KR20160099658A - 알루미늄 합금의 브레이징을 위한 플럭스 - Google Patents

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솔베이(소시에떼아노님)
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Abstract

마그네슘 함유 알루미늄 합금을, 본질적으로 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트로서 존재하는 칼륨 플루오로알루미네이트를 포함하는 플럭스 혼합물 또는 플럭스 조성물을 사용하여 브레이징할 수 있다. 플럭스 혼합물 또는 플럭스 조성물은 마그네슘-상용화제, 예를 들어 세슘 플루오로알루미네이트 또는 칼륨 또는 세슘 플루오로징케이트를 추가로 함유한다.

Description

알루미늄 합금의 브레이징을 위한 플럭스{FLUX FOR BRAZING OF ALUMINUM ALLOYS}
본 출원은 미국 가출원 번호 61/918012에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 모든 목적상 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 마그네슘을 함유하는 알루미늄 합금의 브레이징에 적합한 방법 및 플럭스에 관한 것이다.
US 특허 4,670,067 및 4,689,092에는 알루미늄 합금을 함유하는 마그네슘의 브레이징(brazing)을 위한 혼합물이 개시되어 있다. 이들은 플루오르화알루미늄 또는 칼륨 플루오로알루미네이트와 혼합된 세슘 플루오로알루미네이트를 함유한다.
EP-A 1466691에는 화학식 KxZnyFz(여기서, x, y 및 z는 양의 정수임)의 칼륨 플루오로징케이트를 사용한 마그네슘 함유 알루미늄 합금의 브레이징이 개시되어 있다. 브레이징되는 부분의 가열은 특정 평균 온도 상승 속도에 따라 수행된다.
EP-A 1803525에는 칼륨 플루오로알루미네이트가 주성분인 마그네슘 함유 알루미늄 합금의 브레이징 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 충전제 물질의 초기 유동화 온도가 플럭스의 초기 유동화 온도와 동일하거나 최대 15℃ 더 높다.
본 발명의 목적은, 마그네슘 함유 알루미늄 합금, 특히 마그네슘 함량이 0.5 중량% 이상인 마그네슘 함유 알루미늄 합금의 개선된 브레이징 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 목적에 적합한 플럭스를 제공하는 것이다. 이들 및 기타 다른 목적이 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의, 마그네슘 함유 알루미늄 합금의 브레이징 방법은, 칼륨 플루오로알루미네이트; 및 금속 플루오로메탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 마그네슘-상용화 화합물을 함유하는 플럭스 혼합물을 적용하는 단계를 포함하되, 단 칼륨 플루오로알루미네이트는 본질적으로 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트로서 존재한다.
본 발명의 또 다른 구현예는, 마그네슘 함유 알루미늄 합금의 브레이징에 적합한 플럭스 혼합물을 제공한다. 본 발명의 플럭스 혼합물은 칼륨 플루오로알루미네이트; 및 금속 플루오로메탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 마그네슘-상용화 화합물을 함유하되, 단 칼륨 플루오로알루미네이트는 본질적으로 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트로서 존재한다. 모노칼륨 플루오로알루미네이트는 본 발명에서 “금속 플루오로메탈레이트”의 군의 구성원인 것으로 고려되지 않는다.
하기에서, 플럭스 혼합물 (및 그에 따라, 또한 이 플럭스 혼합물을 사용한 본 발명에 따른 브레이징 방법)을 상세히 설명한다.
용어 “칼륨 플루오로알루미네이트”는 KAlF4, K2AlF5, K3AlF6 및 이들의 수화물 전체를 의미한다.
용어 “본질적으로”는 바람직하게, 칼륨 플루오로알루미네이트가 97 중량% 이상, 바람직하게는 98 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 99 중량% 이상의 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트를 함유함을 의미한다. 용어 “모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트” 및 “모노칼륨 플루오로알루미네이트”는 본 발명의 문맥에서 상호교환가능하다.
“칼륨 플루오로알루미네이트”에서, 이것이 100% KAlF4로부터 구성되지 않는다면, 100 중량%까지의 나머지 양은, 바람직하게 K2AlF5 및/또는 그의 수화물로 구성된다. “칼륨 플루오로알루미네이트” 중의 K3AlF6의 함량은 바람직하게 1　중량% 이하(0 중량% 포함)이다.
용어 “마그네슘-상용화”는, 칼륨 플루오로알루미네이트와 함께 적용되는 경우, 브레이징에 의해 마그네슘 함유 합금을 접합시키는 칼륨 플루오로알루미네이트의 특성을 개선시키는 화합물을 의미하며; 개선되는 특성은, 예를 들어 알루미늄 합금 표면의 습윤성 및/또는 충전제 금속의 확산이다. 바람직한 마그네슘-상용화 금속 플루오로메탈레이트는 칼륨 또는 세슘 플루오로징케이트, 및 바람직하게는 세슘 플루오로알루미네이트이다. 바람직한 칼륨 또는 세슘 플루오로징케이트는 일반 화학식 KxZnFy 또는 CsxZnFy(여기서, x 및 y는 1 ≤ x ≤ 3으로 한정되는 정수이고, y는 4 ≤ x ≤ 6이되, 단 (x + 3) = y임)를 갖는다. 여러 메탈레이트 중심을 갖는 화합물, 예를 들어 K3Zn2F9(= KZnF4·K2ZnF5)가 또한 적용될 수 있다. 플루오로징케이트는 단일 화합물 형태로 적용될 수 있다. 예를 들어, KZnF4, K2ZnF5 또는 K3ZnF6, CsZnF4, Cs2ZnF5 또는　Cs3ZnF6은 단일 화합물로서 적용될 수 있다. 또한 2 종 이상의 이들 화합물을 함유하는 혼합물을 적용할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 바람직한 상용화 화합물은 세슘 플루오로알루미네이트의 군으로부터 선택된다. 용어 “세슘 플루오로알루미네이트”는 (원치않는 불순물과 별도의) 세슘, 알루미늄 및 불소로 이루어진 화합물을 의미한다. 일반 화합식은 CsaAlFb이며, 여기서 a 및 b는 1 ≤ a ≤ 3으로 한정되는 정수이고, y는 4 ≤ b ≤ 6이되, 단 (a + 3) = b이다. 바람직한 화합물은 각각의 화합물이 여러 메탈레이트 중심을 갖는 CsAlF4, Cs2AlF5, Cs3AlF6, 예를 들어 Cs3Al2F9(= CsAlF4·Cs2AlF5), 또는 2 종 이상의 이와 같은 세슘 플루오로알루미네이트의 혼합물이다. 선택적으로 5 중량% 이하의 Cs2AlF5 또는 Cs3AlF6을 함유하는 CsAlF4가 가장 바람직한 마그네슘 상용화제이다.
상용화 화합물은 바람직하게 (칼륨 플루오로알루미네이트 플러스 상용화제의 합계를 100 중량%로 설정한 것에 대하여) 1 중량% 이상의 양으로 플럭스 중에 존재한다.
상용화 화합물은 바람직하게 (칼륨 플루오로알루미네이트 플러스 상용화제의 합계를 100 중량%로 설정한 것에 대하여) 20 중량% 이하의 양으로 플럭스 중에 존재한다.
바람직한 구현예를 고려하여, 세슘 플루오로알루미네이트의 존재 하에서, 모노칼륨 플루오로알루미네이트 및 세슘 플루오로알루미네이트로 구성된 혼합물 중의 세슘의 함량은 바람직하게 10 중량% 이하이다. KAlF4 및　CsAlF4로 이루어진 플럭스 혼합물 중에서, 세슘의 10 중량%의 함량은 혼합물 중의 CsAlF4의 17.75　중량%의 함량에 상응한다. 세슘의 함량은 심지어 10 중량%를 초과할 수도 있지만, 세슘 화합물은 고가이고, 비용이 허용가능한 것보다 더 높을 수 있다.
보다 바람직하게, 모노칼륨 플루오로알루미네이트 및 세슘 플루오로알루미네이트로 구성된 플럭스 혼합물 중의 세슘의 함량은 5 중량% 이하이다. 특히 바람직하게는, 세슘 함량은 상기 조성물의 3.5 중량% 이하이다.
바람직하게, 모노칼륨 플루오로알루미네이트 및 세슘 플루오로알루미네이트로 구성된 조성물 중의 세슘의 함량은, 모노칼륨 플루오로알루미네이트 및 세슘 플루오로알루미네이트로 이루어진 플럭스 혼합물 중에서 1 중량% 이상이고, 보다 바람직하게 이는 1.5 중량% 이상, 특히 바람직하게는 2 중량% 이상이다.
상기 계산에서, 용어 “모노칼륨 플루오로알루미네이트”의 사용은, 3 중량% 이하의 K2AlF5, K3AlF6, 이들의 혼합물 또는 수화물의 존재를 포함한다. 모노칼륨 플루오로알루미네이트가 상기에서 추가로 대략 기재된 바와 같은 3 중량% 이하의 상기 불순물과 함께 플럭스 중에 존재하는 경우, 계산을 간단히 하기 위해, 모노칼륨 플루오로알루미네이트 및 이들 불순물의 합계가 “모노칼륨 플루오로알루미네이트”를 구성하는 것으로 고려된다.
플럭스 혼합물 중의 모노플루오로칼륨 테트라플루오로알루미네이트의 함량은, 플럭스 혼합물의 총 건조 중량에 대하여 계산시, 바람직하게는 8 중량% 이상이다. 플럭스 혼합물 중의 모노플루오로칼륨 테트라플루오로알루미네이트의 함량은, 플럭스 혼합물의 총 건조 중량에 대하여 계산시, 바람직하게는 99 중량% 이하이다.
모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트, 세슘 플루오로알루미네이트 및 칼륨 또는 세슘 플루오로징케이트는 공지된 화합물이고, 상업적으로 입수가능하다.
모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트는, Al(OH)3 및 HF를 대략 1:4의 몰비로 반응시킨 후, KOH 알칼리액으로 중화시킴으로써 제조될 수 있다. K:Al:F의 총 몰비는 대략 1:1:4이다.
세슘 플루오로알루미네이트는 유사하게 Al(OH)3, HF 및　CsOH 용액으로부터 제조될 수 있다. CsAlF4를 생성하기 위해, Cs:Al:F의 몰비는 대략 1:1:4이고; Cs2AlF5를 생성하기 위해, 이는 대략 2:1:5이며, Cs3AlF6을 생성하기 위해, 이는 대략 3:1:6이다. 요망되는 경우, 1:1:4 내지 3:1:6의 임의의 비율이 적합한 세슘 플루오로알루미네이트를 제공한다.
플루오로징케이트는, 예를 들어 US　특허　6,743,409에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 요망되는 입자 크기에 따라, 알칼리 금속 수산화물, 산화아연 및 플루오르화수소산을 혼합하거나, 플루오르화수소 및 산화아연을 혼합하고, 알칼리 금속 수산화물을 첨가하거나, 또는 산화아연 및 플루오르화수소산을 혼합하고, 알칼리 금속 플루오라이드를 첨가한다.
상기에 기재된 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트 및 바람직하게는 세슘 테트라플루오로알루미네이트 또는 칼륨 또는 세슘 플루오로징케이트인 상용화 화합물의 혼합물은 그대로 사용될 수 있다.
상기에 언급된 혼합물은, 브레이징 공정 또는 브레이징된 생성물을 개선시키는 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 예를 들어, 플럭스 혼합물은 땜납 금속(또한 충전제 금속이라 불림) 또는 충전제 금속 전구체, 예를 들어 규소, 게르마늄 또는 구리, 또는 알칼리 금속 플루오로실리케이트를 함유할 수 있다. 존재하는 경우, 이와 같은 충전제 금속 또는 땜납 금속 전구체의 양은, 바람직하게 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트 및 상용화 화합물 및 충전제 금속 또는 충전제 금속 전구체로 구성된 플럭스 혼합물 합계의 20 중량% 이상 내지 50 중량%이다. 알칼리 금속 플루오로실리케이트의 함량은 심지어 50 중량% 초과일 수 있다.
플럭스 혼합물은 또한, US　2007/0277908 및 WO 2007/131993에 기재된 바와 같은 브레이징 공정 또는 브레이징된 부분의 표면 품질을 개선시키는 금속 염을 함유할 수 있다. 예를 들어, 주석, 란타넘, 세륨, 비스무트, 이트륨, 지르코늄 또는 티타늄 화합물, 특히 플루오라이드, 또는 Li3AlF6, LiF 및 기타 다른 Li 염, 예를 들어 LiOH 또는　Li2CO3이 첨가될 수 있다. 이와 같은 금속 염의 함량은, 바람직하게 건조 플럭스 혼합물 총 중량의 6 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하이다.
선택적으로 상기에 기재된 것들과 같은 첨가제를 포함하는 플럭스 혼합물은, 그대로, 예를 들어 정전기에 의해 또는 플라즈마 보조된(예를 들어, 저온 플라즈마 적용에 의해) 건조 분말로서, 적용될 수 있다.
대안적으로, 상기 플럭스 혼합물은 습윤 플럭싱 방법에 따라 적용될 수 있다. 습윤 플럭싱 방법에서는, 플럭스 혼합물 및 추가 성분을 함유하는 플럭스 조성물이 적용된다. 플럭스 조성물은 브레이징에 의해 접합되는 부분의 적어도 일부 상으로의 분무, 페인팅 또는 프린팅에 의해 적용될 수 있다.
상기에 기재된 플럭스 혼합물을 함유하는, 습윤 적용을 위한 플럭스 조성물은 본 발명의 또 다른 구현예다. 이제, 이 플럭스 조성물(및 그에 따라 또한 플럭스 조성물이 적용될 수 있는 본 발명에 따른 브레이징 방법)을 상세히 설명할 것이다.
본 발명의 플럭스 조성물은 물, 무수(water-free) 유기 액체 또는 수성 유기 액체 중에 현탁된 플럭스 혼합물을 함유한다. 바람직한 액체는 350℃ 이하의 주변 압력(1 bar abs)에서의 비점을 갖는 것들이다. 용어 “물 중에 현탁된”은, 플럭스 조성물의 일부가 액체 중에 용해된 것을 배제하지 않고; 이는 특히 물 또는 수성 유기 액체가 함유된 경우에 그러할 수 있다. 바람직한 액체는 탈이온수, 일염기성, 이염기성 또는 삼염기성 지방족 알콜, 특히 1 개 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 또는 에틸렌 글리콜, 또는 글리콜 알킬 에테르이고, 여기서 알킬은 바람직하게 선형 또는 분지형 지방족 C1-C4 알킬을 의미한다. 비-제한적 예는, 글리콜 모노 알킬 에테르, 예를 들어 2-메톡시에탄올 또는 디에틸렌 글리콜, 또는 글리콜 디알킬에테르, 예를 들어 디메틸글리콜 (디메톡시에탄)이다.
하나의 바람직한 구현예에서, 플럭스 혼합물은, 플럭스 혼합물이 결합제를 또한 함유하는 액체 중에 현탁되어 있는 플럭스 조성물의 형태로 존재한다. 결합제는, 예를 들어 브레이징되는 부분 상으로의 이들의 적용 후 플럭스 혼합물의 부착을 개선시킨다. 따라서, 플럭스 혼합물, 결합제, 및 물, 유기 액체 또는 수성 유기 액체를 포함하는 플럭스 조성물을 사용하는 습윤 플럭스 방법이 본 발명의 브레이징 방법의 바람직한 구현예다.
적합한 결합제는, 예를 들어 유기 중합체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이와 같은 중합체는 물리적으로 건조되거나(즉, 이들은 액체 제거 후에 고체 코팅을 형성함), 또는 이들은 화학적으로 건조되거나(예를 들어, 분자의 가교를 야기하는 산소 또는 빛의 영향 하에 고체 코팅을 형성할 수 있음), 또는 이들 둘 다이다. 적합한 중합체는 폴리올레핀, 예를 들어 부틸 고무, 폴리우레탄, 수지, 프탈레이트, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 수지, 에폭시 수지, 니트로셀룰로스, 폴리비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 알콜을 포함한다. 수용성 중합체, 예를 들어, 폴리우레탄 및 액체로서 물을 함유하는 플럭스 조성물이, 브레이징 공정 동안, 가능하게는 가연성 유기 액체 대신에 물이 증발된다는 이점을 갖기 때문에 이들이 특히 적합하다.
조성물은, 조성물의 특성을 개선시키는 기타 다른 첨가제, 예를 들어 현탁 안정화제, 예를 들어 잔탄 검 또는 폴리에틸렌 글리콜, 계면활성제, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 p-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페닐 에테르(트리톤(Triton) X®로 입수가능함), 테트라옥소 데칸산, 안타록스(Antarox) BL225®(로디아(Rhodia)로부터 입수가능한, 에톡실화 프로폭실화 C8-C10 알콜의 혼합물), 증점제, 예를 들어 메틸 부틸 에테르, 또는 씩소트로픽제, 예를 들어 젤라틴 또는 펙틴을 추가로 포함할 수 있다.
전체 조성물(액체 또는 액체들, 씩소트로픽제, 계면활성제 및 결합제(존재하는 경우) 포함) 중의 플럭스 혼합물(브레이징 또는 표면 특성을 개선시키는 충전제 금속, 충전제 전구체, 첨가제, 예를 들어 금속 염 포함)의 함량은 일반적으로 0.75 중량% 이상이다. 바람직하게는, 이는 1 중량% 이상이다. 보다 바람직하게, 조성물 중의 플럭스 혼합물 함량은 전체 플럭스 조성물의 5 중량% 이상, 매우 바람직하게는 10 중량% 이상이다.
일반적으로, 조성물 중의 플럭스 혼합물 함량은 70 중량% 이하이다. 바람직하게, 이는 50 중량% 이하이다.
존재하는 경우, 결합제는 일반적으로 전체 플럭스 조성물의 0.1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 바람직하게는, 존재하는 경우, 결합제는 전체 플럭스 조성물의 1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 존재하는 경우, 결합제는, 일반적으로 전체 조성물의 30 중량% 이하의 양으로 함유된다. 바람직하게는, 존재하는 경우, 결합제는 25 중량% 이하의 양으로 함유된다.
존재하는 경우, 씩소트로픽제는 일반적으로 전체 플럭스 조성물의 1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 일반적으로, 존재하는 경우, 이는 20 중량% 이하의 양으로 함유된다. 바람직하게는, 존재하는 경우, 이는 전체 플럭스 조성물의 10 중량% 이하의 양으로 함유된다.
존재하는 경우, 증점제는, 일반적으로 전체 플럭스 조성물의 1 중량% 이상의 양으로 함유된다. 바람직하게, 이는 5 중량% 이상의 양으로 함유된다. 종종, 존재하는 경우, 증점제는 전체 조성물의 15 중량% 이하의 양으로 함유된다. 존재하는 경우, 증점제는, 바람직하게 10 중량% 이하의 양으로 함유된다.
습윤 적용에 매우 적합한 플럭스 조성물은, 10 중량% 내지 70 중량%의 플럭스 혼합물(브레이징 또는 표면 특성을 개선시키는 충전제 금속, 충전제 전구체, 첨가제, 예를 들어 금속 염 포함), 1 중량% 내지 25 중량%의 결합제, 0 중량% 내지 15 중량%의 증점제, 0 중량% 내지 10 중량%의 씩소트로픽제, 및 0 중량% 내지 5 중량%의 계면활성제 또는 현탁 안정화제를 함유하며, 100 중량%까지 나머지 양은 물, 유기 용매 또는 수성 유기 용매이다.
하나의 구체적 구현예에서, 플럭스 조성물은 임의의 물 또는 무수 또는 수성 유기 액체를 함유하지 않지만, 상기에 기재된 바와 같은 플럭스 혼합물(선택적으로 브레이징 공정 또는 브레이징된 생성물의 특성을 개선시키는 첨가제 포함), 및 플럭스에 대한 가용성 패키지 형태로 존재하는 결합제로서의 수용성 유기 중합체를 함유한다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 2006/0231162에 기재된 바와 같이 폴리비닐 알콜은 플럭스 혼합물에 대한 수용성 패키지로서 매우 적합하다.
건조 플럭스 혼합물은 공지된 방법, 예를 들어 상기에 언급된 바와 같이, 정전기에 의해 적용될 수 있다. 대안적으로, 이들은 WO 2006/100054에 기재된 플라즈마 방법에 의해 적용될 수 있다. 이러한 공정에서는, 미분된 플럭스 분말을 저온 플라즈마 빔에 의해 부분적으로 용융시키고, 접합되는 알루미늄 부분의 표면 상에 분무한다.
습윤 플럭스 조성물은 또한 당업계에 공지된 방법에 따라 적용될 수 있다. 예를 들어, 습윤 플럭스 조성물을 표면 상에 분무하여 코팅 부분을 형성할 수 있고; 습윤 플럭스 조성물을, 브레이징되는 알루미늄 부분을 플럭스 조성물 내에 침지시켜 코팅된 부분을 형성함으로써 적용할 수 있고; 플럭스 조성물을 브레이징되는 알루미늄 부분 상에 페인팅 또는 프린팅하여 코팅된 부분을 형성할 수 있다. 용어 “알루미늄”은 알루미늄 합금, 특히 마그네슘 함유 합금을 포함함을 명심하여야 한다. 플럭스 혼합물 및 패키지 형태의 수용성 결합제를 함유하는 무액체(liquid-free) 플럭스 조성물을 사용 전에 물 중에 넣어 현탁된 플럭스 혼합물 및 용해된 결합제를 함유하는 수성 플럭스 조성물을 형성할 수 있다.
일반적으로, 습윤 플럭스 조성물로 코팅된 부분을 건조시킨다(이는, 플루오로알루미네이트 수화물을 적용하고 브레이징 공정 개시 전에 결정수(crystal water)를 제거하기를 원하지 않는 한, 물론 건조 방법에 따라 코팅된 부분에서 필수적인 것은 아님).
브레이징을 위해, 브레이징에 의해 접합되는 코팅 부분을 어셈블리하고(습윤 공정에 따라 코팅된 경우 건조 전 또는 후에), 가열하여 허용가능한 접합부를 제공한다. 종종, 어셈블리된 부분을 650℃ 이하, 바람직하게는 620℃ 이하의 온도까지 가열한다. 바람직하게는, 이들을 약 560℃ 내지 약 615℃ 범위의 온도까지 가열한다. 이는 불활성 기체 분위기에서, 예를 들어 질소 또는 아르곤 분위기에서 수행될 수 있다.
본 발명의 플럭스 혼합물 및 플럭스 조성물은, 마그네슘을 함유하는 알루미늄 합금, 특히 0.3 중량% 이상의 마그네슘을 함유하는 알루미늄 합금의 브레이징에 특히 적합하다. 상기 플럭스 혼합물 및 플럭스 조성물은 마그네슘을 1.5 중량% 이하의 양으로 함유하는 알루미늄 합금에, 보다 바람직하게는 마그네슘을 1.0중량% 이하의 양으로 함유하는 알루미늄 합금에 적합하다. 요망되는 경우, 플럭스 혼합물 및 플럭스 조성물은 또한 마그네슘-무함유 알루미늄 부분의 브레이징에 사용될 수 있다.
상기에 기재된 바와 같은 플럭스 혼합물 또는 플럭스 조성물로 코팅된, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제조된 부분 또한 본 발명의 하나의 구현예다.
하나 이상의 부분이 상기에 기재된 바와 같은 플럭스 혼합물 또는 플럭스 조성물로 코팅된 부분인, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제조된 2개 이상의 부분을 브레이징함으로써 제조된 브레이징된 부분은 본 발명의 또 다른 구현예다.
본원에 참조로 포함된 임의의 특허, 특허 출원, 및 간행물의 개시 내용이 용어를 불명확하게 할 수 있는 정도로 본 출원의 기재와 상충된다면, 본 출원의 기재가 우선할 것이다.
하기 실시예는 본 발명을 더 상세히 설명하는 것이며, 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다.
실시예:
실시예 1　: 2% Cs를 함유하는 KAlF 4 를 사용한, 0.4 중량%의 마그네슘을 갖는 Mg-Al 합금의 브레이징
KAlF4를 CsAlF4와 혼합하여 2% Cs(CsAlF4로서)를 함유하는 혼합물을 생성하였다. 혼합물에 이소프로판올을 첨가하여 매우 균질한 혼합물을 얻었다.
충전제 금속(AlSi4343)으로 피복된 0.4% Mg를 갖는 알루미늄-마그네슘 합금의 쿠폰 형태의 알루미늄 부분을 현탁액으로 코팅하였다. 용매를 증발시키고, 5 g/m2 내지 7 g/m2의 플럭스 로드를 갖는 부분을 얻었다. 알루미늄 각을 플럭스-로딩 부분 상에 배치하고, 생성된 어셈블리를 브레이징 오븐에 넣었다. 오븐을 30℃/분의 가열 속도로 가열하였다. 완전히 브레이징된, 브레이징 어셈블리를 얻었다.
비교예 1　: 2% Cs를 함유하는 KAlF4/K2AlF5 혼합물을 사용한, 0.4 중량%의 마그네슘을 갖는 Mg-Al 합금의 브레이징
KAlF4(약 20%) 및 K2AlF5(약 80%)의 혼합물을 CsAlF4와 혼합하여 2% Cs(CsAlF4로서)를 함유하는 혼합물을 생성하였다. 혼합물에 이소프로판올을 첨가하여 매우 균질한 혼합물을 얻었다.
충전제 금속(AlSi4343)으로 피복된 0.4% Mg를 갖는 알루미늄-마그네슘 합금의 쿠폰 형태의 알루미늄 부분을 현탁액으로 코팅하였다. 용매를 증발시키고, 플럭스로 로딩된 부분을 얻었다. 알루미늄 각을 플럭스-로딩 부분 상에 배치하고, 생성된 어셈블리를 브레이징 오븐에 넣었다. 오븐을 30℃/분의 가열 속도로 가열하였다. 완전히 브레이징된, 브레이징 어셈블리를 얻기 위해서는, 10 g/m2 이상의 플럭스 로딩이 필요하였다.
실시예 2　: 3% Cs를 함유하는 KAlF 4 를 사용한, 0.8 중량%의 마그네슘을 갖는 Mg-Al 합금의 브레이징
실시예 1을 반복하되, 이번에는 KAlF4와 혼합된 세슘 플루오로알루미네이트의 양을, 3% Cs(CsAlF4로서)를 함유하는 KAlF4가 얻어지는 양으로 하고; 0.8 중량%의 마그네슘을 함유하는 마그네슘-알루미늄 합금을 사용하였다. 이번에, 플럭스 로드는 10 g/m2였다. 브레이징 오븐에서의 가열 속도는 다시 30℃/분이었다. 다시 한번, 완전히 브레이징된 부분을 얻었다.
실시예 3　: 3.5% Cs를 함유하는 KAlF 4 를 사용한, 1 중량%의 마그네슘을 갖는 Mg-Al 합금의 브레이징
실시예 1을 반복하되, 이번에는 1 중량%의 마그네슘을 함유하는, 피복되지 않은 마그네슘-알루미늄 합금 플레이트를 사용하였다. 이번에, 플럭스 로드는 15 g/m2였다. 알루미늄 각을 플레이트 상에 배치하고, 충전제 금속을 작은 막대(막대 또는 와이어 조각) 형태로 플레이트와 각의 접촉부에 첨가하였다(따라서, 피복되지 않은 플레이트가 사용됨). 어셈블리의 가열을 실시예 1에서와 같이 수행하였다.
우수한 접합이 얻어지는 것을 보다 어렵게 하는 충전제 금속의 느슨한 조각(Al 합금 부분 상에 플레이팅되지 않은 막대)의 경우에도, 완전히 브레이징된 부분이 얻어졌다.

Claims (15)

  1. 칼륨 플루오로알루미네이트; 및 금속 플루오로메탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 마그네슘-상용화 화합물을 함유하되, 단 칼륨 플루오로알루미네이트는 본질적으로 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트로서 존재하는 것인 플럭스 혼합물.
  2. 제1항에 있어서, 100 중량%로 설정된 칼륨 플루오로알루미네이트 중의 상기 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트의 함량은 97　중량% 이상인 플럭스 혼합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모노칼륨 테트라플루오로알루미네이트의 함량은, 플럭스 혼합물의 총 건조 중량에 대하여 계산시, 99 중량% 이하 및 80 중량% 이상인 플럭스 혼합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 플루오로메탈레이트는 세슘 플루오로알루미네이트, 칼륨 플루오로징케이트 및 세슘 플루오로징케이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 플럭스 혼합물.
  5. 제4항에 있어서, 금속 플루오로메탈레이트로서 세슘 테트라플루오로알루미네이트를 포함하는 플럭스 혼합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 플루오로메탈레이트는, 플럭스 혼합물의 총 건조 중량의 1 중량% 이상 및 20 중량% 이하의 양으로 함유되는 것인 플럭스 혼합물.
  7. 제1항에 있어서, 브레이징 공정 또는 브레이징된 부분의 표면 품질을 개선시키는 충전제 금속, 충전제 금속 전구체, 및 금속 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 플럭스 혼합물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 플럭스 혼합물 및 결합제 또는 결합제 및 물, 유기 액체 및 수성 유기 액체로 이루어진 군으로부터 선택되는 액체를 포함하는 플럭스 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액체는 물, C1-C4 알콜 또는 글리콜모노알킬에테르 또는 글리콜디알킬에테르인 플럭스 조성물.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 결합제는 폴리올레핀, 폴리우레탄, 수지, 프탈레이트, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 수지, 에폭시 수지, 니트로셀룰로스, 폴리비닐 아세테이트 및 폴리비닐 알콜로 이루어진 중합체의 군으로부터 선택되는 것인 플럭스 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 상기 플럭스 조성물은 임의의 물 또는 무수 또는 수성 유기 액체를 함유하지 않고, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 플럭스 혼합물; 수용성 유기 중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합제를 포함하며, 상기 결합제는 플럭스에 대한 패키지로서 배열된 것인 플럭스 조성물.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 플럭스 혼합물 또는 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 플럭스 조성물의 존재 하에 부분을 어셈블리하는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 부분의 브레이징 방법.
  13. 제12항에 있어서, 0.3 중량% 내지 1.5 중량%의 마그네슘을 포함하는 마그네슘-함유 알루미늄 합금으로 제조된 부분을 브레이징하는 것인 방법.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 플럭스 혼합물 또는 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 플럭스 조성물로 코팅된, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제조된 부분.
  15. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제조된 2개 이상의 부분을 브레이징함으로써 제조되며, 여기서 하나 이상의 부분이 제14항에 따른 부분인, 브레이징된 부분.
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