛含有量が２０ ｗｔ、
％未満では、上述した作用に所望の効果が得られない。 一方、亜鉛含有量が８０ ｗＬ係を超えると、線材に加
工する際６加工性が悪くなり、且つ、線材の表面上に強
固な酸化皮膜が生じ、ろう付は部におけるフィレットの
形成が不良になる。 従って、亜鉛含有量は、２０〜８０ ｗｔ、％の範囲内
に限定すべきである。 （２）ケイ素 ケイ素には、ＡＨ−８ｉの共晶を生成し、このようにし
て生成したＡｔ−８ｉ共晶によって、ろうの流動性を向
上させ、表面に生成する酸化皮膜の、フラツクスによる
破壊を容易にする作用がある。しかしながらケイ素含有
量がｌ ｖＬ％未満では、上述した作用に所望の効果が
得られない。一方、ケイ素含有量がｌｘｗｔ、％ を
超えても、上述した作用に格別の向上が認められない。 のみならず、ケイ素含有量がｌ ｌ ｗｔ、％ を超え
るとかえって融解したろう材の流動性が悪くなシ、ろう
付は部におけるフィレットの形成が不良になる。従って
、ケイ素含有量は、１〜１１ ｗｔ、％の範囲内に限定
すべきである。 なお、ケイ素含有量とアルミニウム含有量との比即ちＳ
ｉ ／Ａｌは、０．０５〜０．１２の範囲内とするこ
とが望ましい。Ｓ１／Ｍが０．０５未満ではＡｌ−Ｓｉ
の共晶の生成が不十分になり、一方、Ｓｉ／Ａｌが０．
１２を超えると８１の初晶の生成が過剰になってろうの
液相線温度の上昇を招く。 （３）銅 銅には、ろうの液相線温度を下げ且つろう付は継手の強
度を高める作用がある。従って、この発明のアルミニウ
ム用ろうにおいては、必要に応じて、銅を付加的に添加
する。しかしながら、銅含有量が０．１ ｗｔ、チ 未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない。一方
、銅含有量が１ ｏ ｗｔ、％を超えると、かえって、
ろうの流動性が悪くなる。 従って、銅含有量は、０．１〜ｌ Ｏｗｔ、％ の範囲
内に限定すべきである。 アルミニウム用ろうは、一般に線材に加工して使用され
る。線材への加工は、例えば、所定温度に加熱されたろ
う用鋳塊に対し、所定条件で熱間押出し加工を施して粗
引線を調製し、次いで、得られた粗引線を温間伸線加工
によって所定径の細線とすることにより行なわれる。な
お、線径によっては、上述した熱間押出し加工によシ直
接細線とする場合もある。 そこで、この発明のアルミニウム用ろうを上述のように
線材に加工する際の好ましい加工条件について、以下に
説明する。 （１） 鋳塊の加熱温度 鋳塊の加熱温度は、１５０〜３５０°Ｃの範囲内とすべ
きである。加熱温度が１５０℃未満では、熱間押出し性
が悪く、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要
となる。一方、加熱温度が３５０℃を越えると、熱間押
出し時に生ずる発熱も重なって、押出された線に多数の
割れが発生し、且つ、押出された線が溶融状態になる場
合が生ずる。 （２）熱間押出し比 熱間押出し前の鋳塊の軸線方向に垂直な断面積と、熱間
押出し後の線の断面積の総和との比即ち熱間押出し比は
、６０以下とすべきである。押出し比が６０を越えると
、熱間押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり
、且つ、押出された線に多数の割れが発生する。 （３）熱間押出し速度 熱間押出しされた線の移動速度で表わされる熱間押出し
速度は、０．１〜１５ｍ／分の範囲内とすべきである。 熱間押出し速度が ｏ、１ｒｎ／分未満では生産性が著
しく低く実操業上不適当である。 一方、熱間押出し速度が１５ ｍ７分を超えると、熱間
押出しのために著しく大きな加圧力が必要となり、且つ
、押出された線に多数の割れが発生する。 （４） 温間伸線温度 熱間押出し加工によって調製された粗引線を温間伸線加
工によって所定径の細線とする場合の温間伸線温度は、
１００〜３００°Ｃとすべきである。 温間伸線温度が１００℃未満では、伸びが悪く加工が困
難になる。一方、温間伸線温度が３００℃を超えると、
伸線された細線が溶融状態に近くなり、所定の形状を保
つことができず、且つ、伸線時に切断しやすくなる。 この発明のアルミニウム用ろうの線材への加工は、急冷
凝固法の一種である回転液中紡糸法によっても行なうこ
とができる。次に、この発明のアルミニウム用ろうを、
回転液中紡糸法によって線材に加工する場合について説
明する。高速で回転するドラムの内壁に、遠心力によっ
て水等の冷却液の層を形成し、この冷却液の層中に、液
相線温度よりも十分に高い温度に保持された、この発明
の範囲内の化学成分組成を有するアルミニウム用ろうの
溶湯を、断面円形のノズルによってジェット状に噴出す
る。この結果、ノズルから噴出された溶湯は、冷却液に
より急冷されて線状に凝固し、かくして、所定径の細線
が得られる。 この方法によって線材に加工する場合の好ましい加工条
件は、次の通りである。 （１） ノズルからの溶湯の噴出速度ノズルからの溶
湯の噴出速度は、２〜ｌＯｍΔｅＣとすることが好まし
い。噴出速度がｚｍ／ｓｅｃ未満では、溶湯を連続的に
噴出することが困難になり、一方、噴出速度が１０ ｍ
／ｓｅｃを超えると、噴出時の断面形状を維持すること
が困難になる。 （２） ノズルの直径 得られる細線のほぼ直径となるノズルの直径は、０．１
〜２鵡とすることが好ましい。ノズルの直径が０．１咽
未満では、ノズルが詰まりゃすくなシ、一方、ノズルの
直径が２咽を超えると、線状に凝固した後の冷却時に、
線の外部と内部との間の収縮の差が犬になって、断線し
やすくなる。 この方法によれば、溶湯を急冷凝固することによって細
線が製造されるので、得られた細線の組織は極めて微細
である。従って、ろう付は時に、加熱による細線の溶融
が短時間で生ずるので、ろう付は性が極めて良好である
。 次に、この発明のアルミニウム用ろうを、本発明の範囲
外のアルミニウム用ろうと対比しながら、更に詳細に説
明する。 〔実施例１〕 第１表に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を
有する本発明のアルミニウム用ろうの細線の供試体（以
下、本発明供試体という）随１〜１０と、そして、少な
くともその成分の１つが本発明の範囲外の化学成分組成
を有する比較のためのアルミニウム用ろうの細線の供試
体（以下、比較用供試体という）随１〜６とを、次に述
べる方法によって調製した。 本発明供試体随１〜１０を調製するための、各々直径３
０日、長さ２００１の寸法を有し且つ第１表に示す化学
成分組成を有する円柱状の鋳塊、および、比較用供試体
Ｎ［Ｌ１〜６を調製するための、各々上述したと同一の
寸法を有し且つ第１表に示す化学成分組成を有する円柱
状の鋳塊を、通常の溶解鋳造法によって鋳造した。 このようにして鋳造された鋳塊の各々に対し、第１表に
併せて示す条件により熱間押出し加工を施して粗引線を
調製し、次いで、得られた粗引線に対し、１００〜３０
０℃の範囲内の温度で温間伸線加工を施すことにより、
直径１．６＋ａの細線からなる本発明供試体ｍ１〜１０
および比較用供試体Ｎｆｌｌ〜６を調製した。各供試体
の液相線温度を第１表に併せて示す。 次いで、本発明供試体随１〜１０および比較用供試体磁
１〜６の各々について、以下に述べる方法によりろう付
けを行なったときのろうの流動性、フィレットの形成状
態、および、ろう付けされたアルミニウム製部材のろう
付は部近傍における溶融発生状態を調査した。 図面に示すように、ＡＸ−Ｍｎ系アルミニウム合金（Ａ
３００３ ）製の直径８層の２本のパイプ１．１′の各
々の端面と、Ａｌ −Ｚｎ −Ｍｇ系アルミニウム合金
（Ａ７ＮＯ１）製のコネクター２の両端面とを接合し、
接合部３をフラックスによって被覆した後、トーチによ
って加熱しながら、接合部３を、本発明供試体磁１〜１
０および比較用供試体随１〜６の各々によってろう付け
した。そして、このときのろうの流動性、フィレットの
形成状態、および、パイプ１，１′およびコネクター２
のろう付は部近傍における溶融発生状態を調査した。第
２表に、その調査結果を、ろう付は作業温度および使用
したフラックスの成分と共に示す。 第１表および第２表から明らかなように、亜鉛を含有し
ない比較用供試体部１は、ろう付は作業温度が高く、ろ
う付は部近傍の一部が溶融した。 ケイ素を含有しない比較用供試体部２は、表面に生成し
た酸化皮膜が強固なためにろう付は部分を摩擦しなけれ
ばならず、フィレットの形成が不良であった。亜鉛含有
量が本発明の範囲を外れて低い比較用供試体Ｎ１３は、
ろう付は作業温度が高く、ろう付は部近傍の一部が溶融
し、ろうの流動性も悪かった。亜鉛含有量が本発明の範
囲、を外れて高い比較用供試体部４は、フィレットの形
成が不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加
工性が悪かった。ケイ素含有景が本発明の範囲を外れて
低い比較用供試体部５は、ろうの流動性が若干不良であ
υ且つフィレットの形成状態が不良であった。そして、
ケイ素含有景が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体
部６は、ろうの流動性およびフィレットの形成状態が若
干不良であシ、且つ、第２表には示されていないが加工
性が悪かった。 これに対して、本発明供試体Ｎｌｌ〜ｌＯは、何れも、
フィレットの形成状態が良好であり、ろう付は部近傍が
溶融することはなかった。ろうの流動性については、本
発明供試体部２〜８および随１０は何れも良好であり、
本発明供試体部１および９は、はぼ良好であって何れも
問題はなかった。 また、第２表には示されていないが、本発明供試体Ｎ１
１ｌ〜１０の加工性は何れも良好であった。 〔実施例２〕 第３表に示すように、本発明の範囲内の化学成分組成を
有する本発明供試体部１１〜１４を、次に述べる方法に
よって調製した。 本発明供試体曵１１〜１４を調製するための第３表に示
す化学成分組成を有する溶湯を、窒化珪素製るつぼによ
って溶製した。１００〜１２００ｒｐｍの速度で回転し
、遠心力によって冷却液としての水層（水流速度２〜３
０ ｍ／Ｓ）が内壁に形成されている、内径４４５鴫、
幅１５０鵡のドラム中に、前記溶湯をノズルによシ、
０．１〜３Ｋｇ／ｃｎの窒素ガスの圧力をかけてジェッ
ト状に噴出した。 溶湯の噴出速度および得られた細線の直径は、第３表に
示す通シである。 第 ３ 表 次いで、本発明供試体部１１〜１４の各々について、前
述したと同様の方法によシ、ろうの流動性およびフィレ
ットの形成状態を調べ、その結果を第３表に併せて示し
た。 第３表に示す通シ、本発明供試体部１１〜１４は、何れ
も、ろうの流動性およびフィレットの形成状態が良好で
あり、製造時に断線することはなく、ノズル詰シも生じ
なかった。なお、直径が０．１１未満のノズルを使用し
た場合にはノズル詰りが生じた。また、直径が２１超の
ノズルを使用した場合、および、ノズルからの噴出速度
を２ ｒｎ ／ｓｅｃ未満またはｌ Ｏｍ／ｓｅｃ超に
した場合には断線が生じた。 〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によれば、ろう付けの際の
ろうの流動性が良好であって、アルミニウム製部材のろ
う付は部分近傍が溶融しない低い温度でろう付けを行な
うことができ、ろう付けに際しろう付は部分の表面に生
成する酸化皮膜が容易に破壊され、酸化皮膜の破壊のた
めの摩擦を行なう必要がなく、しかも、加工性が良好で
あり、手動トーチろう付けおよび自動トーチろう付けは
勿論、炉内ろう付けにも適用し得て安定した高い品質の
ろう付は継手が得られる等、多くの工業上優れた効果が
もたらされる。 ４、図面の簡単な説明 図面は本発明供試体および比較用供試体のろう付は結果
を調べるための試験用パイプを示す側面図である。図面
において、 ｌ、１′・・・パイプ、 ２・・・コネクター
、３・・・接合部。
Claims (2)
- （１）亜鉛：２０〜８０ｗｔ．％、 ケイ素：１〜１１ｗｔ．％、および 残り、アルミニウムおよび不可避的不純物 からなることを特徴とするアルミニウム用ろう。
- （２）亜鉛：２０〜８０ｗｔ．％、 ケイ素：１〜１１ｗｔ．％、 銅：０．１〜１．０ｗｔ．％、および、 残り、アルミニウムおよび不可避的不純物 からなることを特徴とするアルミニウム用ろう。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP62145375A JPS63309391A (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | アルミニウム用ろう |
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| CA000567494A CA1302125C (en) | 1987-06-12 | 1988-05-24 | Brazed aluminum article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145375A JPS63309391A (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | アルミニウム用ろう |
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| US4861681A (en) | 1989-08-29 |
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