KR102327012B1 - 알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 용제 - Google Patents

알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 용제 Download PDF

Info

Publication number
KR102327012B1
KR102327012B1 KR1020167029919A KR20167029919A KR102327012B1 KR 102327012 B1 KR102327012 B1 KR 102327012B1 KR 1020167029919 A KR1020167029919 A KR 1020167029919A KR 20167029919 A KR20167029919 A KR 20167029919A KR 102327012 B1 KR102327012 B1 KR 102327012B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brazing
weight
solvent
component
alf
Prior art date
Application number
KR1020167029919A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160143703A (ko
Inventor
울리히 세세케-코이로
안드레아스 베커
Original Assignee
솔베이(소시에떼아노님)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔베이(소시에떼아노님) filed Critical 솔베이(소시에떼아노님)
Publication of KR20160143703A publication Critical patent/KR20160143703A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102327012B1 publication Critical patent/KR102327012B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012Brazing heat exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362Selection of compositions of fluxes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B23K1/203Fluxing, i.e. applying flux onto surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3602Carbonates, basic oxides or hydroxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/361Alumina or aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

KAlF4 및/또는 CsAlF4를 주요 성분으로 포함하는 용제를 적용한, 알루미늄 마그네슘 합금의 브레이징 방법이 기술된다. 용제는 KAlF4, CsAlF4, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, 및 BaCO3로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물을 더 포함한다. 바람직하게, 용제는 KAlF4, CsAlF4, 및 Li3AlF6를 포함하거나 이들로 이루어지고, 선택적으로 BaF2도 함유한다.

Description

알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 용제{PROCESS FOR BRAZING OF ALUMINIUM ALLOYS AND A FLUX}
본 출원은 2014년 4월 16일 출원된 유럽 출원 제14164856.8호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 모든 목적을 위해 본원에 참조로 통합된다.
본 발명은 마그네슘을 함유한 알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 적합한 용제에 관한 것이다.
알칼리 금속 플루오로알루민산염계 용제를 이용하여 알루미늄 파트의 브레이징을 수행할 수 있음은 당해 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 타입의 용제는 일반적으로 비부식성인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 5 중량% 내지 95 중량%의 K2AlF5 또는 그 수화물을 포함하고 나머지가 KAlF4인 용제가 미국 특허 4,579,605에 기재되어 있다. 이 용제는 5 중량% 내지 40 중량%의 농도를 갖는 불산에 1:4 내지 1:4.5의 Al:F 비가 되도록 수산화알루미늄을 용해시키고 이 혼합물을 1:1 내지 1:1.5의 Al:K 비가 되도록 탄산칼륨 또는 수산화칼륨으로 중화시켜 제조될 수 있다.
알루미늄에 마그네슘을 첨가하여 알루미늄 마그네슘 합금을 형성하면 이러한 합금으로 만들어진 파트의 성형성, 내식성 및 인장 강도를 향상시킨다. 한편, 합금의 Mg 함량 증가에 따라 이러한 합금을 플루오로알루민산칼륨계 용제로 브레이징하는 것은 점점 더 어려워진다. 알루미늄 마그네슘 합금의 관점에서 용제의 브레이징 특성을 개선하기 위해 플루오로알루민산염계 용제에 플루오로알루민산세슘을 첨가하는 것은 이미 알려져 있다. 예를 들어, CA 1,239, 5225 참조.
일본 특허 출원 JP-S6199569는, 한편으로 73.6 중량%의 KAlF4 및 0.2 내지 18.4 중량%의 KF, 다른 한편으로는 LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군 중 적어도 하나의 첨가제 0.1 내지 8.0 중량%를 포함하는 용제를 사용하여 알루미늄을 브레이징하는 방법을 개시한다. 이 실시예에 따르면, 사용된 용제 내 KF의 함량은 9.8 내지 11 중량%이다.
그럼에도 불구하고, 알루미늄 마그네슘 합금으로 만들어진 파트의 브레이징 방법 및 용제는 여전히 개선의 여지가 있다.
일 양태에 따르면, 본 발명은 계면에 0.5 중량% 이상의 마그네슘을 포함하는 알루미늄 합금의 파트들을 브레이징하는 방법으로서, 접합될 파트들 중 적어도 하나에 브레이징 용제를 도포하는 단계, 접합될 파트들을 조립하는 단계, 및 접합될 파트들을 450℃ 이상의 온도로 가열하여 브레이징된 접합 파트를 제공하는 단계를 포함하고, 브레이징 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 65 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상의 제1 성분 및 브레이징 용제의 총 중량에 대해 3 중량% 이상의 제2 성분을 포함하되, 제1 성분과 제2 성분은 동일하지 않으며, 제1 성분은 KAlF4, CsAlF4 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 모노알칼리 테트라플루오로알루민산염으로부터 선택되고, 제2 성분은 KAlF4, CsAlF4, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물인, 방법에 관한 것이며, 바람직하게는, LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이 포함된 경우, 유리 KF의 함량은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 0.1 중량% 미만인 것을 조건으로 한다.
LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이 포함된 경우, 유리 KF의 함량이 브레이징 용제의 총 중량에 대해 0.1 중량% 미만이라는 조건은 유효량의 존재에 관한 것이다; 바람직하게, 이 조건은 이 군의 모든 화합물의 합이 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만인 경우, LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물의 존재에 관한 것이다. 용어 "유리"는, 예를 들어 유리 KF와 관련하여, 이원 염, 예를 들어 착물이 아닌, 예컨대 플루오로알루민산칼륨 형태가 아닌 것으로 존재하는 KF를 의미한다. 마찬가지로, 용어 "유리"는 착물이 아닌 LiF, CaF2 또는 NaF를 또한 의미할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 유리 KF의 함량은, 모든 구현예에서, 용제의 총 중량에 대해 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다. 훨씬 더 바람직한 구현예에서, 유리 KF와 유리 또는 착물 NaF의 함량의 합은, 모든 구현예에서, 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다. 다른 바람직한 구현예에서, LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물이 용제에 포함된 경우, 유리 KF의 함량은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 0.1 중량% 미만이다. 일반적으로, 이 구현예에서, LiF, NaF 및 CaF2로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물은 착물이 아니며, 유리 LiF, NaF 또는 CaF2로 또한 표시된다.
다른 특정 구현예에서, 유리 KF, 유리 또는 착물 NaF 및 유리 LiF의 함량의 합은 용제의 총 함량에 대해 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다. 다른 구현예에서, 용제에는 LiF, NaF 및 CaF2가 실질적으로 존재하지 않으며, 바람직하게는 이들이 존재하지 않는다.
바람직하게, 브레이징 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 CsAlF4, 또는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4를 포함하거나, 또는 KAlF4와 CsAlF4를 합하여 80 중량% 이상으로 포함한다.
용어 "계면"을 이하 설명한다. Al 또는 Al-Mg 합금의 두 파트가 조립되어 브레이징되는 경우, 접합부를 형성하는 영역을 "계면"이라 부른다. 양쪽 파트의 Mg 의 비율이 더해지고, 더해진 결과는 계면에서의 Mg의 비율을 제공한다. 예를 들어, 0.5 중량%의 Mg를 갖는 두 파트가 조립되는 경우, 계면에서의 Mg 함량은 1 중량%이다. 1 중량%의 Mg를 포함하는 파트가 Mg를 함유하지 않은 파트와 조립되는 경우, 계면에서의 Mg 함량 또한 1 중량%이다.
계면에서의 Mg 함량의 상한은 브레이징 조건에 따라 다르다. 예를 들어, 화염 브레이징(즉, 노출된 화염으로 열을 공급)을 이용하여 파트를 브레이징하는 경우, Mg 함량은 계면에서 최대 2 중량%일 수 있고, 훨씬 더 높을 수 있다. 제어 분위기 브레이징에 따라 브레이징을 수행하는 경우, 즉, 전기 설비에 의해 열이 공급되어 화염을 사용할 때보다 파트의 온도 상승이 더 느린 경우, 계면에서의 Mg 함량은 바람직하게 1.5 중량% 이하, 더 바람직하게는 1.4 중량% 이하이다.
브레이징 온도는 용제의 성질에 따라 달라진다. 제1 성분이 주로 또는 완전히 CsAlF4로 구성되는 경우, 브레이징 온도는 450℃ 정도로 낮을 수 있다. 제1 성분이 주로 또는 완전히 KAlF4로 구성되는 경우, 브레이징 온도는 바람직하게 560℃ 이상이다. 여기서, 상한은 흔히 610 내지 625℃이다.
바람직한 구현예에서, 제1 성분은 기본적으로 KAlF4로 이루어진다.
바람직하게, 제2 성분은 CsAlF4, Li3AlF6, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Mg 함유 화합물이 존재할 경우, 용제는 바람직하게 MgF2 또는 MgCO3와 같은 Mg 함유 화합물을 총 1 중량% 미만 함유한다.
더 바람직하게, 제2 성분은 CsAlF4, Li3AlF6, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특히 바람직하게, 제2 성분은 CsAlF4 및 Li3AlF6를 포함하고, 선택적으로 BaF2도 포함한다.
특정 구현예에서, 유리 KF, 유리 또는 착물 NaF, 유리 LiF 및 CaF2의 함량의 합은 용제의 총 함량에 대해 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다.
바람직하게, 제2 성분은 2 중량% 이상의 양으로, 더 바람직하게는 3 중량% 이상의 양으로, 흔히는 5 중량% 이상의 양으로 존재한다.
바람직하게, 제2 성분은 30 중량% 이하의 양으로, 더 바람직하게는 20 중량% 이하의 양으로 존재한다. 제2 성분의 군에 속하는 앞서 언급한 둘 이상의 상기 성분이 존재할 경우, 그 총량은 30 중량% 이하이다.
CaF2 또는 CaCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. MgF2 또는 MgCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. SrF2 또는 SrCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. BaF2 또는 BaCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. 불화물 및/또는 탄산염의 혼합물이 존재할 경우, 그 총 함량은 바람직하게 5 중량% 이상이다.
CsAlF4는, 존재할 경우, 바람직하게는 1 중량% 이상의 양으로 존재한다.
Li3AlF6는, 존재할 경우, 바람직하게는 1 중량% 이상의 양으로 존재한다.
CaF2 또는 CaCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 20 중량% 이하의 양으로 함유된다. MgF2 또는 MgCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 30 중량% 이하의 양으로 함유된다. SrF2 또는 SrCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 30 중량% 이하의 양으로 함유된다. BaF2 또는 BaCO3는, 존재할 경우, 바람직하게는 30 중량% 이하의 양으로 함유된다. 불화물 및/또는 탄산염의 혼합물이 존재할 경우, 이들 함량의 합은 바람직하게 30 중량% 이하이다.
CsAlF4는, 존재할 경우, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더 바람직하게는 5 중량% 이하의 양으로 존재한다.
Li3AlF6는, 존재할 경우, 바람직하게는 8 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특히 바람직한 범위는 다음과 같다: CaF2 또는 MgF2 5 내지 20 중량%의 양; SrF2 또는 BaF2 10 내지 20 중량%의 양; SrF2 또는 BaF2의 조합 10 내지 20 중량%의 총량; CsAlF4 1 내지 5 중량%의 양; Li3AlF6 1 내지 8 중량%의 양; CsAlF4 1 내지 5 중량%의 양; 및 Li3AlF6 1 내지 8 중량% 양.
더 바람직하게, 제2 성분은 CsAlF4, Li3AlF6, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 훨씬 더 바람직하게, 제2 성분은 CsAlF4 및 Li3AlF6로 이루어진 조성물이며, 선택적으로 BaF2를 추가로 함유한다.
80 이상 98 이하 중량% 범위의 KAlF4, 1 중량% 이상 10 중량% 이하 범위의 CsAlF4, 1 중량% 이상 10 중량% 이하 범위의 Li3AlF6, 및 0 내지 15 이하 중량% 범위의 BaF2를 포함하거나 이들로 이루어진 매우 바람직한 브레이징 용제가 사용된다.
바람직한 브레이징 용제를 표 1 내지 표 4에 나타내었다.
Al-Mg 합금 브레이징에 사용하기 위한 바람직한 브레이징 용제
KAlF4
[중량%]
AEF2
[중량%]
Li3AlF6
[중량%]
CsAlF4
[중량%]
80 CaF2 20 0 0
80 MgF2 20 0 0
80 SrF2 20 0 0
80 BaF2 20 0 0
80 SrF2 10
BaF2 10
0 0
85 SrF2 15 0 0
85 BaF2 15 0 0
85 SrF2 5
SrF2 10
0 0
82 CaF2 15 0 3
82 SrF2 15 0 3
82 MgF2 15 0 3
82 BaF2 15 0 3
82 SrF2 7.5
BaF2 7.5
0 3
80 CaF2 12 5 3
80 MgF2 12 5 3
80 SrF2 12 5 3
80 BaF2 12 5 3
80 SrF2 6
BaF2 6
5 3
90 CaF2 10 0 0
90 MgF2 10 0 0
90 SrF2 10 0 0
90 BaF2 10 0 0
90 SrF2 5
BaF2 5
0 0
94 -- 2 4
93 -- 4 3
84 BaF2 10 2 4
83 BaF2 10 4 3
"AEF2"는 알칼리 토금속 불화물을 나타낸다.
원하는 경우, KAlF4는 시판되는 K2AlF5 또는 그 수화물과의 혼합물 형태로 도입될 수 있다. 약 80 중량%의 KAlF4 및 약 20 중량%의 K2AlF5 또는 그 수화물을 포함하는 이러한 혼합물은 Nocolok®이라는 상표로 Solvay Fluor GmbH에서 입수 가능하다. 이러한 종류의 바람직한 혼합물을 표 2에 나타내었다.
KAlF4와 K2AlF5의 혼합물(4:1 중량비)로 Al-Mg 합금 브레이징에 사용하기 위한 바람직한 브레이징 용제
KAlF4 / K2AlF5 혼합물
[중량%]
AEF2
[중량%]
CsAlF4
[중량%]
Li3AlF6
[중량%]
85 CaF2 15 -- --
85 MgF2 15 -- --
85 SrF2 15 -- --
85 BaF2 15 -- --
90 CaF2 10 -- --
90 SrF2 10 -- --
90 BaF2 10 -- --
84 BaF2 10 2 4
93 -- 4 3
94 -- 2 4
83 BaF2 10 4 3
60 KAlF4 30
BaF2 10
--
--
--
--
원하는 경우, KAlF4 및 Li3AlF6는 시판되는 K2AlF5 또는 그 수화물과의 혼합물 형태로 도입될 수 있다. 약 77 중량%의 KAlF4, 약 19 중량%의 K2AlF5 또는 그 수화물, 및 약 4 중량%의 Li3AlF6를 포함하는 이러한 혼합물은 Nocolok®-Li라는 상표로 Solvay Fluor GmbH에서 입수 가능하다. 이러한 종류의 바람직한 혼합물을 표 3에 나타내었다.
KAlF4, K2AlF5 및 Li3AlF6의 혼합물(77:19:4 중량비)로 Al-Mg 합금 브레이징에 사용하기 위한 바람직한 브레이징 용제
KAlF4 / K2AlF5/ Li3AlF6 혼합물
[중량%]
AEF2
[중량%]
CsAlF4
[중량%]
90 CaF2 10 -
90 MgF2 10 -
90 SrF2 10 -
90 BaF2 10 -
87 CaF2 10 3
87 MgF2 10 3
87 SrF2 10 3
87 BaF2 10 3
원하는 경우, KAlF4 및 CsAlF4는 시판되는 K2AlF5 또는 그 수화물과의 혼합물 형태로 도입될 수 있다. 약 79 중량%의 KAlF4, 약 19 중량%의 K2AlF5 또는 그 수화물, 및 약 2 중량%의 CsAlF4를 포함하는 이러한 혼합물은 Nocolok®-Cs라는 상표로 Solvay Fluor GmbH에서 입수 가능하다. 이러한 종류의 바람직한 혼합물을 표 4에 나타내었다.
KAlF4, K2AlF5 및 CsAlF4의 혼합물(79:19:2 중량비)로 Al-Mg 합금 브레이징에 사용하기 위한 바람직한 브레이징 용제
KAlF4 / K2AlF5/ CsAlF4 혼합물
[중량%]
AEF2
[중량%]
Li3AlF6
[중량%]
90 CaF2 10 --
90 SrF2 10 --
90 BaF2 10 --
87 BaF 2 10 3
바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 성분은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 양의 KAlF4이며, 제2 성분은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 5 중량% 이상의 양으로 존재하고, CsAlF, Li3AlF6 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물이 추가로 존재할 수 있다.
용제가 상기 제1 및 제2 성분으로 이루어지지 않을 경우, 100 중량%에 대한 잔부는 당해 분야에 알려진 다른 용제, 바람직하게는 K2AlF5 또는 K2AlF5·H2O로 구성된다. 바람직하게, K3AlF6의 함량은 1 중량% 미만(0 중량%를 포함)이다.
KAlF4는 브레이징 용제에서 기본적으로 유일한 플루오로알루민산칼륨인 것이 바람직하다. K2AlF5, 그 수화물 및 K3AlF6의 총 함량은, 존재할 경우, 바람직하게는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 5 중량% 이하이다.
일 구현예에 따르면, 브레이징 용제는 상기 제1 및 제2 성분으로 이루어진다.
브레이징 공정은 건식 용제도포 방법에 따라 브레이징 용제를 도포하여 수행될 수 있다. 용제는, 예를 들어, 공기압 수송에 의해 브레이징될 물품의 표면에 제공될 수 있고, 브레이징될 물품의 표면에 기계적으로 부착된다.
브레이징 용제가 건식 용제도포 방법에 따라 도포되지 않을 경우, 습식 용제도포 방법에 따라 도포된다. 습식 용제도포 방법에서는, 용제 및 첨가제를 함유한 브레이징 용제 조성물이 도포되며, 물 또는 알코올과 같은 액체 캐리어가 본 발명에서 첨가제로 간주된다.
브레이징 용제 조성물은, 예를 들어, 접합될 파트들 중 적어도 하나에 분무되거나, 브러시로 그 표면에 페인팅되거나, 파트를 액체 조성물에 침지시켜 도포될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 브레이징 용제 조성물은 습식 용제도포 방법에 따라 도포되며, 물, 물이 없는 유기 액체 또는 수계 유기 액체에 현탁된 브레이징 용제를 함유한다. 바람직한 액체는 대기압(1 bar의 절대압)에서 350℃ 이하의 비등점을 갖는 액체이다. 용어 "물에 현탁된"은 용제 조성물의 일부가 액체에 용해되는 것을 배제하지 않는다; 이는 특히 물 또는 수계 유기 액체가 함유되는 경우일 수 있다. 바람직한 액체는 탈이온수, 1-, 2-, 또는 3염기 지방족 알코올, 특히 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 또는 에틸렌 글리콜, 또는 글리콜 알킬 에테르이며, 여기서 알킬은 바람직하게, 선형 지방족 C1 내지 C4 알킬 또는 분지형 C3 내지 C4 알킬을 의미한다. 비제한적 예는 글리콜 모노알킬 에테르, 예를 들어 2-메톡시에탄올 또는 디에틸렌 글리콜, 또는 글리콜 디알킬 에테르, 예를 들어 디메틸 글리콜(디메톡시에탄)이다. 둘 이상의 액체를 포함하는 혼합물 또한 매우 적합하다. 이소프로판올 또는 이소프로판올을 함유한 혼합물이 특히 적합하다.
바람직한 구현예에서, 브레이징 용제 및 액체를 포함하는 조성물은 브레이징 용제 조성물의 특성을 향상시키는 추가의 첨가제를 또한 함유한다.
특히 바람직한 구현예에서, 브레이징 용제는 용제 조성물 형태로 존재하며, 용제는 바인더를 또한 함유하는 액체에 현탁된다. 바인더는, 예를 들어 브레이징될 파트에 도포된 후 브레이징 용제의 부착력을 향상시킨다. 따라서, 브레이징 용제, 바인더 및 물, 유기 액체 또는 수계 유기 액체를 포함하는 브레이징 용제 조성물을 사용한 습식 용제 방법은 본 발명의 브레이징 방법의 바람직한 구현예이다. 액체는 일부 첨가제의 용매로서 또는 용제 또는 조성물의 기타 불용성 성분을 분산시키는 캐리어로서의 역할을 한다.
적합한 바인더는, 예를 들어 유기 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이러한 바인더는 물리적으로 건조되는(즉, 액체를 증발시켜 제거한 후 고체 코팅을 형성함) 경우, 또는 화학적으로 건조되는(예를 들어, 화학물질, 예를 들어 분자의 가교를 일으키는 산소 또는 빛의 영향 하에서, 또는 가교를 유발하는 열처리에 의해 고체 코팅을 형성함) 경우에 알루미늄 파트 또는 알루미늄 합금 파트에 코팅을 형성한다. 두 메커니즘은 동시에 일어날 수 있다. 적합한 폴리머는 액체에 분산된 고체 입자 분산물 형태로 조성물에 존재하는 폴리머, 및 액체에 용해된 용액 형태로 존재하는 폴리머를 포함한다. 매우 적합한 바인더는 폴리올레핀, 예를 들어 부틸 고무, 폴리우레탄, 수지, 프탈레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 비닐 수지, 에폭시 수지, 니트로셀룰로오스, 폴리비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 알코올이다. 액체로서의 물 및 수용성 폴리머 또는 물에 분산된 폴리머, 예를 들어 폴리비닐 알코올 또는 폴리우레탄을 함유하는 브레이징 용제 조성물이 특히 적합한데, 이러한 브레이징 용제 조성물은 브레이징 공정 중에 가연성 유기 액체 대신 물이 증발되는 장점이 있기 때문이다.
조성물은 EP-A 1808264에 기재된 바와 같이, 조성물의 특성을 향상시키는 다른 첨가제, 예를 들어 현탁 안정제, 계면활성제, 특히 비이온성 계면활성제, 예를 들어 Antarox BL 225, 선형 C8 내지 C10 에톡실화 알코올과 프로폭실화 알코올의 혼합물, 증점제, 예를 들어 메틸 부틸 에테르, 요변제, 예를 들어 겔라틴 또는 펙틴, 또는 왁스를 포함할 수 있다.
총 브레이징 용제 조성물(예를 들어, 존재할 경우, 액체 또는 액체들, 요변제, 계면활성제 및 바인더 포함) 내 브레이징 용제의 함량은 일반적으로 0.75 중량% 이상이다. 바람직하게, 용제 조성물 내 브레이징 용제의 함량은 1 중량% 이상이다. 더 바람직하게, 브레이징 용제 조성물 내 브레이징 용제 함량은 총 용제 조성물의 5 중량% 이상, 매우 바람직하게는, 10 중량% 이상이다.
일반적으로, 브레이징 용제 조성물 내 브레이징 용제 함량은 70 중량% 이하이다. 바람직하게는 50 중량% 이하이다.
바인더는, 존재할 경우, 일반적으로 총 브레이징 용제 조성물의 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 바인더는, 존재할 경우, 일반적으로 총 브레이징 용제 조성물의 30 중량% 이하, 바람직하게는 25 중량% 이하의 양으로 함유된다.
요변제는, 존재할 경우, 일반적으로 총 브레이징 용제 조성물의 1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 일반적으로, 요변제는, 존재할 경우, 20 중량% 이하의 양으로, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 함유된다.
증점제는, 존재할 경우, 일반적으로 총 브레이징 용제 조성물의 1 중량% 이상, 바람직하게는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. 일반적으로, 증점제는, 존재할 경우, 총 브레이징 용제 조성물의 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 함유된다.
습식 도포에 매우 적합한 브레이징 용제 조성물은 10 내지 70 중량%의 브레이징 용제, 1 내지 25 중량%의 바인더, 0 내지 15 중량%의 증점제, 0 내지 10 중량%의 요변제, 및 0 내지 5 중량%의 기타 첨가제, 예를 들어 계면활성제 또는 현탁 안정제를 함유한다. 바람직하게, 100 중량%에 대한 나머지는 물, 유기 용매 또는 수계 유기 용매이며, 물이 특히 바람직하다.
다른 구현예에서, 용제 조성물은 어떠한 물 또는 물이 없는 유기 액체 또는 수계 유기 액체도 함유하지 않지만, 전술한 바와 같은 용제(및, 원하는 경우 첨가제, 예를 들어 계면활성제, 증점제 또는 요변제), 및 용제를 위해 수용성 패키지 형태로 존재하는 바인더로서의 수용성 유기 폴리머를 함유한다. 예를 들어, 폴리비닐 알코올은 미국 특허 출원 공개 2006/0231162에 기재된 바와 같이 용제를 위한 수용성 패키지로서 매우 적합하다. 이러한 패키지는 분진 형성 없이 취급될 수 있으며, 물 또는 수계 유기 용매의 첨가 후, 수용성 폴리머가 용해되어 바인더 기능을 제공하면서 물에서의 용제의 현탁액을 형성한다.
현탁액은 공지의 방식으로, 예를 들어 분무, 페인팅에 의해, 또는 접합될 파트를 현탁액에 침지시켜 도포될 수 있다.
원하는 경우, 용제 조성물로 코팅된 파트는 브레이징 전에 건조되고 나서 나중에 브레이징되거나, 건조 및 브레이징을 서로의 직후에 수행할 수 있다.
성분들은 파트에 개별적으로, 또는 미리 혼합된 브레이징 용제 형태로 도포될 수 있다.
브레이징될 파트에 도포되는 브레이징 용제의 면적 당 무게는 바람직하게 4 g/m2 이상이다. 더 바람직하게는, 5 g/m2 이상이다. 그 무게는 바람직하게 50 g/m2 이하, 특히 바람직하게는 20 g/m2 이하이다. 브레이징 용제 조성물이 도포되는 경우, 용제 하중은 전술한 바와 같이 브레이징 용제 하중을 달성하기 위해 이에 대응하여 더 높다. 계산을 위한 예를 들면, 50 중량%의 브레이징 용제를 포함하는 브레이징 용제 조성물이 도포되는 경우, 브레이징 용제 조성물의 하중은 4 g/m2 이상의 브레이징 용제 하중을 달성하기 위해 바람직하게는 8 g/m2 이상이다.
파트를 브레이징하는 데 필요한 열은 노출된 화염에 의해 제공될 수 있으나, 유도 가열 또는 레이저에 의한 가열도 가능하다. N2 또는 Ar 가스의 존재 하에 제어 분위기 브레이징("CAB") 공정에 따라 브레이징하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 땜납 금속이 도포된다. 흔히, Al 및 Si로 이루어진 땜납이 도포된다. 땜납으로 클래드된 파트를 브레이징하는 것이 바람직하다.
공정은 일반적으로 Al-Mg 합금(다른 금속을 함유할 수 있음)의 파트를 Al-Mg 합금(다른 금속을 함유할 수 있음)의 파트와 또는 Al 파트(Mg 이외의 다른 금속을 함유할 수 있음)와 브레이징하기 위해 수행된다. 파트 내 Mg의 함량은 원하는 용제 하중 및 접합될 파트의 계면에서의 합금 중 마그네슘 함량의 합에 따라 다르다. 예를 들어, 높은 범위, 예컨대 10 내지 20 g/m2의 용제 하중이 기술적으로 허용되는 경우, 0 중량% 이상 1.8 중량% 이하의 Mg, 바람직하게는 0.8 중량% 이상 1.5 중량% 이하의 Mg를 포함하는 계면이 바람직하게 브레이징될 수 있다.
낮은 범위, 예를 들어 4 내지 10 g/m2의 용제 하중이 요구되는 경우, 0 중량% 이상 1.0 중량% 이하의 Mg, 바람직하게는 0.6 중량% 이상 1.0 중량% 이하의 Mg를 포함하는 계면이 바람직하게 브레이징될 수 있다.
계면에서의 Mg 함량은 접합될 양쪽 파트의 Mg 비율의 합을 더하여 계산된다. 예를 들어, 각각 0.68 중량%의 Mg를 갖는 두 파트를 접합할 경우, 계면에서의 Mg 함량은 (0.68+0.68=) 1.36 중량%이다. 0.68 중량%의 Mg를 갖는 파트와 0 중량%의 Mg를 갖는 파트를 브레이징하는 경우, 계면에서의 Mg 함량은 (0.68+0=) 0.68 중량%이다.
0.6 내지 1 중량% 범위의 계면에서의 Mg 함량 및 4 내지 10 g/m2 범위의 브레이징 용제 하중으로 파트를 브레이징하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 다음과 같은 종류의 파트들이 브레이징될 수 있다. 열교환기(오일 쿨러/워터 쿨러용 히터 코어, 라디에이터, 에어컨 및 이들의 파트, 예를 들어 응축기, 증발기), 시트, 박판, 핀 대 튜브, 핀에 브레이징되는 엔드 플레이트(코어 보강재로 사용), 헤더 대 튜브, 핀 대 헤더, 튜브 대 튜브, 절첩 튜브, 압출 튜브, 및 피팅류(예를 들어, 너트 및 볼트). 본 발명의 다른 양태는 Al-Mg 합금의 브레이징을 위한 상기 방법에 사용될 수 있는 브레이징 용제에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 전술한 발명의 방법에 사용하기에 적합한 브레이징 용제에 관한 것이다. 청구하는 브레이징 용제는 본 발명의 방법의 설명에서 앞서 설명한 용제의 선택물이다.
바람직하게, 브레이징 용제는 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4 함량을 갖는다.
본 발명의 브레이징 용제는 KAlF4 및 CsAlF4로 이루어진 군으로부터 선택되는 80 중량% 이상(브레이징 용제의 총 중량에 대해)의 제1 성분, 및 Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 성분을 포함하거나, 상기 제1 및 제2 성분으로 이루어진다.
바람직하게, 청구된 용제는 1 중량% 이상의 CsAlF4를 필수적으로 함유한다는 점에서 본 발명의 브레이징 용제는 선택된 것이다. 바람직하게, 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 2 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하거나, 상기 성분들로 이루어진다.
더 바람직하게, 본 발명의 브레이징 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 3 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하거나 이들로 이루어진다.
바람직하게, 본 발명의 브레이징 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 2 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 성분을 포함하거나, KAlF4, CsAlF4 및 하나 이상의 상기 제2 성분으로 이루어진다.
용제가 상기 성분들로 이루어지지 않을 경우, 100 중량%에 대한 잔부는 당해 분야에 알려진 다른 용제, 바람직하게는 K2AlF5 또는 K2AlF5·H2O이다. 바람직하게, K3AlF6의 함량은 1 중량% 미만(0 중량%를 포함)이다.
특정 구현예에서, 유리 KF, 유리 또는 착물 NaF 및 유리 LiF의 함량의 합은 본 발명의 용제의 총 함량에 대해 0.1 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.05 중량% 미만이다. 다른 구현예에서, 본 발명의 용제에는 LiF, NaF 및 CaF2가 실질적으로 존재하지 않으며, 바람직하게는 이들이 존재하지 않는다.
바람직하게, 제2 성분은 Li3AlF6, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
브레이징 용제의 바람직한 구현예는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 3 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 성분을 포함하거나 이들로 이루어진다.
일 구현예에 따르면, 브레이징 용제는 기본적으로 KAlF4, CsAlF4, 및 Li3AlF6, SrF2, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 제2 성분으로 이루어진다. 본 발명에서 용어 "기본적으로"는 바람직하게 5 중량% 이하의 함량의 K2AlF5, 그 수화물, 및 K3AlF6와 같은 기타 염을 의미한다.
매우 바람직한 브레이징 용제는 기본적으로 KAlF4, CsAlF4, Li3AlF6로 이루어지며, 선택적으로 CaF2, MgF2, SrF2, 및 BaF2 중 하나 이상을 포함한다.
훨씬 더 바람직한 브레이징 용제는 기본적으로 KAlF4, CsAlF4, 및 Li3AlF6로 이루어지며, 선택적으로 BaF2를 포함한다.
매우 바람직한 브레이징 용제는 80 이상 98 이하 중량% 범위의 KAlF4, 1 중량% 이상 10 중량% 이하 범위의 CsAlF4, 1 중량% 이상 10 중량% 이하 범위의 Li3AlF6, 및 0 내지 15 이하 중량% 범위의 BaF2를 포함하거나 이들로 이루어진다.
훨씬 더 바람직한 브레이징 용제는 80 이상 98 이하 중량% 범위의 KAlF4, 1 중량% 이상 5 중량% 이하 범위의 CsAlF4, 1 중량% 이상 8 중량% 이하 범위의 Li3AlF6, 및 0 내지 12 이하 중량% 범위의 BaF2를 포함하거나 이들로 이루어진다.
브레이징 용제 내 K2AlF5, 그 수화물 및 K3AlF6의 총 함량은 바람직하게 4 중량% 이하, 더 바람직하게는 3 중량% 이하이다.
전술한 브레이징 용제는 개별 성분들을 혼합하여, 예를 들어 KAlF4, Li3AlF6, CsAlF4 및 BaF2를 혼합하여, 또는 공침에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, HalF4는 KOH, CsOH 및 Ba(OH)2와 반응하여 테트라플루오로알루민산 칼륨 세슘 및 BaF2를 포함하는 브레이징 용제를 제공한다. 여기서, K+ 및 Cs+의 함량은 AlF4 -와의 중성 착물이 형성되도록 하는 함량이다.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 브레이징 용제 및 적어도 하나의 브레이징 첨가제를 포함하는 브레이징 용제 조성물에 관한 것이다. 바람직한 브레이징 첨가제는 전술한, 예를 들어 액체, 바인더, 현탁 안정제, 계면활성제, 증점제, 및 요변제이다.
브레이징 용제 및 브레이징 용제 조성물의 바람직한 특징은 용제 및 조성물의 바람직한 구현예로서 전술한 특징에 상응한다.
본 발명의 또 다른 양태는 전술한 용제로 코팅되거나 전술한 브레이징 용제 조성물로 코팅된 알루미늄(Mg 이외의 다른 금속을 함유할 수 있음) 또는 알루미늄-마그네슘 합금(다른 금속을 함유할 수 있음)의 코팅된 파트이다. 브레이징 용제 하중은 바람직하게 4 g/m2 이상이고, 바람직하게, 용제 하중은 15 g/m2 이하이다. 5 내지 10 g/m2 범위의 용제 하중을 갖는 파트가 특히 바람직하다. 브레이징 용제 조성물에 브레이징 용제가 함유된 경우, 브레이징 용제 조성물의 하중은 앞서 설명한 바와 같이 각각 더 높다. 바람직한 코팅된 파트는 다음과 같다. 열교환기(및 이들의 파트, 예를 들어 오일 쿨러/워터 쿨러용 히터 코어, 라디에이터, 에어컨 및 이들의 파트, 예를 들어 응축기, 증발기), 시트, 박판, 핀 대 튜브, 핀에 브레이징되는 엔드 플레이트(코어 보강재로 사용), 튜브에 브레이징되는 헤더, 헤더에 브레이징되는 핀, 튜브에 브레이징되는 튜브, 절첩 튜브, 압출 튜브, 및 피팅류(예를 들어, 너트 및 볼트). 예를 들어, 0.5 mm 이하 최소 0.25 mm의 두께를 갖는 튜브뿐만 아니라, 0.1 mm 이하 최소 0.06 mm의 두께를 갖는 얇은 Al-Mg 합금 시트(핀)가 브레이징될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 본 발명의 브레이징 용제를 사용하여 각 파트를 브레이징하거나, 본 발명에 따른 코팅된 파트를 브레이징하거나, 또는 본 발명의 방법에 따라 파트를 브레이징하여 얻어지는, 브레이징된 파트에 관한 것이다.
전술한 브레이징 방법, 브레이징 용제 및 브레이징 용제 조성물의 장점은 특히, 다량의 Mg, 특히 계면에서 0.5 중량% 이상, 최대 2 중량% 훨씬 이상의 Mg를 갖는 Al-Mg 합금의 브레이징을 가능하게 한다는 것이다. 또한, 대부분의 브레이징 용제는 공지의 용제보다 더 낮은 부식 전위를 갖는다.
본원에 참조로 통합된 임의의 특허, 특허 출원, 및 간행물의 개시가 용어를 불분명하게 할 수 있을 정도로 본 출원 명세서와 상충하는 경우, 본 명세서가 우선한다.
다음의 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것으로 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.
실시예
일반 적요
사용된 알루미늄 파트
a) Austria Metal AG에서 시판하는 AMAG 6951 브레이징 시트(0.68% Mg, 4343 클래드) 및 클래드되지 않은 AMAG 앵글 재료(0.68% Mg)를 사용하였다. 금속-금속 계면에서의 Mg 함량은 합이 총 1.36 중량% Mg(2×0.68%)이다.
b) Austria Metal AG에서 시판하는 AMAG 6951 브레이징 시트(0.68% Mg, 4343 클래드) 및 클래드되지 않은 AMAG AA1050(Al 99.5%)를 사용하였다. 금속-금속 계면에서의 Mg 함량은 합이 총 0.68 중량% Mg(0.68+0%)이다.
브레이징 방법
표준 CAB 브레이징 프로파일에 따라 상단에 앵글을 가진 25×25 mm 클래드 시트 시험편(단면)으로 브레이징을 실시하였다. 용제도포는 수동으로 행하였다(정밀 저울 상의 용제 하중, 이소프로판올 점적, 균일 분무). 각각의 시험은 세 번 실시하였다.
접합부 평가
브레이징 후, 앵글을 당겨 제거하고, 에너지 분산 X선 분광기가 결합된 주사전자현미경(SEM/EDX)으로 계면부를 분석하였다.
실시예 1: AMAG 6951 브레이징 시트(0.68% Mg, 4343 클래드 ) 및 클래드되지 않은 AMAG 앵글 재료(0.68% Mg)
실시예 1.X에서 용제 하중은 항상 10 g/m2이었다.
실시예 1.1(비교): Nocolok ® Cs를 사용한 브레이징
용제로서 Nocolok®Cs를 사용하였다. SEM/EDX으로 메니스커스가 낮고 부분적으로 없는 매우 얇은 심(seam)이 관찰되었다.
실시예 1.2: KAlF4 및 BaF2를 사용한 브레이징
용제로서 KAlF4(90 중량%)와 BaF2(10 중량%)의 혼합물을 사용하였다. SEM/EDX으로 메니스커스가 작은 매우 얇은 심이 관찰되었다.
따라서, 이 용제를 사용하여 접합부는 약간 더 좋았다.
실시예 1.3: KAlF4/CsAlF4/Li3AlF6를 사용한 브레이징
용제로서 KAlF4(94 중량%), CsAlF4(2 중량%) 및 Li3AlF6(4 중량%)의 혼합물을 사용하였다. 브레이징은 세 번 실시하였다. 두 차례, 우수한 브레이징 결과를 얻었다.
실시예 1.4: KAlF4/CsAlF4/Li3AlF6를 사용한 브레이징
용제로서 KAlF4(93 중량%), CsAlF4(4 중량%) 및 Li3AlF6(3 중량%)의 혼합물을 사용하였다. 브레이징은 세 번 실시하였다. 심은 얇고 메니스커스는 작았다.
실시예 2.X: 실시예 2.X에서 용제 하중은 항상 15 g/m2이었다.
상기 15 g/m2 용제 하중으로 실시예 1.1 내지 1.4를 반복하였다.
모든 시편에서 작은 메니스커스가 관찰되었다. (본 발명에 따른) 실시예 2.2 내지 2.4는 항상 비교예 2.1보다 더 나은 브레이징 결과를 보였다.
실시예 3: AMAG 6951 브레이징 시트(0.68% Mg, 4343 클래드 ) 및 클래드되지 않은 AMAG AA1050(Al 99.5%) 앵글을 사용한 브레이징
용제 하중은 항상 5 g/m2이었다.
실시예 3.1(비교): Nocolok ® Cs를 사용한 브레이징
Nocolok®Cs를 사용하여 브레이징을 실시하였다. 브레이징 후, 부분적인 얇은 메니스커스가 관찰되었다.
실시예 3.2: KAlF4, CsAlF4 및 Li3AlF6(4 중량%)를 사용한 브레이징
용제로서 KAlF4(94 중량%), CsAlF4(2 중량%) 및 Li3AlF6(4 중량%)의 혼합물을 사용하였다. 브레이징은 세 번 실시하였다. 세 번 모두, 잘 발달된 메니스커스가 관찰되었다.
상기 실시예들은 본 발명에 따른 용제가, 약 79 중량%의 KAlF4, 약 19 중량%의 K2AlF5 또는 그 수화물, 및 약 2 중량%의 CsAlF4를 포함하는, Al-Mg 합금의 브레이징에 권장되는 용제인 Nocolok®Cs보다 우수하다는 것을 입증한다.
실시예 4: 화염 브레이징
브레이징 시트와 앵글(둘 다 Al-Si12 합금으로 클래드된 0.75 중량%의 Mg을 갖는 Al-Mg 합금)을 조립하고, 용제가 도포된 후 클래딩이 용융될 때까지 토치 화염으로 가열하여 브레이징된 조립체를 제공하였다.

Claims (16)

  1. 계면에 0.5 중량% 이상의 마그네슘을 포함하는 알루미늄 합금의 파트들을 브레이징하는 방법이며, 접합될 파트들 중 적어도 하나에 브레이징 용제를 도포하는 단계, 접합될 파트들을 조립하는 단계, 및 접합될 파트들을 450℃ 이상의 온도로 가열하여 브레이징된 접합 파트를 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 브레이징 용제는 브레이징 용제의 총 중량에 대해 65 중량% 이상, 또는 80 중량% 이상의 제1 성분 및 브레이징 용제의 총 중량에 대해 3 중량% 이상의 제2 성분을 포함하고, 유리 KF의 함량은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 0.1 중량% 미만이되, 제1 성분과 제2 성분은 동일하지 않으며, 제1 성분은 KAlF4, CsAlF4 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 모노알칼리 테트라플루오로알루민산염으로부터 선택되고, 제2 성분은 KAlF4, CsAlF4, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물인, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 성분은 KAlF4인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 성분은 Li3AlF6, CsAlF4, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 성분은 Li3AlF6, CsAlF4, BaF2, 및 이들 중 2개의 혼합물, 또는 Li3AlF6, CsAlF4 및 BaF2의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 성분은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 80 중량% 이상의 양의 KAlF4이며, 제2 성분은 브레이징 용제의 총 중량에 대해 5 중량% 이상의 양으로 존재하고, Li3AlF6, CsAlF4, BaF2, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용제는 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분으로 이루어진, 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가적으로 브레이징 첨가제가 가해지는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 계면에 적어도 0.6 중량%의 마그네슘 함량을 가진 파트들이 브레이징되는, 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열교환기의 파트들이 브레이징되는, 방법.
  11. 브레이징 용제의 총 중량에 대해, 80 중량% 이상의 KAlF4 및 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 2 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, CaCO3, MgF2, MgCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 성분을 포함하거나 이들로 이루어진 브레이징 용제.
  12. 제11항에 있어서, 브레이징 용제의 총 중량에 대해, 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4, 및 3 중량% 이상의, Li3AlF6, CaF2, MgF2, SrF2, BaF2 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 성분을 포함하거나 이들로 이루어진 브레이징 용제.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 브레이징 용제의 총 중량에 대해, 80 중량% 이상의 KAlF4, 1 중량% 이상의 CsAlF4를 포함하거나 이들로 이루어지고, 제2 성분은 Li3AlF6, BaF2, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 브레이징 용제.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 기본적으로 KAlF4, CsAlF4 및 Li3AlF6로 이루어지고, 선택적으로 BaF2를 추가로 더 함유하는, 브레이징 용제.
  15. 제11항 또는 제12항에 따른 브레이징 용제 및 적어도 하나의 브레이징 첨가제를 포함하는 브레이징 용제 조성물.
  16. 제11항 또는 제12항에 따른 브레이징 용제 또는 상기 브레이징 용제 및 적어도 하나의 브레이징 첨가제를 포함하는 브레이징 용제 조성물로 코팅된, 알루미늄 또는 알루미늄-마그네슘 합금의 코팅된 파트.
KR1020167029919A 2014-04-16 2015-04-15 알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 용제 KR102327012B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14164856.8 2014-04-16
EP14164856 2014-04-16
PCT/EP2015/058155 WO2015158767A2 (en) 2014-04-16 2015-04-15 Process for brazing of aluminium alloys and a flux

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160143703A KR20160143703A (ko) 2016-12-14
KR102327012B1 true KR102327012B1 (ko) 2021-11-17

Family

ID=50479096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167029919A KR102327012B1 (ko) 2014-04-16 2015-04-15 알루미늄 합금의 브레이징 방법 및 용제

Country Status (12)

Country Link
US (2) US10562122B2 (ko)
EP (1) EP3131699B1 (ko)
JP (1) JP6653263B2 (ko)
KR (1) KR102327012B1 (ko)
CN (1) CN106232288B (ko)
DK (1) DK3131699T3 (ko)
ES (1) ES2685449T3 (ko)
MX (1) MX2016013427A (ko)
PL (1) PL3131699T3 (ko)
PT (1) PT3131699T (ko)
TW (1) TWI660913B (ko)
WO (1) WO2015158767A2 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019081690A1 (en) 2017-10-27 2019-05-02 Solvay Sa IMPROVED BRAZING METHOD AND FLOW-COVERED PARTS
KR102610732B1 (ko) * 2018-10-10 2023-12-07 현대자동차주식회사 알루미늄 브레이징용 플럭스 조성물 및 이를 이용하는 알루미늄의 브레이징 방법
CN112091477B (zh) * 2019-10-24 2021-11-19 浙江新锐焊接科技股份有限公司 低钎剂残留的高性能复合钎焊材料

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015064A (ja) * 1983-07-06 1985-01-25 Hitachi Ltd 熱交換器
US4579605A (en) * 1984-02-14 1986-04-01 Furukuwa Aluminum Co., Ltd. Flux for brazing the aluminum parts and preparing method of the same
JPS6199569A (ja) * 1984-10-23 1986-05-17 Showa Alum Corp アルミニウム及びその合金のろう付け方法
JPH03180269A (ja) * 1989-11-07 1991-08-06 Furukawa Alum Co Ltd アルミニウム合金製熱交換器
JPH06199569A (ja) 1992-11-06 1994-07-19 Tokyo Gas Co Ltd ジルコニア及びイットリア安定化ジルコニア成形物の製造方法
JP3765707B2 (ja) * 1999-03-31 2006-04-12 神鋼アルコア輸送機材株式会社 ろう付材及びアルミニウム又はアルミニウム合金材のろう付用フラックス
WO2005123309A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-29 Sunkwang Brazing Filler Metal Co., Ltd Flux-containing brazing agent brazed at low temperature
WO2007131993A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Solvay Fluor Gmbh Flux for brazing of aluminium
WO2009002307A1 (en) * 2007-06-26 2008-12-31 Carrier Corporation Aluminum heat exchanger with pit resistant braze joints
EP2070638A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-17 Solvay Fluor GmbH Method for brazing of titanium and aluminium parts and parts obtainable thereby
BRPI0921182B1 (pt) * 2008-11-25 2018-11-21 Solvay Fluor Gmbh processo para intensificar a resistência à corrosão de partes brasadas, fluxo modificado para brasagem de alumínio, partes de alumínio para brasagem, e, processo para brasagem de partes produzidas a partir de alumínio ou ligas de alumínio
EP2236241A1 (en) * 2009-04-01 2010-10-06 Solvay Fluor GmbH Process for brazing of aluminium parts and copper parts
PT2533937T (pt) * 2010-02-10 2019-05-03 Solvay Fluor Gmbh Fluxo formando um resíduo de brasagem insóluvel
MX2012010428A (es) * 2010-03-11 2012-12-17 Solvay Fluor Gmbh Fundente en particulas finas.
CN103354769A (zh) * 2010-08-23 2013-10-16 诺尔斯海德公司 钎焊预焊剂涂料
WO2013043054A1 (en) * 2011-09-22 2013-03-28 Norsk Hydro Asa Brazing pre-flux coating with improved corrosion performance
EP2780135A1 (en) * 2011-11-14 2014-09-24 Norsk Hydro ASA Method for manufacturing tube plate fin heat exchangers
JP6184671B2 (ja) * 2012-09-04 2017-08-23 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム複合材の製造方法
JP5989596B2 (ja) * 2013-04-25 2016-09-07 株式会社神戸製鋼所 フラックス組成物及びブレージングシート
JP6749244B2 (ja) * 2014-03-11 2020-09-02 ソルヴェイ(ソシエテ アノニム) ろう付け用フラックス

Also Published As

Publication number Publication date
EP3131699B1 (en) 2018-06-13
US20170036286A1 (en) 2017-02-09
PT3131699T (pt) 2018-10-18
CN106232288A (zh) 2016-12-14
DK3131699T3 (en) 2018-09-24
TWI660913B (zh) 2019-06-01
TW201609550A (zh) 2016-03-16
US10562122B2 (en) 2020-02-18
JP6653263B2 (ja) 2020-02-26
US20200130084A1 (en) 2020-04-30
MX2016013427A (es) 2017-02-15
EP3131699A2 (en) 2017-02-22
ES2685449T3 (es) 2018-10-09
JP2017516662A (ja) 2017-06-22
WO2015158767A3 (en) 2015-12-30
CN106232288B (zh) 2020-03-06
WO2015158767A2 (en) 2015-10-22
KR20160143703A (ko) 2016-12-14
PL3131699T3 (pl) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101731657B1 (ko) 방청 플럭스
US6059174A (en) Flux composition for brazing of aluminum material and method for brazing of aluminum material
US20200130084A1 (en) Process for brazing of aluminum alloys and a flux
US9579752B2 (en) Flux forming an insoluble brazing residue
KR20140005855A (ko) 프리플럭스 코팅의 브레이징
US20160311066A1 (en) Flux for brazing of aluminum alloys
US20210078114A1 (en) Flux for brazing
US20140202594A1 (en) Flux for brazing aluminum materials
EP2671670A1 (en) Method of brazing aluminum parts and copper parts and flux therefor
WO2019110781A1 (en) Compositions for brazing of aluminium and aluminium alloys and their use
EP2236241A1 (en) Process for brazing of aluminium parts and copper parts
WO2015140101A1 (en) Welding flux and welding method
WO2019081690A1 (en) IMPROVED BRAZING METHOD AND FLOW-COVERED PARTS
EP3741497A1 (en) Filler metal composition and brazing flux composition, and method of brazing using these compounds

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant