WO2007114040A1 - アルミニウムろう付用ペースト状組成物、それが塗布されたアルミニウム含有部材、および、それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法 - Google Patents

アルミニウムろう付用ペースト状組成物、それが塗布されたアルミニウム含有部材、および、それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法 Download PDF

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powder
brazing
paste
mass
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Haruzo Katoh
Takashi Watsuji
Ken Matsumura
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Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha
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    • Y10T428/12063—Nonparticulate metal component

Definitions

  • Paste composition for aluminum brazing aluminum-containing member coated with the same, and method for brazing aluminum-containing member using the same
  • the present invention relates generally to a paste-like composition for aluminum brazing, an aluminum-containing member to which it is applied, and a method for brazing an aluminum-containing member using the same, and more specifically, to contain aluminum.
  • the present invention relates to a paste-like composition containing an aluminum-containing powder as a brazing material powder when brazing members together.
  • brazing sheet has been used for brazing an anoleminium-containing member.
  • brazing sheets include, for example, 3003 alloy (hereinafter referred to as the 4-digit number 'symbol ⁇ o IS') or 3 ⁇ 03 alloy or other core material such as 4343 alloy or 4045 alloy on one or both sides.
  • the clad material which joined the material is used.
  • the brazing material is joined in addition to the brazed part. This increases the manufacturing cost of the final product.
  • the limit is to use a clad material with a thickness of about 60 ⁇ m as the brazing sheet. Manufacturing a clad material thinner than this thickness is extremely difficult in industry, and even if it can be manufactured, the thickness of the skin material becomes uneven, and stable quality and performance cannot be obtained.
  • Patent Document 1 Si: 4 ⁇ 13 mass 0/0, Zn: contains 0.5 to 2 0 wt%, the balance being even A1 and impurities force, An aluminum alloy powder brazing material having an average particle size of 1 to: LOO / zm is described.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-323792
  • Si 13 to 45%, Zn: 6 to 35%, and the remainder having an average particle size having a composition that also has A1 and inevitable impurity power 5 ⁇ : L00 ⁇ m
  • An aluminum alloy powder brazing material composed of an Al—Si—Zn ternary hypereutectic alloy powder, an Si powder having an average particle diameter of 1 to 50 / ⁇ ⁇ , and a mixed powder is also described.
  • JP 2001-293593 A discloses that a brazing metal powder contains pure aluminum powder having an average particle size of 1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m and an average particle size of 0.1 ⁇ m.
  • a paste-like composition for aluminum brazing which is a mixed powder of silicon powder of less than 10 ⁇ m, is described.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-334690
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-323792
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-293593
  • an object of the present invention is an aluminum that has excellent coatability, good dimensional accuracy of the product after brazing, and good appearance of the brazed part (fillet) after brazing without causing erosion.
  • -To provide a paste composition for brazing, an aluminum-containing member to which it is applied, and a method for brazing an aluminum-containing member using the same.
  • an aluminum brazing paste-like composition according to the present invention is an aluminum brazing paste-like composition containing an aluminum-containing powder, and the aluminum-containing powder has a particle size of D ⁇ m or less.
  • the particle size D / zm corresponding to the Q volume% is D (Q) m.
  • D (50) m is 20 m or more and 150 m or less
  • D (90) ⁇ ⁇ / ⁇ (10) m is 5 or less
  • the mesh size is 45 m.
  • the mass proportion of the particles in the aluminum-containing powder that passes through is 50% or less, and the fluidity of the aluminum-containing powder is Z50 g or less for 80 seconds.
  • the aluminum-containing powder is 10% by mass or more and 70% by mass or less, the fluoride flux is 2% by mass or more and 50% by mass or less, and the noda is 1% by mass or more. It is preferable that 15% by mass is included, and the balance is substantially organic solvent power.
  • the binder contains at least one selected from the group consisting of butyl rubber, petroleum resin, acrylic resin and alkyd resin. Is preferred.
  • the aluminum-containing powder is preferably an aluminum monosilicon alloy powder or an aluminum monosilicon-zinc alloy powder.
  • the aluminum-containing powder may be a mixed powder of aluminum powder and silicon powder, or a mixed powder of aluminum powder, silicon powder and zinc powder! / ⁇ .
  • the aluminum brazing paste-like composition of the present invention preferably further contains a coupling agent.
  • the aluminum-containing member according to the present invention is obtained by applying an aluminum brazing paste-like composition having at least one of the above-described characteristics to at least a part of the surface.
  • the method for brazing an aluminum-containing member according to the present invention comprises applying an aluminum brazing paste-like composition having at least one of the above-described features to at least a part of the surface of one aluminum-containing member.
  • the one aluminum-containing member and the other aluminum-containing member are brazed.
  • the appearance of the fillet after brazing can be improved, and black change and white residue are not caused.
  • the brazing method of the present invention does not require special equipment or equipment, and can be implemented with existing equipment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a fillet forming portion after brazing.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a cumulative particle size curve of an aluminum-containing powder.
  • the aluminum-containing powder is preferably a powder obtained by a gas spraying method (gas customization) using argon gas or nitrogen gas.
  • D (50) ⁇ m of the aluminum-containing powder of the present invention is 20 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • D (50) ⁇ m force From 20 ⁇ m / J length!
  • Anorium-containing powders are likely to have a high oxygen content, and are agglomerated in the paste-like composition, causing the paste to slip.
  • the production cost increases because it is necessary to blend a large amount of flux in order to lose strength, deteriorate coating properties, and obtain good brazing properties.
  • the value of D (90) ⁇ m / D (10) ⁇ m of the aluminum-containing powder of the present invention is larger than 1 and 5 or less, preferably 3 or less. If the value of D (90) mZD (10) m of the aluminum-containing powder exceeds 5, the coatability will deteriorate and the dimensional accuracy of the product after brazing will deteriorate, or it will be uniform in the paste-like composition. There is a risk that the sex may be impaired. [0026] D (50) ⁇ m of powder containing aluminum is 20 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and D (90) mZD (10) m of powder containing aluminum is controlled within the range of 5 or less.
  • the gas pressure used in the gas spraying method should be controlled to 10 kgfZcm 2 or less and the gas metal ratio to 5 or less. More preferably, the gas pressure is 5-7 kgfZcm 2 .
  • the gas metal ratio is preferably 1Z1000 or more, preferably 3 or less.
  • the gas metal ratio is a value obtained by dividing the amount of gas used in the gas spraying method by the flow rate of the aluminum-containing molten metal used in the gas spraying method, and is expressed by the following equation.
  • Gas metal ratio Gas amount (kgZh) Flow rate of molten metal containing Z aluminum (kgZh)
  • the aluminum-containing powder of the present invention has a V ( ⁇ 45) (mass ratio of particles passing through a sieve having an opening of 45 ⁇ m) of 50% or less and a fluidity of 80 seconds or less of Z50 g.
  • V (—45) is 30% or less and the fluidity is 60 seconds or less Z50 g.
  • V (-45) exceeds 50%, the paste is agglomerated in the paste composition, resulting in loss of smoothness of the paste. May cause adverse effects.
  • the fluidity exceeds Z50g for 80 seconds, the applicability is lowered and the dimensional accuracy of the product after brazing becomes worse.
  • the particle size distribution of the aluminum-containing powder may be adjusted by sieving (classification).
  • the amount of oxygen contained in the aluminum-containing powder is preferably 1.5% by mass or less, although it depends on the particle size and shape. If the oxygen content exceeds 1.5% by mass, the acid film becomes thick and does not melt sufficiently, or by adding a lot of flux, the appearance after brazing is poor. There is a fear.
  • an aluminum monosilicon alloy powder or an aluminum monosilicon-zinc alloy powder can be used in addition to pure aluminum powder.
  • a mixed powder obtained by mixing silicon powder with pure aluminum powder or a mixed powder obtained by mixing silicon powder and zinc powder can also be suitably used.
  • the pure aluminum powder, aluminum alloy powder, silicon powder and zinc powder are mainly a gas spraying method, a pulverizing method, a rotating disk method, a cavity method, a melt spinning method, etc., or a combination thereof.
  • the shape of these powders may be any of spherical, flat, plate, teardrop, needle, spheroid, and indefinite shape.
  • the amount of silicon contained in the aluminum alloy powder and in the case of a mixed powder, the amount of silicon powder contained in the mixed powder ranges from 5 to 85% by mass with respect to 100% by mass of the metal component. It is appropriate to be within.
  • silicon is included in the aluminum-containing powder, it is preferable to use a mixed powder. This is because when aluminum and silicon are alloyed with a composition within the above range, the fluidity in a molten state with a low melting point is good. In particular, in the case of the eutectic point or higher (in the equilibrium diagram, about 12% by mass of silicon), by alloying with an aluminum member, it melts at the brazing temperature and is further fluidized.
  • a pure aluminum powder having a purity of at least 99.0% by mass, preferably at least 99.7% by mass, and a purity of at least 90.0% by mass, preferably at least 97.0% by mass.
  • Silicon powder should be used. Powders with less purity than these are not preferable because the content of iron as an impurity increases and the corrosion resistance after brazing decreases.
  • the average particle size of the silicon powder is preferably 0.1 111 or more and less than 10 ⁇ m. Silicon powder having an average particle size of less than 0.1 ⁇ m is not preferable because it increases the amount of oxygen and easily aggregates in the paste composition. On the other hand, silicon powder having an average particle size of 10 m or more is not preferred because the uniformity in the paste-like composition may be impaired, and erosion may occur in the brazed aluminum member.
  • the aluminum-containing powder of the present invention may contain zinc in order to obtain a sacrificial anticorrosive effect.
  • the amount of zinc contained in the aluminum alloy powder, and in the case of a mixed powder, the amount of zinc powder contained in the mixed powder is 0.5 to 60% by mass, preferably 10 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the metal component. It may be 50% by mass.
  • the average particle size of the zinc powder is preferably from 0 .: m to less than 10 m.
  • Zinc powder having an average particle size of less than 0 .: Lm is not preferable because it increases the amount of oxygen and easily aggregates in the paste composition.
  • zinc powder with an average particle size of 10 m or more has an unnecessarily thick coating after coating, resulting in poor dimensional accuracy of the product after brazing or uniformity in the paste composition. Since it may be damaged, it is not preferable.
  • zinc powder having a purity of 90.0% by mass or more, desirably 97.0% by mass or more may be used.
  • Zinc powder with a purity of less than 90% by mass is preferable because the content of impure Pb (lead) increases and the corrosion resistance after brazing decreases. Absent.
  • elements may be added. If necessary, one or more elements such as Cu, Mg, Bi, Sb, Ba, etc. should be about 5% by mass or less based on 100% of the metal component. It is also possible to add. These elements may be added as alloy elements constituting the aluminum alloy powder, or may be added as a single powder constituting the mixed powder.
  • the amount of the aluminum-containing powder contained in the aluminum brazing paste-like composition of the present invention is such that the aluminum-containing powder is 10% by mass to 70% by mass, preferably 100% by mass, preferably What is necessary is just to set it as 20 mass%-60 mass%. If the aluminum-containing powder is less than 10% by mass, the performance as a brazing material is poor, and a good fillet may not be formed. On the other hand, if the content of aluminum-containing powder exceeds 70% by mass, it will become excessive, and the amount of flux and binder required will increase, leading to an increase in manufacturing costs.
  • the fluoride flux contained in the aluminum brazing paste composition of the present invention is exemplified by fluoride fluxes such as A1F-KF, KA1F-KA1F, KA1F and KA1F.
  • the amount of the fluoride-based flux contained in the aluminum brazing paste composition of the present invention is about 2 to 50% by mass, preferably about 5 to 30% by mass.
  • the content of fluoride flux is less than 2% by mass, it is difficult to obtain a sufficient flux effect.
  • the content of fluoride flux exceeds 50% by mass, it is excessive, leading to an increase in manufacturing costs.
  • the resin containing at least one selected from the group strength of butyl rubber, petroleum resin, acrylic resin and alkyd resin is used as the resin Z rubber that acts as a binder.
  • the butyl rubber is butyl rubber which is a copolymer of isobutylene and isoprene, and preferably has a molecular weight of 250,000 to 550,000.
  • One or more of C5 petroleum oil, C9 petroleum oil and C5C9 copolymerized petroleum resin can be used as the petroleum oil, and the molecular weight is preferably about 600 to 2000.
  • acrylic resin a copolymer of an acrylic monomer and another ethylenically unsaturated monomer is used.
  • a polymer is mentioned.
  • Acrylic monomers that can be used in the above copolymerization include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, i-butyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, lauryl, phthalyl, and methacrylic acid.
  • Esterified compounds such as benzyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl of acrylic acid or methacrylic acid, ring-opening adducts of prolataton, glycidyl of acrylic acid or methacrylic acid, polyvalent Examples include (meth) acrylic acid esters of alcohol.
  • examples of the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with these acrylic monomers include styrene, a-methylstyrene, itaconic acid, maleic acid, and vinyl acetate. In particular, those having a molecular weight of 100 to 100000 are suitable.
  • alkyd coconut oil polybasic acid and polyhydric alcohol
  • oil and fat fatty acid oil and fat fatty acid (soybean oil, flax oil, coconut oil, stearic acid, etc.) and natural rosin (rosin, succinic acid, etc.)
  • Alkyd rosin obtained by reacting and modifying a sex agent can be used.
  • the polybasic acid include saturated polybasic acids such as phthalic anhydride, terephthalic acid, and succinic acid, and unsaturated polybasic acids such as maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid.
  • the polyhydric alcohol include dihydric alcohols such as ethylene glycol and diethylene glycol, and trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane.
  • the content of the binder for with aluminum brazing paste composition of the present invention is preferably from preferably 1 mass 0 / 0-15 mass% instrument is 2 wt% to 10 wt%. If the binder content is less than 1% by mass, it is not preferable because sagging occurs when the flux composition is applied to an aluminum-containing member having a low viscosity, resulting in poor adhesion to the aluminum-containing member. On the other hand, if the binder content exceeds 15% by mass, it may become excessive and the production cost may increase.
  • the organic solvent contained in the aluminum brazing paste-like composition of the present invention is not particularly limited as long as the binder is soluble, and includes toluene, hexane, octane, cyclohexane and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.
  • the content of the organic solvent may be appropriately adjusted in order to adjust the viscosity or the like of the paste-like composition, but is specifically adjusted within the range of 0.1 to 87% by mass, preferably 5 to 70% by mass. Do it! /.
  • a known additive may be added to the aluminum brazing paste-like composition of the present invention.
  • an antifoaming agent, leveling agent, thixotropic agent, surfactant, face Wetting agents, plasticizers, dispersants, lubricants, light stabilizers, tack fires, coupling agents, etc. can be added as necessary.
  • the coupling agent is effective for improving the adhesion of the coating film, and the addition of about 0.001 to 1.0% by mass is effective.
  • titanate coupling agents are particularly effective.
  • antifoaming agents and leveling agents include acrylic antifoaming agents, acrylic leveling agents, bull type antifoaming agents, bull type leveling agents, silicone type antifoaming agents, and silicone type Examples thereof include leveling agents, mineral-based antifoaming agents, thixotropic agents (thickening agents, anti-settling agents, anti-sagging agents) and the like, and one or more of these can be used.
  • the form of the thixotropic agent is not particularly limited, and examples thereof include a solvent-based thixotropic agent and an aqueous thixotropic agent.
  • solvent-based thixotropic agents include organic bentonite-based, ultrafine silica-based, surface-treated calcium carbonate-based inorganic fine particle-based solvent-based thixotropic agents; amide wax-based, hydrogenated castor oil wax-based, Benzylidene sorbitol, metal stone (zinc stearate, aluminum stearate, etc.), acid polyethylene, polymerized vegetable oil, sulfate ester anionic surfactant, polyether ester type surfactant, poly Examples include organic solvent-based thixotropic agents such as carboxylic acid amine salts, and one or more of these can be used.
  • thixotropic agent for water use examples include thixotropic agents for inorganic fine particles such as ultrafine silica and magnesium aluminum silicate; xanthan gum, guargam, sodium polyacrylate, acrylic acid 'acrylic acid
  • thixotropic agents for inorganic fine particles such as ultrafine silica and magnesium aluminum silicate
  • xanthan gum, guargam sodium polyacrylate
  • acrylic acid 'acrylic acid examples thereof include an organic water thixotropic agent such as an ester copolymer system, a polybutyl alcohol system, a polyethylene oxide system, and a urethane-modified polyether system, and one or more of these can be used.
  • Surfactants include, for example, non-one (polyethylene glycol type, polyhydric alcohol type, etc.), er-on type (sulfuric acid ester type, sulfonic acid type, carboxylic acid type, phosphoric acid ester). Type), cationic type (amin salt type, quaternary ammonium salt, etc.), amphoteric type (amic acid type, (Betaine type) and the like, and one or more of these can be used.
  • pigment wetting agent / dispersing agent examples include solvent-based pigment wetting agents / dispersing agents, water-based facial wetting agents / dispersing agents, and the like, and one or more of these are used. be able to.
  • Solvent-based pigment wetting agents ⁇ Dispersants include, for example, high molecular weight unsaturated polycarboxylic acid, polyether ⁇ polyester carboxylate, high molecular weight polyester acid polyamine salt, polycarboxylate, and high molecular weight polyester acid.
  • Various high molecular weight compounds such as amide amine salts, long-chain polyaminoamide phosphates, aliphatic polyamides, long-chain polyaminoamides and high-molecular polyester acid salts, high-molecular-weight polyether compounds; phosphate esters, phosphate ester salts, Aon compounds such as aliphatic alcohol sulfate salts, sulfonated oils, alkyl sulfonates; aliphatic amine salts, cationic compounds such as quaternary ammonia salts, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Pigment wetting agent for water ⁇ Dispersing agents include, for example, salts of high molecular weight polycarboxylic acids, styrene / maleic acid copolymer salts, naphthalene / formic acid condensates of sulfonic acids, and long-chain alkyl organic sulfones.
  • Acid salts, lignosulfonic acid salts, polyphosphoric acid, polycaic acid salts, long-chain alkylamine salts, polyethylene glycol derivatives, sorbitan fatty acid esters, etc. can be listed, and one or more of these can be used. can do.
  • plasticizer examples include dimethyl phthalate, jetyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diisodecyl phthalate, tricresyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, and triphenyl phosphate.
  • -Dibutyl rubebacate can be listed, and one or more of these can be used.
  • Examples of the lubricant include aliphatic hydrocarbon lubricants, higher aliphatic alcohols' higher fatty acid lubricants, fatty acid amide lubricants, metal stalagmite lubricants, fatty acid ester lubricants, composite lubricants, and the like. They can be one or more than one.
  • Examples of light stabilizers include bis (1, 2, 2, 6, 6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, methyl 1, 2, 2, 6, 6-pentamethyl-4-piberidyl ceno. Kinders, hindered doors such as bis (2, 2, 6, 6-tetramethyl-1-octyloxy-4-piperidyl) decanoate Mining light stabilizers can be used, and one or more of these can be used.
  • the aluminum brazing paste composition of the present invention can be used by applying a necessary amount to at least a part of the surface of the aluminum-containing member, that is, at least a part to be brazed.
  • the coating amount in an undried state L ⁇ 300gZm 2 is preferably tool lg / m 2 ⁇ : LOOgZm 2 is more preferred. If it is less than lgZm 2 , the coating amount is insufficient and a fillet may not be formed sufficiently, which is not preferable. On the other hand, if the coating amount exceeds 300 gZm 2 , it will become excessive and the appearance after brazing may be impaired.
  • the average film thickness after drying is preferably 3 to 500 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m. Even if the average film thickness is less than 3 m, brazing is possible, but brazing strength may be insufficient. On the other hand, if the average film thickness exceeds 500 m, it may become excessive, leading to an increase in manufacturing costs.
  • the average film thickness after drying is not limited to 500 m. It can be used even if the average film thickness after drying exceeds 500 m.
  • a coating method a known method can be adopted, and a brush coating method, a spray coating method, a roll coater, a bar coater, a doctor blade, or the like can be used. Besides these methods, a method such as simply immersing an aluminum-containing member in the aluminum brazing paste-like composition of the present invention may be used.
  • Drying after application of the paste-like composition is usually performed at room temperature, and if necessary, at a temperature of about 30 to 150 ° C.
  • the method of brazing is not particularly limited, and a known method can be adopted, but the method of brazing in a furnace is particularly preferable.
  • the method of brazing in the furnace is suitable for industrial production because it can be brazed in large quantities at once without human intervention.
  • the brazing temperature is a force depending on the composition of the paste-like composition, usually about 450 ° C to 630 ° C.
  • the atmosphere is preferably a non-oxidizing atmosphere such as vacuum, Ar, or nitrogen.
  • the oxygen concentration in the brazing atmosphere is 200 ppm or less, preferably lOO ppm or less. When the oxygen concentration exceeds 200 ppm, there is a risk of poor brazing due to a decrease in the flux effect and the acidity of the aluminum alloy powder used as the brazing material.
  • the paste composition of the present invention is applied to an aluminum-containing member that can be brazed.
  • it can be used for brazing joints of fins, pins, noise, tubes, plates, etc., which constitute a heat exchanger such as a heater core, an evaporator, and a condenser.
  • the paste composition of the present invention is applicable to various machine parts, vehicle parts, structural parts, sports equipment, OA equipment, daily necessities and the like without being limited to heat exchange.
  • Al-12 mass% Si alloy powder obtained by spraying with a gas atomizer at a nitrogen gas pressure of 7 kgfZc m 2 and a gas metal ratio of 2 is classified as a sieve having a 45 m opening.
  • a powder having a value of V ( ⁇ 45) (mass ratio of particles passing through a sieve having an opening of 45 ⁇ m) shown in Table 1 was obtained.
  • fluoride-based flux Alcan, product name: Nocolok flux 100
  • polyethylene rubber binder Exxony Gakki, product name: Exxon butyl 268)
  • organic solvent toluene
  • a gas atomizer is used to classify Al-12 mass% Si alloy powder obtained by spraying at a nitrogen gas pressure of 5 kgfZc m 2 and a gas metal ratio of 1 to obtain a sieve opening of 45 m.
  • a wire mesh By passing through a wire mesh, powder having a value of V ( ⁇ 45) shown in Table 1 was obtained.
  • fluoride-based flux Alcan, product name Nocolok flux 100
  • butyl rubber binder Exxony Gakki, product name Exon
  • Butyl 268 an organic solvent
  • Al-12 mass% Si alloy powder obtained by spraying with a gas atomizer at a nitrogen gas pressure of 20 kgfZ cm 2 and a gas metal ratio of 10 passes through a wire mesh with a mesh opening of 45 m.
  • a powder having a value of V (-45) shown in Table 1 was obtained.
  • a paste-like composition was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 and 2. The results are shown in Table 1.
  • Al-12 mass% Si alloy powder obtained by spraying with a gas atomizer at a nitrogen gas pressure of lOkgfZ cm 2 and a gas metal ratio of 10 passes through a wire mesh as a 45 m mesh sieve.
  • a powder having a value of V (-45) shown in Table 1 was obtained.
  • a paste-like composition was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 3-4. The results are shown in Table 1.
  • Al-12 mass% Si alloy powder obtained by spraying with a gas atomizer at a nitrogen gas pressure of 5 kgfZc m 2 and a gas metal ratio of 10 is used as a sieve with an opening of 45 ⁇ m.
  • V (-45) values shown in Table 1 were obtained.
  • a paste-like composition was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 5-6. The results are shown in Table 1.
  • the particle size was measured with a laser diffraction particle size measuring device (product name, Microtrac HRA, manufactured by Honeywell).
  • V (-45) mass ratio of particles passing through a sieve with an opening of 45 ⁇ m
  • V (-45) mass ratio of particles passing through a sieve with an opening of 45 ⁇ m
  • V (-45) (B / A) X 100 (%)
  • the smoothness of the paste composition was visually determined based on the following criteria.
  • a 3003 aluminum plate 2 is set up vertically in the center of the coated surface of the coated plate 1 produced above, temporarily attached with a stainless steel wire, and then heated in a nitrogen gas atmosphere (nitrogen gas flow 4Nm 3 Z hours). And brazing was carried out by holding at 600 ° C for 3 minutes. After cooling, it was removed from the furnace and the throat thickness d shown in Fig. 1 was measured in order to evaluate the formability of fillet 3 in the brazed part.
  • the throat thickness we measured the thickness at multiple locations along the direction perpendicular to the paper surface of Fig. 1, and found the maximum and minimum values. From the obtained maximum throat thickness (dmax) and minimum throat thickness (dmin), fillet formation was evaluated according to the following equation.
  • Fillet shape is good (fillet moldability of 80% or more).
  • Fillet is formed with a slightly non-uniform force (fillet forming ability 50-79%)
  • the paste-like composition of the present invention can be applied to brazing aluminum-containing members.
  • fins, pins, noises, tubes, and the like constituting heat exchangers such as heater cores, evaporators, condensers, etc. It can be used for brazing and joining plates.
  • the paste composition of the present invention is applicable to various machine parts, vehicle parts, structural parts, sports equipment, OA equipment, daily necessities and the like without being limited to heat exchange.

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Abstract

　塗布性に優れ、ろう付後の製品の寸法精度が良好で、エロージョンが生じにくく、ろう付後のろう付部（フィレット）の外観が良好であるアルミニウムろう付用ペースト状組成物、それが塗布されたアルミニウム含有部材、および、それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法を提供する。アルミニウムろう付用ペースト状組成物は、アルミニウム含有粉末を含むアルミニウムろう付用ペースト状組成物であって、アルミニウム含有粉末の累積粒度曲線において、Ｑ容量％に対応する粒径ＤμｍをＤ（Ｑ）μｍと表した場合、Ｄ（５０）μｍが２０μｍ以上、１５０μｍ以下、かつ、Ｄ（９０）μｍ／Ｄ（１０）μｍの値が５以下であり、目開き４５μｍの篩目を通過するアルミニウム含有粉末中の粒子の質量割合が５０％以下であり、アルミニウム含有粉末の流動度が８０秒／５０ｇ以下である。

Description

明 細 書
アルミニウムろう付用ペースト状組成物、それが塗布されたアルミニウム含 有部材、および、それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法
技術分野
[0001] この発明は、一般的にはアルミニウムろう付用ペースト状組成物、それが塗布され たアルミニウム含有部材、および、それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法 に関し、特定的にはアルミニウム含有部材同士をろう付接合する際にろう材粉末とし てアルミニウム含有粉末を含むペースト状組成物に関するものである。 背景技術
[0002] 従来から、ァノレミニゥム含有部材のろう付には、ブレージングシートが用いられてい る。ブレージングシートとしては、たとえば、 3003合金（以下、 4ケタの番号'記号 ίお I Sで定められているものである）や 3Ν03合金等の心材の片面または両面に 4343合 金や 4045合金等のろう材を接合したクラッド材が用いられている。このようなブレー ジングシートを用いてろう付すると、ろう付される部分以外にもろう材が接合されること になる。このため、最終製品の製造コストが高くなる。また、製造上厚みの制限がある ので、ブレージングシートとしては厚みが 60 μ m程度のクラッド材を用いるのが限度 である。この厚みより薄いクラッド材を製造することは、工業上極めて困難であり、製 造することができたとしても皮材の厚みが不均一となり、安定した品質や性能は得ら れない。
[0003] 近年、ブレージングシートを使用せず、アルミニウム一けい素系のろう材粉末とフラ ッタスとを混合したものをアルミニウム含有部材のろう付部に塗布してろう付する方法 も提案されている。
[0004] 特開 2003— 334690号公報（特許文献 1)には、 Si:4〜13質量0 /0、 Zn: 0. 5〜2 0質量％を含有し、残部が A1及び不純物力もなり、平均粒径が 1〜： LOO /z mであるァ ルミ-ゥム合金粉末ろう材が記載されて 、る。
[0005] また、特開平 10— 323792号公報（特許文献 2)には、 Si: 13〜45%、 Zn: 6〜35 %を含み、残りが A1と不可避不純物力もなる組成を有する平均粒径が 5〜： L00 μ m の Al— Si— Zn三元系過共晶合金粉末と平均粒径が 1〜50 /ζ πιの Si粉末と力もなる 混合粉末で構成されるアルミニウム合金粉末ろう材が記載されている。
[0006] さらに、特開 2001— 293593号公報 (特許文献 3)には、ろう付用金属粉末が平均 粒径 1 μ m以上 10 μ m未満の純アルミニウム粉末と平均粒径 0. 1 μ m以上 10 μ m 未満のけい素粉末の混合粉であるアルミニウムろう付用ペースト状組成物が記載さ れている。
[0007] これらの従来のアルミニウムろう付用ろう材粉末を使用した場合、ろう付後の製品の 寸法精度が未だ十分でないとともに、エロージョン (表面粗度の悪化）が生じるという 問題があった。
特許文献 1：特開 2003 - 334690号公報
特許文献 2：特開平 10— 323792号公報
特許文献 3 :特開 2001— 293593号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで、この発明の目的は、塗布性に優れ、ろう付後の製品の寸法精度が良好で、 エロージョンが生じにくぐろう付後のろう付部（フィレット）の外観が良好であるアルミ -ゥムろう付用ペースト状組成物、それが塗布されたアルミニウム含有部材、および、 それを用いたアルミニウム含有部材のろう付方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明者は鋭意検討を重ねた結果、ろう材粉末の粒度特性、流動性を限定するこ とによって、上記の課題を解決することができることを見出した。このような発明者の 知見に基づいて本発明は完成されたものである。
[0010] すなわち、この発明に従ったアルミニウムろう付用ペースト状組成物は、アルミニゥ ム含有粉末を含むアルミニウムろう付用ペースト状組成物であって、アルミニウム含有 粉末中に粒径 D μ m以下の粒子が含まれる体積割合として Q容量％を横軸 D μ m、 縦軸 Q容量％のグラフにプロットした累積粒度曲線において、 Q容量％に対応する 粒径 D /z mを D (Q) mと表した場合、 D (50) mが 20 m以上、 150 m以下で あり、かつ、 D (90) μ ηι/Ό ( 10) mの値が 5以下であり、目開き 45 mの篩目を 通過するアルミニウム含有粉末中の粒子の質量割合が 50%以下であり、アルミ-ゥ ム含有粉末の流動度が 80秒 Z50g以下である。
[0011] この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物においては、アルミニウム含有粉 末を 10質量％以上 70質量％以下、弗化物フラックスを 2質量％以上 50質量％以下 、ノインダを 1質量％以上 15質量％含み、残部が実質的に有機溶剤力もなることが 好ましい。
[0012] また、この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物においては、バインダが、 ブチルゴム、石油榭脂、アクリル榭脂およびアルキッド榭脂からなる群より選ばれた少 なくとも 1つを含むことが好ましい。
[0013] さらに、この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物においては、アルミニウム 含有粉末は、アルミニウム一けい素系の合金粉末、または、アルミニウム一けい素— 亜鉛系の合金粉末であることが好まし 、。
[0014] この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物においては、アルミニウム含有粉 末は、アルミニウム粉末とけい素粉末の混合粉末、または、アルミニウム粉末とけい素 粉末と亜鉛粉末の混合粉末でもよ!/ヽ。
[0015] この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物は、カップリング剤をさらに含む のが好ましい。
[0016] この発明に従ったアルミニウム含有部材は、上述した特徴の少なくともいずれかを 有するアルミニウムろう付用ペースト状組成物が少なくとも一部の表面に塗布された ものである。
[0017] この発明に従ったアルミニウム含有部材のろう付方法は、上述した特徴の少なくとも いずれかを有するアルミニウムろう付用ペースト状組成物を一方のアルミニウム含有 部材の少なくとも一部の表面に塗布した後、一方のアルミニウム含有部材と他方のァ ルミ-ゥム含有部材とのろう付を行うものである。 発明の効果
[0018] この発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物を用いることにより、ろう付後のフ ィレットの外観を良好にすることができ、黒変化や白色残さを生じさせない。また、本 発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物を用いてろう付を行うと、乾燥後も良好 な塗膜状態であるので、粉塵等が発生せず、作業環境が良好である。さらに、本発 明のろう付方法は、特別な装置や機器が不要であるので、既存の設備で実施可能で ある。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]ろう付後のフィレット形成部の断面を模式的に示す断面図である。
[図 2]アルミニウム含有粉末の累積粒度曲線の一例を示す図である。
符号の説明
[0020] 1：塗板、 2：アルミニウム板、 3：フィレット。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[0022] (アルミニウム含有粉末）
アルミニウム含有粉末は、アルゴンガスまたは窒素ガスを用いたガス噴霧法 (ガスァ トマイズ）によって得られる粉末が好ましい。
[0023] アルミニウム含有粉末中に粒径 D μ m以下の粒子が含まれる体積割合として Q容 量％を横軸 D /z m 縦軸 Q容量％のグラフにプロットした累積粒度曲線において、 Q 容量％に対応する粒径 D /z mを D (Q) μ mと表す。
[0024] 本発明のアルミニウム含有粉末の D (50) μ mは 20 μ m以上 150 μ m以下、好まし くは 50 μ m以上 100 μ m以下である。 D (50) μ m力 20 μ mより/ Jヽさ!、ァノレミ-ゥム含 有粉末は、酸素含有量が多くなる可能性が高いとともに、ペースト状組成物中で凝集 してペーストの滑ら力さを失い、塗布性を劣化させ、さらには良好なろう付け性を得る ためにフラックスを多く配合する必要があるので、製造コストが高くなる。一方、 D (50 ) /z mが 150 /z mを超える場合には、塗布後の塗膜厚みが必要以上に厚くなり、ろう 付後の製品の寸法精度が悪くなつたり、ペースト状組成物中での均一性が損なわれ たりする恐れがある。
[0025] 本発明のアルミニウム含有粉末の D (90) μ m/D (10) μ mの値は 1より大きぐ 5 以下、好ましくは 3以下である。アルミニウム含有粉末の D (90) mZD ( 10) mの 値が 5を超える場合には、塗布性が低下してろう付後の製品の寸法精度が悪くなつ たり、ペースト状組成物中での均一性が損なわれたりする恐れがある。 [0026] アルミニウム含有粉末の D (50) μ mを 20 μ m以上 150 μ m以下、アルミニウム含 有粉末の D (90) mZD (10) mの値を 5以下の範囲に粉末粒度を制御するため には、ガス噴霧法で用いられるガスの圧力を lOkgfZcm2以下に、ガスメタル比を 5 以下に制御するとよい。より好ましくは、ガスの圧力を 5〜7kgfZcm2にするとよい。 ガスメタル比は 1Z1000以上が好ましぐ 3以下が好ましい。
[0027] ここで ヽぅ、ガスメタル比はガス噴霧法で使用されるガス量をガス噴霧法で用いられ るアルミニウム含有溶湯の流量で除した値であり、次式にて表される。
[0028] ガスメタル比 =ガス量 (kgZh)Zアルミニウム含有溶湯流量 (kgZh)
本発明のアルミニウム含有粉末は、 V(—45) (目開き 45 μ mの篩目を通過する粒 子の質量割合）が 50%以下、流動度が 80秒 Z50g以下である。好ましくは、 V (— 4 5)が 30%以下、流動度が 60秒 Z50g以下である。 V(— 45)が 50%を超えると、ぺ 一スト状組成物中で凝集することにより、ペーストの滑らかさが失われ、塗布性が低下 してろう切れゃフィレット形成が不安定になるなどの弊害を生じる恐れがある。また、 流動度が 80秒 Z50gを超えると、塗布性が低下してろう付後の製品の寸法精度が悪 くなる。 V (— 45)および流動度を上記の好ましい範囲内にするためには、篩い分け（ 分級）により、アルミニウム含有粉末の粒度分布を調整すればよい。
[0029] アルミニウム含有粉末に含まれる酸素量は、粒度や形状にもよるが、 1. 5質量％以 下が好ましい。含有酸素量が 1. 5質量％を超える場合には、酸ィ匕皮膜が厚くなり、十 分に溶融しな力つたり、多くのフラックスを配合することにより、ろう付け後の外観が悪 くなる恐れがある。
[0030] 本発明で用いるアルミニウム含有粉末は、純アルミニウム粉末の他に、アルミニウム 一けい素系の合金粉末、または、アルミニウム一けい素—亜鉛系の合金粉末を使用 することができる。また、アルミニウム含有粉末として、純アルミニウム粉末に、けい素 粉末を混合した混合粉末、または、けい素粉末と亜鉛粉末を混合した混合粉末も好 適に使用することができる。
[0031] 上記の純アルミニウム粉末、アルミニウム合金粉末、けい素粉末および亜鉛粉末は 、主に、ガス噴霧法、粉砕法、回転円盤法、キヤビテーシヨン法、メルトスピユング法 等、またはこれらを組合せた方法によって得ることができる。もちろん、これらの粉末 は市販品を選別して使用することもできる。これらの粉末の形状は球状、偏平状、板 状、涙滴状、針状、回転楕円体状、不定形状等のいずれであっても差し支えない。
[0032] アルミニウム合金粉末に含まれるけい素の量、また、混合粉末である場合には混合 粉末に含まれるけい素粉末の量は、金属成分 100質量％に対して 5〜85質量％の 範囲内であるのが適切である。アルミニウム含有粉末にけい素を含ませる場合、混合 粉末を用いるのが好ましい。これは、上記の範囲内の組成でアルミニウムとけい素と が合金化されるとき、融点が低ぐ溶融状態での流動性が良好なことによる。特に共 晶点以上 (平衡状態図ではけい素約 12質量％)の場合は、アルミニウム部材と合金 化することにより、ろう付温度で溶融してより流動化が増長される。混合粉末を用いる 場合には、特に純度 99. 0質量％以上、望ましくは 99. 7質量％以上の純アルミ-ゥ ム粉と純度 90. 0質量％以上、望ましくは 97. 0質量％以上のけい素粉を使用すれ ばよい。これらの純度未満の粉末では、不純物である鉄の含有量が多くなり、ろう付 後の耐食性が低下するので好ましくない。けい素粉末の平均粒径は 0. 1 111以上1 0 μ m未満が好ましい。平均粒径が 0. 1 μ m未満のけい素粉末は、酸素量が多くな る上、ペースト状組成物中で凝集しやすいので好ましくない。一方、平均粒径が 10 m以上のけい素粉末は、ペースト状組成物中での均一性が損なわれる恐れや、ろ う付したアルミニウム部材にエロージョンが発生する場合があるため、好ましくない。
[0033] 本発明のアルミニウム含有粉末は、犠牲防食効果を得るために亜鉛を含んでもよ い。アルミニウム合金粉末に含まれる亜鉛の量、また、混合粉末である場合には混合 粉末に含まれる亜鉛粉末の量は、金属成分 100質量％に対して 0. 5〜60質量％、 好ましくは 10〜50質量％であればよい。亜鉛粉末の平均粒径は、 0.： m以上 10 m未満が好ましい。平均粒径が 0.： L m未満の亜鉛粉末は、酸素量が多くなる上 、ペースト状組成物中で凝集しやすいので好ましくない。一方、平均粒径が 10 m 以上の亜鉛粉末は、塗布後の塗膜厚みが必要以上に厚くなり、ろう付後の製品の寸 法精度が悪くなつたり、ペースト状組成物中での均一性が損なわれる恐れがあるため 、好ましくない。混合粉末を用いる場合は、純度 90. 0質量％以上、望ましくは 97. 0 質量％以上の亜鉛粉末を使用すればよい。純度 90質量％未満の亜鉛粉末は、不 純物である Pb (鉛)の含有量が多くなり、ろう付後の耐食性が低下するので、好ましく ない。
[0034] また、その他の元素を添カ卩しても差し支えなぐ必要に応じて Cu、 Mg、 Bi、 Sb、 Ba 等の 1種以上の元素を金属成分 100%に対して約 5質量％以下添加することも可能 である。これらの元素はアルミニウム合金粉末を構成する合金元素として添加しても よぐまたは混合粉末を構成する単体の粉末として添加してもよ 、。
[0035] 本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物に含まれるアルミニウム含有粉末 の量は、組成物全体を 100質量％としたとき、アルミニウム含有粉末が 10質量％〜7 0質量％、好ましくは 20質量％〜60質量％とすればよい。アルミニウム含有粉末が 1 0質量％未満では、ろう材としての性能に乏しくなり、良好なフィレットが形成できない 恐れがある。一方、アルミニウム含有粉末の含有量が 70質量％を超えると、過剰にな り、必要となるフラックスやバインダの量が多くなり、製造コストの上昇につながる。
[0036] (弗化物系フラックス）
本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物に含まれる弗化物系フラックスは、 A1F—KF、 KA1F—K A1F、 K A1Fおよび KA1F等の弗化物系フラックスが例示
3 4 3 6 3 6 4
されるが、 K A1Fと KA1Fを主成分とする市販品の「ノコロック（商品名）」（アルキャン
3 6 4
社製)が特に好適である。本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物に含まれ る弗化物系フラックスの量は 2〜50質量％、好ましくは 5〜30質量％程度である。弗 化物系フラックスの含有量が 2質量％未満の場合には、十分なフラックス作用を得る ことが困難である。一方、弗化物系フラックスの含有量が 50質量％を超えると、過剰 にあり、製造コストの上昇につながる。
[0037] (バインダ）
アルミニウムろう付用ペースト状組成物中で、バインダの作用を担う榭脂 Zゴムとし ては、ブチルゴム、石油榭脂、アクリル榭脂およびアルキッド榭脂の群力も選ばれる 少なくとも 1つを含むものを使用することができる。ブチルゴムは、イソブチレンとイソ プレンの共重合体であるブチルゴムで、分子量が 25万〜 55万のものが好ましい。石 油榭脂は、 C5系石油榭脂、 C9系石油榭脂および C5C9共重合石油樹脂の 1種以 上が使用することができ、好まし 、分子量は 600〜2000程度である。
[0038] アクリル榭脂としては、アクリル系モノマーと他のエチレン性不飽和モノマーとの共 重合体が挙げられる。上記の共重合に使用し得るアクリル系モノマーとしては、アタリ ル酸またはメタクリル酸のメチル、ェチル、プロピル、 n—ブチル、 iーブチル、 tーブチ ル、 2—ェチルへキシル、ラウリル、フエ-ル、ベンジル、 2—ヒドロキシェチル、 2—ヒ ドロキシプロピル等のエステル化物類、アクリル酸またはメタクリル酸の 2—ヒドロキシ ェチルの力プロラタトンの開環付加物類、アクリル酸またはメタクリル酸のグリシジル、 多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。これらのアクリル系モノ マーと共重合可能なエチレン性不飽和モノマーとしては、スチレン、 aーメチルスチ レン、ィタコン酸、マレイン酸、酢酸ビニル等が挙げられる。特に、分子量が 100〜10 00000のもの力 子適である。
[0039] アルキッド榭脂としては、多塩基酸および多価アルコールに、油脂 ·油脂脂肪酸 (大 豆油、アマ-油、ヤシ油、ステアリン酸等）および天然榭脂（ロジン、コハク等)等の変 性剤を反応させて変性させることによって得られたアルキッド榭脂を用いることができ る。多塩基酸としては、例えば、無水フタル酸、テレフタル酸、コハク酸等の飽和多塩 基酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等の不飽和多塩基酸等が挙げられる。 多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の二 価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の三価アルコール等が挙げられ る。
[0040] 本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物中のバインダの含有量は 1質量0 /0 〜15質量％が好ましぐより好ましくは 2質量％〜10質量％である。バインダの含有 量が 1質量％未満では、フラックス組成物の粘度が低ぐアルミニウム含有部材に塗 布した際にダレが生じ、アルミニウム含有部材との密着性が悪くなるので好ましくない 。一方、バインダの含有量が 15質量％を超えると、過剰になり、製造コストの上昇に なる恐れがある。
[0041] 本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物に含まれる有機溶剤は、上記のバ インダが可溶であれば、特に限定されず、トルエン、へキサン、オクタン、シクロへキ サン等を単独、あるいは 2種以上を混合して用いることができる。有機溶剤の含有量 は、ペースト状組成物の粘度等を調整するために適宜カ卩えればよいが、具体的には 0. 1〜 87質量％好ましくは 5〜 70質量％の範囲内で調整すればよ！/、。 [0042] 本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物には、公知の添加物を添カ卩しても 差し支えなぐたとえば、消泡剤、レべリング剤、チクソトロピック剤、界面活性剤、顔 料湿潤剤、可塑剤、分散剤、滑剤、光安定剤、タックフアイヤー、カップリング剤等を 必要に応じて添加することができる。特にカップリング剤は、塗膜の付着性を向上さ せるために有効であり、 0. 001-1. 0質量％程度の添加が有効である。その中でも チタネート系カップリング剤は、特に有効である。
[0043] 消泡剤、レべリング剤としては、たとえば、アクリル系消泡剤、アクリル系レべリング 剤、ビュル系消泡剤、ビュル系レべリング剤、シリコーン系消泡剤、シリコーン系レべ リング剤、鉱物系消泡剤、チクソトロピック剤 (増粘剤、沈降防止剤、タレ防止剤)等を 挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することができる。
[0044] チクソトロピック剤の形態については、特に限定はなぐ溶剤系用チクソトロピック剤 、水系用チクソトロピック剤等を挙げることができる。
[0045] 溶剤系用チクソトロピック剤としては、たとえば、有機ベントナイト系、超微粉シリカ系 、表面処理炭酸カルシウム系等の無機微粒子系溶剤系用チクソトロピック剤；ァマイ ドワックス系、水添ひまし油ワックス系、ベンジリデンソルビトール系、金属石鹼 (ステ アリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等）、酸ィ匕ポリエチレン系、重合植物油系、硫 酸エステル系ァニオン界面活性剤系、ポリエーテル ·エステル型界面活性剤系、ポリ カルボン酸アミン塩系等の有機系溶剤系用チクソトロピック剤等を挙げることができ、 これらを 1種または 2種以上使用することができる。
[0046] 水系用チクソトロピック剤としては、たとえば、超微粉シリカ系、マグネシウムアルミ- ゥムシリケート系等の無機微粒子系水用チクソトロピック剤；キサンタンガム、グァーガ ム、ポリアクリル酸ソーダ系、アクリル酸 'アクリル酸エステル共重合体系、ポリビュル アルコール系、ポリエチレンオキサイド系、ウレタン変性ポリエーテル系等の有機系水 用チクソトロピック剤等を挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用すること ができる。
[0047] 界面活性剤としては、たとえば、ノ-オン系（ポリエチレングリコール型、多価アルコ ール型等）、ァ-オン系（硫酸エステル型、スルホン酸型、カルボン酸型、リン酸エス テル型等）、カチオン系（ァミン塩型、第 4級アンモ-ゥム塩等）、両性系（ァミン酸型、 ベタイン型等）の界面活性剤等を挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用 することができる。
[0048] 顔料湿潤剤 ·分散剤としては、たとえば、溶剤系用顔料湿潤剤 ·分散剤、水系用顔 料湿潤剤 ·分散剤等を挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することが できる。
[0049] 溶剤系用顔料湿潤剤 ·分散剤としては、たとえば、高分子量不飽和ポリカルボン酸 、ポリエーテル ·ポリエステルカルボン酸塩、高分子量ポリエステル酸ポリアミン塩、ポ リカルボン酸塩、高分子量ポリエステル酸のアマイドアミン塩、長鎖ポリアミノアマイド リン酸、脂肪族ポリアマイド、長鎖ポリアミノアマイドと高分子ポリエステル酸の塩、高 分子ポリエーテル系化合物等の各種高分子量化合物；リン酸エステル、リン酸エステ ル塩、脂肪族アルコール硫酸エステル塩類、スルホン化油、アルキルスルホン酸塩 類等のァ-オン性ィ匕合物;脂肪族ァミンの塩類、第 4級アンモ-ゥム塩等のカチオン 性ィ匕合物等を挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することができる。
[0050] 水用顔料湿潤剤 ·分散剤としては、たとえば、高分子量ポリカルボン酸の塩、スチレ ン.マレイン酸共重合物の塩、ナフタレン.スルホン酸のホルマリン縮合物、長鎖アル キル有機スルホン酸の塩、リグ-ンスルホン酸の塩、ポリリン酸、ポリケィ酸の塩、長鎖 アルキルアミン塩、ポリエチレングリコール誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル等を挙 げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することができる。
[0051] 可塑剤としては、たとえば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジェチル、フタル酸ジブチ ル、フタル酸ジォクチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル、リン酸トリ クレシル、リン酸ジフエ-ルクレジール、リン酸トリフエ-ルセバシン酸ジブチル等を挙 げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することができる。
[0052] 滑剤としては、たとえば、脂肪族炭化水素系滑剤、高級脂肪族系アルコール '高級 脂肪酸系滑剤、脂肪酸アマイド系滑剤、金属石鹼系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤、 複合滑剤等を挙げることができ、これらが 1種または 2種以上併存し得る。光安定剤と しては、たとえば、ビス（1, 2, 2, 6, 6—ペンタメチル一 4—ピペリジル）セバケート、メ チル 1, 2, 2, 6, 6—ペンタメチル— 4—ピベリジルセノケート、ビス（2, 2, 6, 6—テ トラメチルー 1ーォクチルォキシー4ーピペリジル）デカンジォエート等のヒンダードァ ミン系光安定剤等を挙げることができ、これらを 1種または 2種以上使用することがで きる。
[0053] 本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物は、アルミニウム含有部材の表面 の少なくとも一部に、すなわち、少なくともろう付しょうとする部分に必要量塗布して使 用することができる。未乾燥の状態での塗布量は l〜300gZm2が好ましぐ lg/m2 〜： LOOgZm2がさらに好ましい。 lgZm2未満では、塗布量が不足で、十分にフィレツ トが形成されない恐れがあり、好ましくない。一方、塗布量が 300gZm2を超えると、 過剰になり、ろう付後の外観を損なわせる恐れがある。乾燥させる場合には、乾燥後 の平均膜厚は、好ましくは 3〜500 μ m、より好ましくは 10〜150 μ mである。平均膜 厚が 3 m未満でも、ろう付は可能ではあるが、ろう付強度が不足する恐れがある。一 方、平均膜厚が 500 mを超えると、過剰になり、製造コストの上昇につながる恐れ がある。し力しながら、穴を塞ぐためや隙間を埋めるために本発明のアルミニウムろう 付用ペースト状組成物を使用する場合には、乾燥後の平均膜厚が 500 mに限定 されることはなく、乾燥後の平均膜厚が 500 mを超えても使用することができる。
[0054] 塗布の方法は、公知の方法を採用することができ、はけ塗り、スプレー塗装、ロール コーター、バーコ一ター、ドクターブレード等での方法を用いることができる。これらの 方法以外にも、本発明のアルミニウムろう付用ペースト状組成物にアルミニウム含有 部材を単に浸漬する等の方法でもよ 、。
[0055] ペースト状組成物の塗布後の乾燥は、通常、室温乾燥、必要に応じて 30〜150°C 程度の温度で乾燥させればよい。ろう付の方法は、特に限定されず、公知の方法を 採用することができるが、炉中でろう付する方法が特に好ましい。炉中でろう付する方 法は、人手をかけずに一度に大量にろう付することができ、工業生産に適している。 ろう付の温度はペースト状組成物の組成にもよる力 通常 450°C〜630°C程度であ る。雰囲気については、真空、 Ar、窒素等の非酸化性雰囲気が好ましい。ろう付雰 囲気中の酸素濃度については 200ppm以下、好ましくは lOOppm以下が望ましい。 酸素濃度が 200ppmを超える場合にはフラックス作用の低下、ろう材として用いられ るアルミニウム合金粉末の酸ィ匕等のためにろう付不良が発生する恐れがある。
[0056] 本発明のペースト状組成物は、ろう付可能なアルミニウム含有部材に適用すること ができ、たとえば、ヒーターコア、エバポレータ、コンデンサ等の熱交^^を構成する フィン ·ピン ·ノイブ ·チューブ ·プレート等のろう付接合に使用することができる。また 、本発明のペースト状組成物は、熱交^^に限定されることはなぐ各種機械部品、 車両部品、構造部品、スポーツ用品、 OA機器、 日用品等に適用可能である。
実施例
[0057] (実施例 1〜2)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 7kgfZc m2、ガスメタル比 2で噴霧することにより得られた Al— 12質量％Si合金粉末を分級し 、 45 m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V(— 45) (目開き 45 μ mの篩目を通過する粒子の質量割合)が表 1に示す値の粉末を得た。この粉末を用 いて、弗化物系フラックス (アルキャン社製、製品名 ノコロックフラックス 100)、プチ ルゴムバインダ (ェクソンィ匕学社製、製品名 ェクソンブチル 268)および有機溶剤（ト ルェン)を表 1に示す割合で配合してペースト状組成物を作製し、評価した。その結 果を表 1に示す。
[0058] (実施例 3〜4)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 lOkgfZ cm2,ガスメタル比 4で噴霧することにより得られた Al— 12質量0 /0Si合金粉末を分級 し、 45 m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V (—45)が表 1に示 す値の粉末を得た。この粉末を用いて、弗化物系フラックス (アルキャン社製、製品名 ノコロックフラックス 100)、ブチルゴムバインダ (ェクソンィ匕学社製、製品名 ェクソン ブチル 268)および有機溶剤（トルエン)を表 1に示す割合で配合してペースト状組成 物を作製し、評価した。その結果を表 1に示す。
[0059] (実施例 5〜6)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 5kgfZc m2、ガスメタル比 1で噴霧することにより得られた Al— 12質量％Si合金粉末を分級し 、 45 m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V(—45)が表 1に示す 値の粉末を得た。この粉末を用いて、弗化物系フラックス (アルキャン社製、製品名 ノコロックフラックス 100)、ブチルゴムバインダ (ェクソンィ匕学社製、製品名 ェクソン ブチル 268)および有機溶剤（トルエン)を表 1に示す割合で配合してペースト状組成 物を作製し、評価した。その結果を表 1に示す。
[0060] (比較例 1〜2)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 20kgfZ cm2,ガスメタル比 10で噴霧することにより得られた Al— 12質量％Si合金粉末を 45 m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V (—45)が表 1に示す値の 粉末を得た。この粉末を用いて、実施例 1〜2と同様にしてペースト状組成物を作製 し、評価した。その結果を表 1に示す。
[0061] (比較例 3〜4)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 lOkgfZ cm2,ガスメタル比 10で噴霧することにより得られた Al— 12質量％Si合金粉末を 45 m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V (—45)が表 1に示す値の 粉末を得た。この粉末を用いて、実施例 3〜4と同様にしてペースト状組成物を作製 し、評価した。その結果を表 1に示す。
[0062] (比較例 5〜6)
アルミニウム含有粉末として、ガスアトマイズ装置を用いて、窒素ガス圧力 5kgfZc m2、ガスメタル比 10で噴霧することにより得られた Al— 12質量％Si合金粉末を 45 μ m目開きの篩目として金網を通過させることによって、 V (— 45)が表 1に示す値の粉 末を得た。この粉末を用いて、実施例 5〜6と同様にしてペースト状組成物を作製し、 評価した。その結果を表 1に示す。
[0063] (従来例）
平均粒径が 8 μ mの市販の純アルミニウム粉末 (純度 99. 9質量％)と平均粒径 4. 8 μ mのけい素粉末 (純度 99. 9質量0 /0)とを 1： 1の配合割合で、 Vブレンダーを用い て 30分間混合することにより、表 1に示す特性のアルミニウム混合粉末を得た。この 混合粉末を用いて、弗化物系フラックス (アルキャン社製、製品名 ノコロックフラック ス 100)、ブチルゴムバインダ (ェクソンィ匕学社製、製品名 ェクソンブチル 268)およ び有機溶剤（トルエン)を表 1に示す割合で配合して、ペースト状組成物を作製し、評 価した。その結果を表 1に示す。 [0064] なお、表 1に示す各特性は次のように評価した。表 1中、下線を付した数値は、本発 明の範囲を外れていることを示す。
[0065] (D (10)、 D (50)、 D (90) )
アルミニウム含有粉末中に粒径 D μ m以下の粒子が含まれる体積割合として Q容 量％を横軸 D /z m 縦軸 Q容量％のグラフにプロットした累積粒度曲線において、 Q 容量％に対応する粒径 D /z mを D (Q) /z mと表す。一例として、実施例 2と比較例 4 で得られた累積粒度曲線を図 2に示す。
[0066] なお、粒径は、レーザー回折式粒度測定装置 (Honeywell社製、製品名 マイクロ トラック HRA)により測定した。
[0067] (V (— 45) )
V(-45) (目開き 45 μ mの篩目を通過する粒子の質量割合）は、目開き 45 μ mの ステンレス合金 ¾[IS標準篩い用金網を通過したアルミニウム含有粉末の質量 Bと通 過前のアルミニウム含有粉末の質量 Aとから、次式に従って求めた。
[0068] V(-45) = (B/A) X 100 (%)
(流動度）
JIS Z— 2502に基づき、 50gの粉末力 S直径 2. 63mmのオリフィスを通過するのに 要する時間として求めた。
[0069] (ペーストの滑らかさ）
目視により、ペースト組成物の滑らかさを以下の基準で判定した。
[0070] A：非常に滑らかで、表面にツヤがある。
[0071] B:滑らかである力 ツヤが僅かしかない。
[0072] C :表面につやが無ぐペースト表面がざらざらしている。
[0073] (残炭）
作製したペースト状組成物を刷毛で 3003アルミニウム板（60 X 50 X 2mm)の片面 に (乾燥後の平均膜厚で 100 μ m)塗布した後、希釈用有機溶剤 (トルエン)を完全に 蒸発させるために、温度 105°Cで 5分間加熱し、乾燥後の塗板をアルミニウム箔で包 んだ状態 (クローズド状態)で窒素ガス雰囲気（窒素ガスフロー 4Nm3Z時間）の炉に 入れて温度 530°Cで 5分間保持して冷却した後、炉から取り出し、ろう付部の表面を 目視にて観察した。残炭状況を以下の基準で判定した。
[0074] A：まったく黒変化していない。
[0075] B:若干黒点部あるが気にならない。
[0076] C :明らかに黒変部ある力 全体の半分未満である。
[0077] D:全体の半分以上が黒っぽい。
[0078] E：全体が黒っぽく商品価値がな!、。
[0079] (フィレット形成）
図 1に示すように、上記で作製した塗板 1の塗布面の中央に 3003アルミニウム板 2 を垂直に立て、ステンレスワイヤーで仮留めした後、窒素ガス雰囲気（窒素ガスフロ 一 4Nm3Z時間）の炉に入れて温度 600°Cで 3分間保持してろう付を行った。冷却し た後、炉から取り出し、ろう付部のフィレット 3の形成性を評価するために、図 1に示す のど厚 dを測定した。のど厚は、図 1の紙面に垂直な方向にそって複数箇所の厚みを 測定し、その最大値と最小値を求めた。得られた最大のど厚 (dmax)と最小のど厚（ dmin)とから、次式に従ってフィレット形成性を評価した。
[0080] dminZdmax=フィレット形成性（％)
A:フィレットの形状具合が良好である（フィレット成形性 80%以上)。
[0081] B:フィレットは形成されている力 やや不均一である（フィレット形成性 50〜79%)
[0082] C :フィレットは形成されている力 かなり不均一である（フィレット形成性 30〜49 %)。
[0083] D:フィレットが十分に形成されておらず、切れがある（フィレット形成性 0〜29%)
[0084] [表 1]
Figure imgf000018_0001
表 1の結果から、本発明の実施例のアルミニウムろう付用ペースト状組成物を用い ることにより、ろう付後のフィレットの外観を良好にすることができ、黒変化を生じさせ ないことがわ力る。 [0086] 以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なも のではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例 ではなぐ特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範 囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
産業上の利用可能性
[0087] 本発明のペースト状組成物は、ろう付可能なアルミニウム含有部材に適用すること ができ、たとえば、ヒーターコア、エバポレータ、コンデンサ等の熱交換器を構成する フィン ·ピン ·ノイブ ·チューブ ·プレート等のろう付接合に使用することができる。また 、本発明のペースト状組成物は、熱交^^に限定されることはなぐ各種機械部品、 車両部品、構造部品、スポーツ用品、 OA機器、 日用品等に適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] アルミニウム含有粉末を含むアルミニウムろう付用ペースト状組成物であって、 前記アルミニウム含有粉末中に粒径 D μ m以下の粒子が含まれる体積割合として Q容量％を横軸 D /z m、縦軸 Q容量％のグラフにプロットした累積粒度曲線において 、 Q容量％に対応する粒径 D μ mを D (Q) μ mと表した場合、 D (50) μ mが 20 μ m 以上、 150 /z m以下であり、かつ、 D (90) μ ηι/Ό ( 10) mの値が 5以下であり、 目開き 45 μ mの篩目を通過する前記アルミニウム含有粉末中の粒子の質量割合 力 S50%以下であり、
前記アルミニウム含有粉末の流動度が 80秒 Z50g以下であることを特徴とする、ァ ルミニゥムろう付用ペースト状組成物。
[2] 前記アルミニウム含有粉末を 10質量％以上 70質量％以下、弗化物フラックスを 2 質量％以上 50質量％以下、バインダを 1質量％以上 15質量％含み、残部が実質的 に有機溶剤力もなる、請求項 1に記載のアルミニウムろう付用ペースト状組成物。
[3] 前記バインダが、ブチルゴム、石油榭脂、アクリル榭脂およびアルキッド榭脂からな る群より選ばれた少なくとも 1つを含む、請求項 2に記載のアルミニウムろう付用ぺー スト状組成物。
[4] 前記アルミニウム含有粉末は、アルミニウム一け!/、素系の合金粉末、または、アルミ ユウム け 、素 亜鉛系の合金粉末である、請求項 1に記載のアルミニウムろう付用 ペースト状組成物。
[5] 前記アルミニウム含有粉末は、アルミニウム粉末とけ 、素粉末の混合粉末、または、 アルミニウム粉末とけ 、素粉末と亜鉛粉末の混合粉末である、請求項 1に記載のアル ミニゥムろう付用ペースト状組成物。
[6] カップリング剤をさらに含む、請求項 1に記載のアルミニウムろう付用ペースト状組 成物。
[7] 請求項 1に記載のアルミニウムろう付用ペースト状組成物が少なくとも一部の表面 に塗布された、アルミニウム含有部材。
[8] 請求項 1に記載のアルミニウムろう付用ペースト状組成物を一方のアルミニウム含 有部材の少なくとも一部の表面に塗布した後、一方のアルミニウム含有部材と他方の アルミニウム含有部材とのろう付を行う、アルミニウム含有部材のろう付方法。
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