WO2017065191A1 - アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法 - Google Patents

アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017065191A1
WO2017065191A1 PCT/JP2016/080292 JP2016080292W WO2017065191A1 WO 2017065191 A1 WO2017065191 A1 WO 2017065191A1 JP 2016080292 W JP2016080292 W JP 2016080292W WO 2017065191 A1 WO2017065191 A1 WO 2017065191A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brazing
aluminum alloy
mass
core material
atoms
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/080292
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知樹 山吉
敦志 福元
Original Assignee
株式会社Uacj
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 株式会社Uacj filed Critical 株式会社Uacj
Priority to EP16855444.2A priority Critical patent/EP3363583A4/en
Priority to CN201680060647.0A priority patent/CN108136547A/zh
Priority to US15/768,637 priority patent/US20180304415A1/en
Publication of WO2017065191A1 publication Critical patent/WO2017065191A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent
    • B23K35/288—Al as the principal constituent with Sn or Zn
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • B23K35/0238—Sheets, foils layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet used for brazing aluminum or an aluminum alloy in an inert gas atmosphere without using a flux, and a brazing method using the same.
  • Brazing joining is widely used as a joining method for aluminum products having many fine joints such as aluminum heat exchangers and machine parts.
  • it is essential to break the oxide film covering the surface, expose the molten brazing material, and wet it with the base material or the molten brazing material.
  • a method of using a flux in a nitrogen gas furnace and a method of not using a flux in a vacuum heating furnace, both of which have been put into practical use.
  • the flux reacts with the oxide film during brazing addition heat and destroys the oxide film.
  • the cost of the flux and the cost of the process of applying the flux increase.
  • the flux is applied unevenly, there is a risk that poor brazing will occur.
  • a method that does not use flux in a vacuum heating furnace uses a brazing material made of an Al-Si-Mg alloy, and Mg in the brazing material evaporates by heating in vacuum, destroying the oxide film on the surface of the material. To do.
  • expensive vacuum heating equipment is required.
  • evaporated Mg adheres in the furnace there is a problem that the maintenance cost for removing the adhered Mg is high. Therefore, there is an increasing need for joining without using flux in a nitrogen gas furnace.
  • Patent Document 1 proposes that surface bonding is possible by including Mg in the brazing material.
  • Patent Document 2 proposes that a fillet can be formed with a simple fin / tube joint by containing Mg in the core material and diffusing Mg into the brazing material during the brazing heat.
  • these methods cannot form a sufficient fillet in a practical joint having a gap without flux application. That is, in these methods, after the oxide film is separated into particles with Mg, the new surface of the molten brazing material is exposed and wetted by an external force such as a difference in thermal expansion between the molten brazing material and the oxide film or the flow of the brazing.
  • Patent Document 1 proposes that it is effective to suppress the thickness of the MgO film existing on the oxide film before the brazing heat.
  • Patent Document 1 in which 0.1% or more of Mg is contained in the brazing material, in a practical joint, the MgO-based film is partially formed during brazing addition heat, and the formation of fillet is inhibited. Fillet breakage occurs.
  • Patent Document 3 a material containing 0.05% or more of Mg in a brazing material is subjected to pickling treatment before brazing heat to remove the MgO-based film, and can be brazed flexibly. We propose a method to do this.
  • the formation of the MgO-based film during brazing addition heat cannot be sufficiently suppressed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is a brazing method in which brazing is performed in an inert gas atmosphere without using a flux, and the brazing is excellent in brazing properties. It is to provide a method and an aluminum alloy brazing sheet used therefor.
  • the present invention (1) is an aluminum alloy brazing sheet used for brazing in an inert gas atmosphere not using a flux, An aluminum or aluminum alloy core material, and an aluminum alloy brazing material clad on one or both sides of the core material and containing 4.0 to 13.0% by mass of Si, Either one or both of the core material and the brazing material are either one or two of X atoms (X is Mg, Li, Be, Ca, Ce, La, Y, and Zr).
  • each X atom in the core material contains 0.01 to 2.0 mass%
  • the content of each X atom in the brazing material is 0.001 to 0.03% by mass
  • both the core material and the brazing material contain X atoms
  • the content of each X atom in the core material is 0.01 to 2.0% by mass
  • each X atom in the brazing material contains The content is 0.001 to 0.03% by mass
  • An aluminum alloy characterized in that an oxide particle containing X atoms having a volume change rate of 0.99 or less with respect to an oxide film before brazing heating is a brazing sheet formed on the surface by brazing heating. A brazing sheet is provided.
  • the present invention (2) is a brazing method for brazing an aluminum alloy brazing sheet by brazing and heating it at a temperature of 580 to 615 ° C. in an inert gas atmosphere without using a flux.
  • the aluminum alloy brazing sheet is the aluminum alloy brazing sheet of (1),
  • the temperature is raised from 200 ° C. to the brazing temperature, and from 200 ° C. to the condition switching temperature, the temperature is raised in an inert gas atmosphere in which the dew point is controlled to ⁇ 20 ° C. or less, and the temperature is changed from the condition switching temperature.
  • the temperature is raised in an inert gas atmosphere in which the dew point is controlled to -40 ° C. or lower and the oxygen concentration is controlled to 100 ppm or lower;
  • the condition switching temperature is 450 ° C. or lower;
  • a brazing method characterized by the above is provided.
  • Test No. of Example It is a SEM photograph of the surface of a test material after 30 brazing heatings.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet used for brazing in an inert gas atmosphere without using a flux, An aluminum or aluminum alloy core material, and an aluminum alloy brazing material clad on one or both sides of the core material and containing 4.0 to 13.0% by mass of Si, Either one or both of the core material and the brazing material are either one or two of X atoms (X is Mg, Li, Be, Ca, Ce, La, Y, and Zr).
  • each X atom in the core material contains 0.01 to 2.0 mass%
  • the content of each X atom in the brazing material is 0.001 to 0.03% by mass
  • both the core material and the brazing material contain X atoms
  • the content of each X atom in the core material is 0.01 to 2.0% by mass
  • each X atom in the brazing material contains The content is 0.001 to 0.03% by mass
  • An aluminum alloy characterized in that an oxide particle containing X atoms having a volume change rate of 0.99 or less with respect to an oxide film before brazing heating is a brazing sheet formed on the surface by brazing heating. It is a brazing sheet.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is an aluminum alloy brazing sheet used for brazing of aluminum or an aluminum alloy by brazing and heating in an inert gas atmosphere without using a flux.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention comprises a core material made of aluminum or an aluminum alloy and a brazing material made of an aluminum alloy clad on one or both surfaces of the core material.
  • the core material and the brazing material are X atoms
  • X is Mg, Li, Be, Ca, Ce, La, Y, and Zr. Any 1 type or 2 types or more of these are contained. That is, in the aluminum alloy brazing sheet of the present invention, (A) the form in which only the core material contains X atoms, (B) the form in which only the brazing material contains X atoms, (C) both the core material and the brazing material are X There are forms containing atoms.
  • the X atom is a general term for Mg, Li, Be, Ca, Ce, La, Y, and Zr, and indicates one or more of these atoms.
  • X atoms break the oxide film formed on the surface of the brazing material during brazing heating, and effectively expose the new surface of the molten brazing material. And since the X atom has an oxide formation energy smaller than that of Al, the oxide film containing Al as a main component is reduced during brazing heating to form an oxide containing particulate X atoms.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention has a volume change rate of 0.99 or less with respect to the oxide film formed on the brazing material surface before brazing by brazing heating in an inert gas atmosphere not using a flux,
  • the volume change rate with respect to the oxide film formed on the surface of the brazing material before brazing is within the above range, and X atoms that are in the form of particles are added.
  • the new surface of the brazing material is effectively exposed during brazing heating, so that the aluminum alloy brazing sheet has excellent brazing properties.
  • the volume change rate of the oxide formed on the surface of the brazing material relative to the oxide film formed on the surface of the brazing material before brazing is as described above.
  • the volume change rate of the oxide particles containing X atoms formed by brazing heating is the volume change rate with respect to the oxide film formed on the brazing material surface before brazing.
  • the volume per oxygen atom is calculated by dividing the molecular weight of the oxide by the density of the oxide.
  • X atom (X is Mg, Li, Be, Ce, La, Y, and Zr) has an oxide generation free energy smaller than that of Al, and can not only reduce the oxide film, but also has a volume change rate. Since an oxide of 0.99 or less can be formed, the brazing heating in an inert gas atmosphere that does not use a flux effectively contains a new surface of the brazing material during brazing heating. Is an atom.
  • the volume change rate of MgO is 0.994, but the volume change rate of MgAl 2 O 4 is 0.863, which is smaller than 0.99.
  • Ba, Th, Nd, and the like are atoms that have an oxide generation free energy smaller than Al, but are not effective contained atoms because there is no oxide having a volume change rate of 0.99 or less.
  • the volume change rates of BaO and BaAl 2 O 4 are 2.366 and 1.377, respectively, and there is no oxide having a volume change rate of 0.99 or less in Ba.
  • BeAl 2 O 4 (same as 0.763), CaAl 12 O 19 (same as 0.967), CeAlO 3 (same as 0.957), LaAlO 3 (same as 0.965), ZrO 2 (same as 0.947), Y 3 Al 5 O 12 (0.960).
  • the content of each X atom in the core material is 0.01 to 2.0 mass%, preferably 0.1 to 1%.
  • the content of each X atom in the brazing material is 0.001 to 0.03 mass%, preferably 0.005 to 0. 0.025% by mass
  • the content of each X atom in the core material is 0.01 to 2.0% by mass, preferably 0.1%.
  • the content of each X atom in the brazing material is 0.001 to 0.03% by mass, preferably 0.005 to 0.025% by mass.
  • the content of X atoms in the brazing material is less than the above range, the effect of destroying the oxide film by X atoms becomes poor, and if it exceeds the above range, X atoms are oxidized during brazing heating, and the volume An oxide having a change rate exceeding 0.99 is formed.
  • the content of each X atom in the core material is less than the above range, the diffusion effect of the X atom in the brazing material is insufficient, so that the effect of destroying the oxide film becomes poor.
  • each X atom in the core material and the brazing material is the content of one kind of X atom when the core material or the brazing material contains only one kind of X atom.
  • a material contains 2 or more types of X atoms, it is content of each of those 2 or more types of X atoms.
  • the core material may be formed of aluminum (containment of inevitable impurities is allowed), or may be formed of an aluminum alloy containing predetermined atoms and the balance aluminum and inevitable impurities.
  • the aluminum alloy according to the core material has an X atom content of 2.0% by mass or less, a Mn of 1.8% by mass or less, Si of 1.2% by mass or less, 1.0% by mass or less of X atom.
  • each of the aluminum alloys according to the above core material contains 0.01 to 2.0% by mass, preferably 0.1 to 1.8% by mass, and only the form (B), that is, the brazing material contains X atoms.
  • content of each X atom in the aluminum alloy which concerns on said core material is 0 mass%.
  • Mn functions effectively for strength improvement and potential adjustment.
  • the Mn content in the core material is 1.8% by mass or less. If the Mn content in the core exceeds 1.8% by mass, cracking is likely to occur during material rolling. Further, the Mn content in the core material is preferably 0.3% by mass or more from the viewpoint that the effect of improving the strength is easily obtained.
  • Si functions to improve the strength.
  • the Si content in the core material is 1.2% by mass or less.
  • the Si content in the core exceeds 1.2 mass%, the melting point becomes too low, local melting occurs during brazing, causing deformation in the core and lowering the corrosion resistance.
  • the Si content in the core material is preferably 0.1% by mass or more from the viewpoint of easily obtaining the effect of improving the strength.
  • Fe functions to improve the strength.
  • the Fe content in the core material is 1.0% by mass or less.
  • the Fe content in the core exceeds 1.0 mass%, the corrosion resistance is lowered and a huge precipitate is easily generated.
  • the Fe content in the core material is preferably 0.1% by mass or more from the viewpoint that an effect of improving the strength is easily obtained.
  • Cu functions for strength improvement and potential adjustment.
  • the Cu content in the core material is 1.5% by mass or less. If the Cu content in the core exceeds 1.5% by mass, intergranular corrosion tends to occur, and the melting point becomes too low. Moreover, 0.05 mass% or more is preferable at the point which Cu content in a core material becomes easy to acquire the effect of a strength improvement.
  • Zn functions for potential adjustment.
  • the Zn content in the core material is 3.0% by mass or less.
  • the Zn content in the core exceeds 3.0% by mass, the natural electrode potential becomes too low and the penetration life due to corrosion is shortened.
  • the Zn content in the core material is preferably 0.1% by mass or more from the viewpoint that the effect of potential adjustment is easily obtained.
  • Ti functions to cause the corrosion to progress in layers.
  • the Ti content in the core material is 0.2% by mass or less. If the Ti content in the core material exceeds 0.2% by mass, huge precipitates are likely to be generated, which hinders rollability and corrosion resistance. Further, the Ti content in the core material is preferably 0.06% by mass or more from the viewpoint that the layered corrosion effect is easily obtained.
  • the aluminum alloy related to the brazing filler metal contains 4.0 to 13.0% by mass of Si, X atoms having a content of each X atom of 0.03% by mass or less, and Bi of 0.2% by mass or less. It is an aluminum alloy containing the balance aluminum and inevitable impurities.
  • the brazing material contains 4.0 to 13.0% by mass of Si. If the Si content in the brazing material is less than the above range, the bondability is inferior, and if it exceeds the above range, cracks are likely to occur during production of the material, making it difficult to produce a brazing sheet.
  • Fe is an unavoidable impurity present in the aluminum base metal, and if it is 0.8% by mass or less, the effect of the present invention is not hindered. Although some bullion has a low content of Fe, the cost increases when a pure bullion is used. In consideration of reuse of aluminum scrap collected from the city, the Fe content is allowed to be 0.8% by mass or less.
  • Bi functions effectively to reduce the surface tension of the Al—Si molten brazing.
  • the Bi content in the brazing material is 0.2% by mass or less. If the Bi content in the brazing material exceeds 0.2% by mass, both surfaces of the brazing material after brazing will turn black and brazing performance will be low. Further, the Bi content in the brazing material is preferably 0.004% by mass or more from the viewpoint that the effect of reducing the surface tension is easily obtained.
  • An oxide film is formed on the surface of the brazing material of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention.
  • the molar ratio in terms of atoms of each X atom to Al of the oxide film formed on the surface of the brazing material of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is preferably 0.2 or less. Since the molar ratio (X atom / Al) of each X atom to X of the oxide film formed on the surface of the brazing material is within the above range, it is formed on the brazing material surface before brazing.
  • the volume change rate of the oxide containing X atoms formed by brazing heating to the oxide film is likely to be 0.99 or less.
  • the oxide film formed on the surface of the brazing material of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention contains two or more kinds of X atoms
  • the molar ratio of each X atom to Al is 0.2 or less.
  • the molar ratio of X atoms to Al in terms of atoms is 0.2 or less.
  • the thickness of the oxide film formed on the surface of the brazing material of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is preferably 30 nm or less because the oxide film is easily destroyed. When the thickness of the oxide film formed on the surface of the brazing material exceeds 30 nm, the destruction of the oxide film is difficult to proceed.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention may be a brazing sheet in which a brazing material is clad on one side of a core material and a sacrificial anode material is clad on the other side.
  • the sacrificial anode material is for imparting anticorrosion properties to the sacrificial anode material side, and contains 0.9 to 6.0% by mass of Zn, and is made of an aluminum alloy composed of the balance aluminum and inevitable impurities. If the Zn content in the aluminum alloy related to the sacrificial anode material is less than the above range, the anticorrosion effect becomes insufficient, and if it exceeds the above range, corrosion is accelerated and the corrosion penetration life is reduced.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is formed by superposing a core material containing a predetermined additive component and a brazing material, or superposing a core material containing a predetermined additive component, a brazing material and a sacrificial anode material, and hot rolling. After that, it is processed into a sheet thickness of about 2 to 3 mm while still hot, and then processed by cold rolling to a thickness of about 1 to 2 mm for a thick one and about 0.05 mm for a thin one. Is obtained. Intermediate annealing or final annealing is performed during these manufacturing processes.
  • a preferred embodiment of a method for producing an aluminum alloy brazing sheet of the present invention is a method in which a core material and a brazing material are overlapped.
  • a method (1) for producing an aluminum alloy brazing sheet of the present invention is a method in which a core material and a brazing material are overlapped.
  • an aluminum alloy brazing sheet is obtained by superimposing a core material, a brazing material, and a sacrificial anode material, and then rolling hot and cold to obtain a brazing sheet.
  • a method of manufacturing an aluminum alloy brazing sheet for annealing The core material is made of aluminum or an aluminum alloy, and the brazing material is made of an aluminum alloy containing 4.0 to 13.0% by mass of Si, Either one or both of the core material and the brazing material are either one or two of X atoms (X is Mg, Li, Be, Ca, Ce, La, Y, and Zr).
  • the intermediate annealing or final annealing performed during the manufacturing process the intermediate annealing or final annealing is performed by heating at 250 to 450 ° C for 1 hour or longer in an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled to 1000 ppm or less and the dew point is controlled to -20 ° C or less. Then, the furnace is discharged at 250 ° C. or lower. This is a method for producing an aluminum alloy brazing sheet.
  • the types and contents of additive components in the core material, the brazing material and the sacrificial anode material that are superposed before hot rolling are as follows. This is the same as the components in the core material, brazing material and sacrificial anode material related to the brazing sheet, and their contents.
  • the core material contains X atoms having a content of each X atom of 2.0% by mass or less, 1.8% by mass or less, preferably 0.3 to 1.8% by mass of Mn, 1.2% by mass or less.
  • the content of each X atom in the aluminum alloy according to the core material is 0.01-2.
  • the content of each X atom in the aluminum alloy according to the core material is 0% by mass. %.
  • the brazing material contains 4.0 to 13.0% by mass of Si and X atoms having a content of each X atom of 0.03% by mass or less, and if necessary, 0.2% by mass or less,
  • the aluminum alloy contains 0.004 to 0.2% by mass of Bi and the balance is aluminum and unavoidable impurities.
  • the content of each X atom in the aluminum alloy related to the brazing material is 0% by mass, and the form in which only the brazing material contains X atoms or In the form in which both the core material and the brazing material contain X atoms, the content of each X atom in the aluminum alloy related to the brazing material is 0.001 to 0.03 mass%, preferably 0.005 to 0. 0.025% by mass.
  • the core material and the brazing material are overlapped, or the core material, the brazing material and the sacrificial anode material are overlapped, and then hot rolling and cold rolling are performed.
  • hot rolling a laminated plate is formed at 400 to 550 ° C., and then processed to a plate thickness of 2 to 3 mm while still hot.
  • cold rolling cold rolling is performed a plurality of times to process to a predetermined aluminum alloy brazing sheet thickness.
  • intermediate annealing or final annealing is performed between cold rolling and cold rolling, or after the last cold rolling.
  • the intermediate concentration or final annealing is performed at 250 to 450 ° C. in an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled to 1000 ppm or less and the dew point is ⁇ 20 ° C. or less.
  • the intermediate annealing or final annealing is performed by heating for 1 hour or longer, and then the furnace is discharged at 250 ° C. or lower. Since intermediate annealing or final annealing is a high-temperature process, it greatly affects the state of the oxide film.
  • Intermediate annealing or final annealing is performed in an atmosphere in which the oxygen concentration is controlled to 1000 ppm or less and the dew point is controlled to -20 ° C. or less.
  • the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is used for brazing in an inert gas atmosphere that does not use a flux.
  • the brazing method of the present invention is a brazing method in which brazing is performed by brazing an aluminum alloy brazing sheet at a temperature of 580 to 615 ° C. in an inert gas atmosphere without using a flux.
  • the aluminum alloy brazing sheet is the aluminum alloy brazing sheet of the present invention.
  • the temperature is raised from 200 ° C. to the brazing temperature, and from 200 ° C. to the condition switching temperature, the temperature is raised in an inert gas atmosphere in which the dew point is controlled to ⁇ 20 ° C. or less, and the temperature is changed from the condition switching temperature.
  • the temperature is raised in an inert gas atmosphere in which the dew point is controlled to -40 ° C. or lower and the oxygen concentration is controlled to 100 ppm or lower;
  • the condition switching temperature is 450 ° C. or lower; It is the brazing method characterized by this.
  • the brazing method of the present invention is a brazing method in which the above-described aluminum alloy brazing sheet of the present invention is used and brazing is performed in an inert gas atmosphere without using a flux.
  • the brazing temperature is 580 to 615 ° C, preferably 590 to 605 ° C. If the brazing temperature is lower than the above range, the molten brazing material will not be sufficiently generated, resulting in poor bonding, and if it exceeds the above range, erosion of the core material due to melting brazing or deformation of the core material will occur. This results in poor bonding.
  • the brazing heating time is preferably 1 to 15 minutes, particularly preferably 3 to 10 minutes.
  • the inert gas in the atmosphere is nitrogen gas or argon gas.
  • the oxygen concentration in the atmosphere is 1 to 100 ppm, preferably 1 to 50 ppm, and the dew point is ⁇ 20 ° C. or lower, preferably ⁇ 40 ° C. or lower.
  • the aluminum alloy brazing sheet used in the brazing method of the present invention is the same as the above-described aluminum alloy brazing sheet of the present invention.
  • the temperature is raised from 200 ° C. to the brazing temperature, and from 200 ° C. to the condition switching temperature, in an inert gas atmosphere in which the dew point is controlled to ⁇ 20 ° C. or less (first condition) ), And from the condition switching temperature to the brazing temperature, the temperature is raised in an inert gas atmosphere (second condition) in which the dew point is controlled to ⁇ 40 ° C. or lower and the oxygen concentration is controlled to 100 ppm or lower. . And it switches from 1st conditions to 2nd conditions at the temperature of 450 degrees C or less.
  • the volume change rate with respect to the oxide film is over 0.99, and it is difficult to produce a new surface in the molten brazing, so that the brazing property is lowered. Therefore, in the temperature range of 200 to 450 ° C., it is necessary to manage the dew point of the atmosphere at ⁇ 20 ° C. or lower. Further, since oxidation occurs in the temperature range of 450 ° C. to brazing temperature during the temperature rise, it is necessary to control the oxygen concentration in the atmosphere to 100 ppm or less. Further, in the temperature range of 450 ° C. to brazing temperature, when the dew point exceeds ⁇ 40 ° C., hydroxylation occurs and a hydroxide of X atoms is generated.
  • the hydroxide of X atoms is dehydrated when the temperature rise is continued thereafter, and contains X atoms whose volume change rate with respect to the oxide film formed on the surface of the brazing material before brazing heating exceeds 0.99. Therefore, it is difficult to produce a new surface in the molten brazing, so that the brazing property is lowered. Therefore, it is necessary to control the dew point of the atmosphere to -40 ° C. or lower in the temperature range of 450 ° C. to brazing temperature. For this reason, in the brazing method of the present invention, when the temperature is increased from 200 ° C. to the brazing temperature, the temperature is increased from 200 ° C. using the atmospheric conditions as the first condition, and at a temperature of 450 ° C.
  • the temperature is increased by switching the atmosphere condition from the first condition to the second condition.
  • the temperature is switched from the first condition to the second condition at 450 ° C. or less in the temperature increase, the effect of the present invention is achieved, but if the temperature for switching the condition is too low, the atmosphere is in a good state. Therefore, it takes time to select the condition switching temperature within the range of 200 to 450 ° C. in consideration of productivity.
  • the temperature is raised to the brazing temperature under the condition that a hydroxide of X atoms is hardly generated. Therefore, during brazing heating, the brazing of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is performed. The effect of destroying the oxide film on the surface of the material and exposing the new surface of the molten brazing can be prevented from being damaged by the generation of hydroxide of X atoms. Therefore, the brazing method of the present invention is excellent in brazing property and bonding property.
  • the aluminum alloy sheet obtained by performing the brazing method of the present invention in other words, the aluminum alloy brazing sheet after brazing and heating by the brazing method of the present invention has a volume change rate of 0 with respect to the oxide film before brazing heating. Oxide particles containing X atoms that are .99 or less are formed on the surface.
  • the brazing material, the sacrificial anode material and the core material having the compositions shown in Table 1 and Table 2 are each ingot-cast by continuous casting. Only the core material to be clad was chamfered to a size of 27 mm, and the core material to clad the brazing material and the sacrificial anode material was chamfered to a size of 25.5 mm.
  • the obtained ingot was hot-rolled to a thickness of 3 mm and cut into dimensions of 163 mm in length and 163 mm in width.
  • the sacrificial anode material the obtained ingot was hot-rolled to a thickness of 3 mm, then cold-rolled to 1.5 mm, and cut into dimensions of 163 mm in length and 163 mm in width.
  • the prepared brazing material, core material and sacrificial anode material are hot-rolled and cold-rolled according to a conventional method to a thickness of 0.4 mm, and then in a nitrogen gas atmosphere, an oxygen concentration of 500 ppm and a dew point of ⁇ 30 ° C. Was annealed at 220 ° C. to obtain a soft clad plate material.
  • the obtained clad plate material was used as a test material.
  • the thickness of the oxide film of the test material was measured by GD-OES (glow discharge emission analysis method). The analysis was performed in the depth direction from the material surface by GD-OES, and the position of the peak half-value width of the measured oxygen element was defined as the oxide film thickness.
  • the molar ratio (X atom / Al) of each X atom with respect to aluminum in the oxide film was similarly analyzed by GD-OES.
  • the test material was pressed into a cup shape, degreased only with acetone, and assembled to the cup test piece shown in FIG. Inside the cup test piece, a 0.13 mm thick 3003 alloy plate was formed and degreased fins were placed, and brazing was performed by brazing and heating in a nitrogen gas furnace without using a flux. .
  • the nitrogen gas furnace was a two-chamber experimental furnace, and the conditions during brazing temperature increase were those shown in Table 3.
  • the ultimate temperature of the test piece was 600 ° C.
  • the fillet formed on the outer side of the flare joint A: continuously fillet of uniform size
  • B fillet in a state where the fillet size varies but uniform fillet is formed more than 80%
  • D fillet is partially cut off and not continuous
  • E almost no fillet formed or unbonded. Among these, A to C were judged to be acceptable levels.
  • the volume change rate of the oxide particles containing X atoms formed after brazing with respect to the oxide film before brazing heating is first determined by the oxide particles containing X atoms formed by thin film X-ray diffraction.
  • the volume per one oxygen atom is obtained by dividing the molecular weight of the oxide by the density described in the known literature, and this is determined as one oxygen atom in the oxide film before brazing heating. It was determined by dividing by the per volume. In thin film X-ray diffraction, measurement was performed at an incident angle of 1 °. Volume per one oxygen atom of the oxide film before brazing heating, the film component is Al 2 O 3, its density is obtained as 3.0 g / cm 3.
  • Example 4 A clad plate material of a combination of a brazing material, a core material and a sacrificial anode material shown in Table 4 was produced, and the obtained clad plate material was analyzed and a performance test of brazing performance was performed. The results are shown in Table 4. In addition, Test No. An SEM photograph (30,000 magnifications) of 30 surfaces is shown in FIG. In this SEM photograph, particles that look like white spots are oxide particles containing X atoms, and a flat surface that looks black is a new surface formed on the surface of the brazing material during brazing heating.
  • a clad plate material of a combination of a brazing material, a core material and a sacrificial anode material shown in Table 5 was prepared, and the obtained clad plate material was analyzed and a performance test of brazing performance was performed. The results are shown in Table 5. Since the test material 34 has a high Si content in the brazing material, cracks occurred during the rolling of the material, and therefore analysis and performance tests could not be performed. In the test pieces 39 and 40, the brazing material surface after brazing was blackened. In the test material 42, erosion of the molten braze progressed, and deformation was observed in the test material after brazing. Since the test material 43 had a high Zn content in the sacrificial anode material, cracks occurred during the rolling of the material, so analysis and performance tests could not be performed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

心材及びろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、ろう付け加熱により、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が表面に形成されるアルミニウム合金ブレージングシートを、２００℃からろう付け温度まで、先ず、露点が－２０℃以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温し、次いで、露点が－４０℃以下且つ酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温した後、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中で５８０～６１５℃の温度でろう付け加熱することにより、ろう付けを行うろう付け方法。　本発明によれば、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でろう付けを行うろう付け方法であって、ろう付性に優れるろう付け方法及びそれに用いるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することができる。

Description

アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法
　本発明は、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付けに用いられるアルミニウム合金ブレージングシート及びそれを用いるろう付け方法に関する。
　アルミニウム製の熱交換器や機械用部品など、細かな接合部を多数有するアルミニウム製品の接合方法としてろう付け接合が広く用いられている。アルミニウム又はアルミニウム合金をろう付け接合するには、表面を覆っている酸化皮膜を破壊して、溶融したろう材を露出させ、母材あるいは同じく溶融したろう材に濡れさせることが必須であり、酸化皮膜を破壊するためには、大別して窒素ガス炉中でフラックスを使用する方法と真空加熱炉中でフラックスを使用しない方法とがあり、いずれも実用化されている。
　窒素ガス炉中でフラックスを使用する方法では、ろう付加熱中にフラックスが酸化皮膜と反応し、酸化皮膜を破壊する。しかしながら、フラックスの費用およびフラックスを塗布する工程の費用が嵩む問題がある。また、フラックスが不均一に塗布された場合、ろう付不良が発生するリスクがある。一方、真空加熱炉中でフラックスを使用しない方法は、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金からなるろう材が用いられ、真空中での加熱によりろう材中のＭｇ蒸発し、材料表面の酸化皮膜を破壊する。しかしながら、高価な真空加熱設備が必要であるという欠点がある。また、蒸発したＭｇが炉内に付着するため、付着したＭｇを除去するメンテナンス費も高いという問題がある。そこで、窒素ガス炉中でフラックスを使用しないで接合するニーズが高まっている。
　こうしたニーズに応えるため、例えば、特許文献１では、ろう材中にＭｇを含有させることで、面接合が可能になると提案している。また、特許文献２では、心材中にＭｇを含有させ、ろう付加熱中にろう材中へＭｇを拡散させることで、単純なフィン／チューブ継手でフィレット形成が可能になると提案している。しかしながら、これらの手法では隙間を有する実践的な継手において、フラックス塗布なしでは十分なフィレットを形成することができない。すなわち、これらの手法は、酸化皮膜をＭｇによって粒子状にバラバラした後、溶融したろう材と酸化皮膜の熱膨張差あるいはろうの流動などの外力によって、溶融したろう材の新生面を露出させ、濡れを生じさせる。このため、これらの手法では、実践的な継手においては歪なフィレットを形成してしまう。実践的な継手においても均一なフィレットを形成させるためには、溶融したろう材の新生面をろう材表面の全面で露出させる必要がある。
　また、特許文献１では、ろう付加熱前の酸化皮膜上に存在するＭｇＯ皮膜の厚さを抑制することが有効であると提案している。しかしながら、ろう材に０．１％以上のＭｇを含有する特許文献１では、実践的な継手においては、ろう付加熱中にＭｇＯ系皮膜が部分的に形成し、フィレットの形成を阻害することで、フィレット切れが生じてしまう。一方、特許文献３では、ろう材に０．０５％以上のＭｇを含有した材料において、ろう付加熱前に酸洗処理を施すことで、ＭｇＯ系皮膜を除去し、フレックスレスでろう付可能にする手法を提案している。しかしながら、特許文献１と同じく、ろう付加熱中のＭｇＯ系皮膜の形成を十分には抑制できない。
特開２０１３－２１５７９７号公報 特開２００４－３５８５１９号公報 特開平１１－２８５８１７号公報
　本発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、その目的は、フラックスを使用しないで不活性ガス雰囲気中でろう付けを行うろう付け方法であって、ろう付性に優れるろう付け方法及びそれに用いるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することにある。
　上記の目的は、下記の本発明により達成される。
　すなわち、本発明（１）は、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付けに用いられるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
　アルミニウム又はアルミニウム合金の心材と、該心材の片面又は両面にクラッドされており、４．０～１３．０質量％のＳｉを含有するアルミニウム合金のろう材と、からなり、
　該心材及び該ろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、
　該心材のみがＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、
　該ろう材のみがＸ原子を含有する場合、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　該心材及び該ろう材の両方がＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、且つ、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　ろう付け加熱により、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が、表面に形成されるブレージングシートであること、を特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートを提供するものである。
　また、本発明（２）は、アルミニウム合金ブレージングシートを、フラックスを使用しないで、不活性ガス雰囲気中で５８０～６１５℃の温度でろう付け加熱することより、ろう付けを行うろう付け方法であり、
　該アルミニウム合金ブレージングシートが、（１）のアルミニウム合金ブレージングシートであり、
　２００℃からろう付け温度までの昇温を、２００℃から条件切り替え温度までは、露点が－２０℃以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行い、且つ、該条件切り替え温度からろう付け温度までは、露点が－４０℃以下且つ酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行うこと、
　該条件切り替え温度が４５０℃以下であること、
を特徴とするろう付け方法を提供するものである。
　本発明によれば、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付け方法であって、ろう付性に優れるろう付け方法及びそれに用いられるアルミニウム合金ブレージングシートを提供することができる。
実施例及び比較例におけるカップ試験片の組付けを示す図である。 実施例の試験Ｎｏ．３０のろう付け加熱後の試験材表面のＳＥＭ写真である。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付けに用いられるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
　アルミニウム又はアルミニウム合金の心材と、該心材の片面又は両面にクラッドされており、４．０～１３．０質量％のＳｉを含有するアルミニウム合金のろう材と、からなり、
　該心材及び該ろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、
　該心材のみがＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、
　該ろう材のみがＸ原子を含有する場合、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　該心材及び該ろう材の両方がＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、且つ、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　ろう付け加熱により、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が、表面に形成されるブレージングシートであること、を特徴とするアルミニウム合金ブレージングシートである。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、フラックスを使用しないで不活性ガス雰囲気中で、ろう付け加熱することにより、アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付けを行うろう付けに用いられるアルミニウム合金ブレージングシートである。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる心材と、心材の片面又は両面にクラッドされているアルミニウム合金からなるろう材と、からなる。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートでは、心材及びろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有する。つまり、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートには、（Ａ）心材のみがＸ原子を含有する形態、（Ｂ）ろう材のみがＸ原子を含有する形態、（Ｃ）心材及びろう材の両方がＸ原子を含有する形態、がある。なお、本発明において、Ｘ原子とは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒの総称であり、これらの原子のうちの１種又は２種以上を指す。
　Ｘ原子は、ろう付け加熱中に、ろう材の表面に形成されている酸化皮膜を破壊し、効果的に溶融ろう材の新生面を露出させる。そして、Ｘ原子は、酸化物生成エネルギーがＡｌより小さいため、ろう付け加熱中に、Ａｌを主成分とする酸化皮膜を還元し、粒子状のＸ原子を含有する酸化物を形成させる。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付け加熱により、ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率が、０．９９以下、好ましくは０．７０～０．９７、特に好ましくは０．７０～０．９５であるＸ原子を含有する酸化物粒子がろう材の表面に形成されるアルミニウム合金ブレージングシートである。フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付け加熱において、ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率が上記範囲内であり、且つ、粒子状であるＸ原子を含有する酸化物が形成されることにより、ろう付け加熱のときに、ろう材の新生面が効果的に露出されるので、アルミニウム合金ブレージングシートが優れたろう付け性を有する。一方、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付け加熱において、ろう材の表面に形成される酸化物の、ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率が上記範囲内より大きくなると、ろう付け加熱のときに、ろう材の新生面が露出し難くなる。なお、本発明において、ろう付け加熱により形成されるＸ原子を含有する酸化物粒子の体積変化率とは、ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率であり、「ろう付け加熱により形成されるＸ原子を含有する酸化物粒子の酸素原子１つ当たりの体積／ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜の酸素原子１つ当たりの体積」の式で求められる値である。式中、酸素原子１つ当たりの体積は、酸化物の分子量を酸化物の密度で除することにより計算される。
　Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）は、酸化物生成自由エネルギーがＡｌより小さく、酸化皮膜を還元することができるだけでなく、体積変化率が０．９９以下の酸化物を形成することができるため、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付け加熱において、ろう付け加熱のときに、ろう材の新生面を露出させるために有効な含有原子である。例えば、ＭｇＯの体積変化率は０．９９４ではあるが、ＭｇＡｌ２Ｏ４の体積変化率は０．８６３と、０．９９より小さい。一方、Ｂａ、Ｔｈ、Ｎｄなどは、酸化物生成自由エネルギーがＡｌより小さい原子ではあるものの、体積変化率が０．９９以下の酸化物が存在しないため、有効な含有原子ではない。例えば、ＢａＯ、ＢａＡｌ２Ｏ４の体積変化率は、それぞれ２．３６６、１．３７７であり、Ｂａには体積変化率が０．９９以下の酸化物が存在しない。酸化物生成自由エネルギーがＡｌより小さく、体積変化率が０．９９以下の酸化物を形成する酸化物として、ＭｇＡｌ２Ｏ４の他にもＬｉＡｌ５Ｏ８（体積変化率＝０．８２２）、ＢｅＡｌ２Ｏ４（同０．７６３）、ＣａＡｌ１２Ｏ１９（同０．９６７）、ＣｅＡｌＯ３（同０．９５７）、ＬａＡｌＯ３（同０．９６５）、ＺｒＯ２（同０．９４７）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（同０．９６０）等がある。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートにおいて、（Ａ）心材のみがＸ原子を含有する形態では、心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％、好ましくは０．１～１．８質量％であり、（Ｂ）ろう材のみがＸ原子を含有する形態では、ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％、好ましくは０．００５～０．０２５質量％であり、（Ｃ）心材及びろう材の両方がＸ原子を含有する形態では、心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％、好ましくは０．１～１．８質量であり、且つ、ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％、好ましくは０．００５～０．０２５質量％である。ろう材中のＸ原子の含有量が、上記範囲未満だと、Ｘ原子による酸化皮膜の破壊効果が乏しくなり、また、上記範囲を超えると、ろう付け加熱中にＸ原子が酸化されて、体積変化率が０．９９を超える酸化物が形成される。また、心材中の各Ｘ原子の含有量が、上記範囲未満だと、ろう材中へのＸ原子の拡散が不足するため、酸化皮膜の破壊効果が乏しくなり、また、上記範囲を超えると、心材の融点が下がり過ぎるため、ろう付け加熱時に心材に局所溶融が生じてしまい、心材が変形し、溶融ろうによる心材への浸食が発生して、ろう付け接合性や耐腐食性が低くなる。なお、心材及びろう材中の各Ｘ原子の含有量は、心材又はろう材が１種のＸ原子のみを含有する場合は、その１種のＸ原子の含有量であり、また、心材又はろう材が２種以上のＸ原子を含有する場合は、それら２種以上のＸ原子のそれぞれの含有量である。
　心材は、アルミニウム（不可避的不純物の含有は許容される。）で形成されていてもよいし、所定の原子を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金で形成されていてもよい。
　心材に係るアルミニウム合金は、各Ｘ原子の含有量が２．０質量％以下のＸ原子と、１．８質量％以下のＭｎ、１．２質量％以下のＳｉ、１．０質量％以下のＦｅ、１．５質量％以下のＣｕ、３．０質量％以下のＺｎ及び０．２質量％以下のＴｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金である。なお、（Ａ）又は（Ｃ）の形態では、すなわち、心材のみがＸ原子を含有する形態又は心材とろう材の両方がＸ原子を含有する形態では、上記の心材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０．０１～２．０質量％、好ましくは０．１～１．８質量％であり、また、（Ｂ）の形態、すなわち、ろう材のみがＸ原子を含有する形態では、上記の心材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は０質量％である。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｍｎは強度向上と電位の調整に有効に機能する。心材がＭｎを含有する場合、心材中のＭｎ含有量は１．８質量％以下である。心材中のＭｎ含有量が１．８質量％を超えると、材料圧延時に割れが生じ易くなる。また、心材中のＭｎ含有量は、強度向上の効果が得易くなる点で、０．３質量％以上が好ましい。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｓｉは強度向上に機能する。心材がＳｉを含有する場合、心材中のＳｉ含有量は１．２質量％以下である。心材中のＳｉ含有量が１．２質量％を超えると、融点が低くなり過ぎてしまい、ろう付け時に局部溶融が生じ、心材に変形を生ぜしめ耐食性が低くなる。また、心材中のＳｉ含有量は、強度向上の効果が得易くなる点で、０．１質量％以上が好ましい。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｆｅは強度向上に機能する。心材がＦｅを含有する場合、心材中のＦｅ含有量は１．０質量％以下である。心材中のＦｅ含有量が１．０質量％を超えると、耐食性が低くなるとともに巨大析出物が発生し易くなる。また、心材中のＦｅ含有量は、強度向上の効果が得易くなる点で、０．１質量％以上が好ましい。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｃｕは強度向上と電位調整に機能する。心材がＣｕを含有する場合、心材中のＣｕ含有量は１．５質量％以下である。心材中のＣｕ含有量が１．５質量％を超えると、粒界腐食が発生し易くなり、融点が低くなり過ぎる。また、心材中のＣｕ含有量は、強度向上の効果が得易くなる点で、０．０５質量％以上が好ましい。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｚｎは電位調整に機能する。心材がＺｎを含有する場合、心材中のＺｎ含有量は３．０質量％以下である。心材中のＺｎ含有量が３．０質量％を超えると、自然電極電位が低くなり過ぎてしまい腐食による貫通寿命が短くなる。また、心材中のＺｎ含有量は、電位調整の効果が得易くなる点で、０．１質量％以上が好ましい。
　心材を形成するアルミニウム合金において、Ｔｉは腐食を層状に進行させるのに機能する。心材がＴｉを含有する場合、心材中のＴｉ含有量は０．２質量％以下である。心材中のＴｉ含有量が０．２質量％を超えると、巨大析出物が生成し易くなり、圧延性や耐食性に支障が生じる。また、心材中のＴｉ含有量は、層状腐食効果が得易くなる点で、０．０６質量％以上が好ましい。
　ろう材に係るアルミニウム合金は、４．０～１３．０質量％のＳｉと、各Ｘ原子の含有量が０．０３質量％以下のＸ原子と、０．２質量％以下のＢｉと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金である。なお、（Ａ）の形態、すなわち、心材のみがＸ原子を含有する形態では、上記のろう材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０質量％であり、また、（Ｂ）又は（Ｃ）の形態、すなわち、ろう材のみがＸ原子を含有する形態又は心材とろう材の両方がＸ原子を含有する形態では、上記のろう材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０．００１～０．０３質量％である。
　ろう材は、Ｓｉを４．０～１３．０質量％含有する。ろう材中のＳｉ含有量が、上記範囲未満だと、接合性が劣り、また、上記範囲を超えると、材料製造時に割れが発生し易くなり、ブレージングシートの製造が困難となる。
　ろう材を形成するアルミニウム合金において、Ｆｅはアルミニウム地金中に存在する不可避不純物であり、０．８質量％以下であれば、本発明の効果を阻害するものではない。Ｆｅの含有量が少ない地金もあるが、純度の高い地金を使用するとコストが上昇する。また、市中から回収されたアルミニウムスクラップの再利用を考慮すると、Ｆｅの含有量は、０．８質量％以下であれば許容される。
　ろう材を形成するアルミニウム合金において、Ｂｉは、Ａｌ－Ｓｉ溶融ろうの表面張力を低下させるのに有効に機能する。ろう材がＢｉを含有する場合、ろう材中のＢｉ含有量は０．２質量％以下である。ろう材中のＢｉ含有量が０．２質量％を超えると、ろう付け後のろう材両面が黒変し、ろう付け性が低くなる。また、ろう材中のＢｉ含有量は、表面張力を低下させる効果が得易くなる点で、０．００４質量％以上が好ましい。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートのろう材の表面には、酸化皮膜が形成されている。そして、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートのろう材の表面に形成されている酸化皮膜の、Ａｌに対するＸ原子それぞれの原子換算のモル比は、０．２以下が好ましい。ろう材の表面に形成されている酸化皮膜のＡｌに対するＸ原子それぞれの原子換算のモル比（Ｘ原子／Ａｌ）が、上記範囲内にあることにより、ろう付け前のろう材表面に形成されている酸化皮膜に対するろう付け加熱により形成されるＸ原子を含有する酸化物の体積変化率が０．９９以下になり易くなる。なお、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートのろう材の表面に形成されている酸化皮膜が、２種以上のＸ原子を含有する場合、Ａｌに対するＸ原子それぞれの原子換算のモル比が０．２以下であるとは、いずれのＸ原子についても、Ａｌに対するＸ原子の原子換算のモル比が０．２以下であることを指す。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートのろう材の表面に形成されている酸化皮膜の厚さは、酸化皮膜が破壊され易い点で、３０ｎｍ以下が好ましい。ろう材の表面に形成されている酸化皮膜の厚さが３０ｎｍを超えると、酸化皮膜の破壊が進み難くなる。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、心材の一方の片面にろう材がクラッドされており、他方の片面に犠牲陽極材がクラッドされていているブレージングシートであってもよい。犠牲陽極材は、犠牲陽極材側に防食性を与えるためのものであり、０．９～６．０質量％のＺｎを含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる。犠牲陽極材に係るアルミニウム合金中のＺｎ含有量が、上記範囲未満だと、防食効果が不十分となり、また、上記範囲を超えると、腐食が促進されて腐食貫通寿命が低くなる。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、所定の添加成分を含有する心材とろう材とを重ね合わせ、あるいは、所定の添加成分を含有する心材とろう材と犠牲陽極材とを重ね合わせ、熱間圧延にて合わせ材とし、その後、熱間のまま板厚２～３ｍｍ程度に加工し、その後、冷間圧延にて、厚いもので１～２ｍｍ程度に、薄いもので０．０５ｍｍ程度に加工することにより得られる。これらの製造工程中に、中間焼鈍又は最終焼鈍を行う。
　そして、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの製造においては、製造工程中における、酸化皮膜の成長及びＸ原子の酸化皮膜への濃縮を抑制することが好ましい。すなわち、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法の好ましい形態（以下、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法（１）とも記載する。）は、心材とろう材とを重ね合わせ、あるいは、心材とろう材と犠牲陽極材とを重ね合わせ、次いで、熱間及び冷間で圧延を行い、ブレージングシートを得るアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であり、製造工程中に、中間焼鈍又は最終焼鈍を行うアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法であって、
　該心材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、該ろう材は、４．０～１３．０質量％のＳｉを含有するアルミニウム合金からなり、
　該心材及び該ろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、
　該心材のみがＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、
　該ろう材のみがＸ原子を含有する場合、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　該心材及び該ろう材の両方がＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、且つ、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
　製造工程中に行う中間焼鈍又は最終焼鈍において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下且つ露点が－２０℃以下に管理された雰囲気中で、２５０～４５０℃で１時間以上加熱して中間焼鈍又は最終焼鈍を行い、次いで、２５０℃以下で炉出しする、
アルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法である。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法（１）において、熱間圧延前に重ね合わせられる心材、ろう材及び犠牲陽極材中の添加成分の種類及びそれらの含有量は、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートに係る心材、ろう材及び犠牲陽極材中の成分及びそれらの含有量と同様である。
　つまり、心材は、各Ｘ原子の含有量が２．０質量％以下のＸ原子と、１．８質量％以下、好ましくは０．３～１．８質量％のＭｎ、１．２質量％以下、好ましくは０．１～１．２質量％のＳｉ、１．０質量％以下、好ましくは０．１～１．０質量％のＦｅ、１．５質量％以下、好ましくは０．０５～１．５質量％のＣｕ、３．０質量％以下、好ましくは０．１～３．０質量％のＺｎ及び０．２質量％以下、好ましくは０．０６～０．２質量％のＴｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる。なお、心材のみがＸ原子を含有する形態又は心材とろう材の両方がＸ原子を含有する形態では、上記の心材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０．０１～２．０質量％、好ましくは０．１～１．８質量％であり、また、ろう材のみがＸ原子を含有する形態では、上記の心材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は０質量％である。
　ろう材は、４．０～１３．０質量％のＳｉと、各Ｘ原子の含有量が０．０３質量％以下のＸ原子と、を含有し、必要に応じて０．２質量％以下、好ましくは０．００４～０．２質量％のＢｉを含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる。なお、心材のみがＸ原子を含有する形態では、上記のろう材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０質量％であり、また、ろう材のみがＸ原子を含有する形態又は心材とろう材の両方がＸ原子を含有する形態では、上記のろう材に係るアルミニウム合金中の各Ｘ原子の含有量は、０．００１～０．０３質量％、好ましくは０．００５～０．０２５質量％である。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法（１）では、心材とろう材を重ね合わせ、あるいは、心材とろう材と犠牲陽極材を重ね合わせ、次いで、熱間圧延及び冷間圧延を行う。熱間圧延では、４００～５５０℃で、合わせ板とし、次いで、熱間のまま板厚２～３ｍｍまで加工する。冷間圧延では、冷間で、複数回圧延を行って、所定のアルミニウム合金ブレージングシートの厚さまで加工する。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法（１）では、冷間圧延と冷間圧延の間、又は最後の冷間圧延の後に、中間焼鈍又は最終焼鈍を行う。
　そして、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを製造する方法（１）では、中間焼鈍又は最終焼鈍において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下且つ露点が－２０℃以下に管理された雰囲気中で、２５０～４５０℃で１時間以上加熱して中間焼鈍又は最終焼鈍を行い、次いで、２５０℃以下で炉出しする。中間焼鈍又は最終焼鈍は、高温工程であるため、酸化皮膜の状態に大きな影響を与える。酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下且つ露点が－２０℃以下に管理された雰囲気中で、中間焼鈍又は最終焼鈍を行い、次いで、２５０℃以下で炉出しすることにより、ろう付け加熱により、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が、表面に形成されるブレージングシートが得易くなる。中間焼鈍又は最終焼鈍における雰囲気中の酸素濃度が１０００ｐｐｍを超えると、酸化皮膜の成長が助長されたり、酸化皮膜中のＸ原子の濃度が高められ易くなる。また、中間焼鈍又は最終焼鈍における雰囲気の露点が－２０℃を超えると、水酸化皮膜が形成され易くなり、酸化皮膜が厚くなり易くなる。また、炉出し温度が２５０℃を超えると、大気中の酸素又は水分と材料表面での反応が起こり易くなる。
　本発明のアルミニウム合金ブレージングシートは、フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付けに用いられる。
　本発明のろう付け方法は、アルミニウム合金ブレージングシートを、フラックスを使用しないで、不活性ガス雰囲気中で５８０～６１５℃の温度でろう付け加熱することより、ろう付けを行うろう付け方法であり、
　該アルミニウム合金ブレージングシートが、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートであり、
　２００℃からろう付け温度までの昇温を、２００℃から条件切り替え温度までは、露点が－２０℃以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行い、且つ、該条件切り替え温度からろう付け温度までは、露点が－４０℃以下且つ酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行うこと、
　該条件切り替え温度が４５０℃以下であること、
を特徴とするろう付け方法である。
　つまり、本発明のろう付け方法は、上述した本発明のアルミニウム合金ブレージングシートを用いて、フラックスを使用しないで不活性ガス雰囲気中で、ろう付けを行うろう付け方法である。ろう付け温度は、５８０～６１５℃、好ましくは５９０～６０５℃である。ろう付け温度が、上記範囲未満だと、溶融したろう材が十分に発生せず接合性不良となり、また、上記範囲を超えると、溶融ろうによる心材のエロージョンが生じたり、心材の変形が生じて、接合不良となる。ろう付け加熱時間は、好ましくは１～１５分、特に好ましくは３～１０分である。雰囲気の不活性ガスは、窒素ガス、アルゴンガスである。雰囲気の酸素濃度は１～１００ｐｐｍ、好ましくは１～５０ｐｐｍであり、露点は、－２０℃以下、好ましくは－４０℃以下である。
　本発明のろう付け方法に用いられるアルミニウム合金ブレージングシートは、上述した本発明のアルミニウム合金ブレージングシートと同様である。
　そして、本発明のろう付け方法では、２００℃からろう付け温度までの昇温を、２００℃から条件切り替え温度までは、露点が－２０℃以下に管理された不活性ガス雰囲気中（第一条件）で昇温を行い、且つ、条件切り替え温度からろう付け温度までは、露点が－４０℃以下且つ酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に管理された不活性ガス雰囲気中（第二条件）で昇温を行う。そして、４５０℃以下の温度で、第一条件下から第二条件に切り替える。昇温中、２００～４５０℃の温度域では、酸化はほとんど起こらないため、２００～４５０℃の温度域では、雰囲気の酸素濃度を特に管理する必要なはい。それに対して、２５０～４５０℃の間でも、水酸化は起こるため、雰囲気の露点が－２０℃を超えると、ＡｌだけでなくＸ原子も水分と反応して水酸化物を形成する。そして、Ｘ原子の水酸化物は、その後昇温を続けると脱水して、Ｘ原子を含有する酸化物を形成するのだが、この酸化物は、ろう付け加熱前のろう材の表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９を超えるものとなってしまい、溶融ろうに新生面を生じさせ難くするため、ろう付け性が低くなる。そのため、２００～４５０℃の温度域では、雰囲気の露点を－２０℃以下に管理する必要がある。また、昇温中、４５０℃～ろう付け温度の温度域では、酸化は起こるので、雰囲気の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に管理する必要がある。また、４５０℃～ろう付け温度の温度域では、露点が－４０℃を超えると、水酸化が起こりＸ原子の水酸化物が生成してしまう。そして、Ｘ原子の水酸化物は、その後昇温を続けると脱水して、ろう付け加熱前のろう材の表面に形成されている酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９を超えるＸ原子を含有する酸化物となるので、溶融ろうに新生面を生じさせ難くするため、ろう付け性が低くなる。そのため、４５０℃～ろう付け温度の温度域では、雰囲気の露点を－４０℃以下に管理する必要がある。このようなことから、本発明のろう付け方法では、２００℃からろう付け温度までの昇温のときに、２００℃から雰囲気の条件を第一条件として昇温を行い、４５０℃以下の温度で、雰囲気の条件を第一条件から第二条件に切り替えて、昇温を行う。また、昇温において、第一条件から第二条件へと条件を切り替えるのが、４５０℃以下であれば、本発明の効果を奏するものの、条件を切り替える温度が低過ぎると、雰囲気を良好な状態とするのに時間を要するので、生産性を考慮して、２００～４５０℃の範囲内で、条件切り替え温度を選択する。
　本発明のろう付け方法によれば、ろう付け温度までの昇温を、Ｘ原子の水酸化物が生じ難い条件下で行うので、ろう付け加熱のときに、本発明のアルミニウム合金ブレージングシートのろう材の表面の酸化皮膜を破壊し、溶融ろうの新生面を露出させるという効果が、Ｘ原子の水酸化物の生成により損なわれるのを防ぐことができる。そのため、本発明のろう付け方法は、ろう付け性に優れており、接合性に優れている。
　本発明のろう付け方法を行い得られるアルミニウム合金シート、言い換えると、本発明のろう付け方法でろう付け加熱された後のアルミニウム合金ブレージングシートは、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が、表面に形成されている。
　以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。なお、これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すもので、本発明はこれらに限定されない。
　表１及び表２に示す組成を有するろう材、犠牲陽極材及び心材を、それぞれ連続鋳造により造塊し、心材については、得られた鋳塊を縦１６３ｍｍ、横１６３ｍｍに面削し、ろう材のみクラッドする心材は厚さ２７ｍｍのサイズに、ろう材と犠牲陽極材をクラッドする心材は厚さ２５．５ｍｍのサイズに面削した。ろう材については、得られた鋳塊を厚さ３ｍｍまで熱間圧延し、縦１６３ｍｍ、横１６３ｍｍの寸法に切断した。犠牲陽極材については、得られた鋳塊を厚さ３ｍｍまで熱間圧延し、その後１．５ｍｍまで冷間圧延し、縦１６３ｍｍ、横１６３ｍｍの寸法に切断した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　準備したろう材、心材及び犠牲陽極材を、常法に従って、熱間圧延及び冷間圧延を行い、厚さ０．４ｍｍとした後、窒素ガス雰囲気中、酸素濃度５００ｐｐｍ、露点－３０℃の条件で最終焼鈍を行い、２２０℃で炉出しして、軟質クラッド板材を得た。得られたクラッド板材を試験材とした。
　試験材の酸化皮膜の厚さを、ＧＤ－ＯＥＳ（グロー放電発光分析法）により測定した。ＧＤ－ＯＥＳによって材料表面から深さ方向に分析を行い、測定した酸素元素のピーク半値幅の位置を酸化皮膜厚さと定義した。また、酸化皮膜中のアルミニウムに対する各Ｘ原子のそれぞれの原子換算のモル比（Ｘ原子／Ａｌ）を、同じくＧＤ－ＯＥＳによって分析を行った。
　試験材をカップ状にプレス加工し、アセトンで脱脂処理のみを行い、図１に示すカップ試験片に組付けた。カップ試験片の内部には、０．１ｍｍ厚さの３００３合金板材を成形、脱脂したフィンを配置して、フラックスを使用しないで、窒素ガス炉中で、ろう付け加熱して、ろう付け接合した。窒素ガス炉は二室型の実験炉で、ろう付昇温中の条件は表３に示す条件であった。試験片の到達温度をいずれも６００℃とした。
　外部についてはフレア継手の外部側に形成されたフィレットを、Ａ：連続して均一なサイズのフィレットを形成、Ｂ：フィレットサイズに変動はあるが均一なフィレットが８０％以上形成された状態でフィレット切れがない状態、Ｃ：フィレットサイズに変動はあるが均一なフィレットが４０％以上形成された状態でフィレット切れがない状態、Ｄ：フィレットが部分的に途切れて連続していない状態あるいはフィレットサイズが均一な状態が４０％未満の状態、Ｅ：ほとんどフィレットを形成していないか未接合の状態の５段階で目視評価した。これらの中でＡ～Ｃを合格レベルと判定した。内部についてはろう付された試験片を二分割し、フレア継手の内部側とフィンの接合部を対象として、上記と同様にフィレット形成状態を５段階で目視評価した。
　ろう付け加熱前の酸化皮膜に対するろう付け後に形成されているＸ原子を含有する酸化物粒子の体積変化率を、先ず、薄膜Ｘ線回折法にて形成されているＸ原子を含有する酸化物粒子の結晶構造を特定し、次に、酸化物の分子量を公知文献に記載の密度で除することで酸素原子１つ当たりの体積を求め、これをろう付け加熱前の酸化皮膜の酸素原子一つ当たりの体積で除することで求めた。薄膜Ｘ線回折では、入射角１°にて測定した。ろう付け加熱前の酸化皮膜の酸素原子一つ当たりの体積は、皮膜成分はＡｌ２Ｏ３であり、その密度は３．０ｇ／ｃｍ３として求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例）
　表４に示すろう材、心材及び犠牲陽極材の組み合わせのクラッド板材を作製し、得られたクラッド板材の分析及びろう付け性の性能試験を行った。その結果を表４に示す。また、試験Ｎｏ．３０の表面のＳＥＭ写真（３０，０００倍）を図２に示す。このＳＥＭ写真で白班のように見える粒子がＸ原子を含有する酸化物粒子であり、黒く見える平坦な面がろう付け加熱の時にろう材の表面に生成した新生面である。
（比較例）
　表５に示すろう材、心材及び犠牲陽極材の組み合わせのクラッド板材を作製し、得られたクラッド板材の分析及びろう付け性の性能試験を行った。その結果を表５に示す。
　なお、試験材３４は、ろう材のＳｉ含有量が多いため、材料の圧延時に割れが発生したので、分析及び性能試験を行えなかった。試験片３９及び４０では、ろう付後のろう材表面が黒変していた。試験材４２では、溶融ろうの侵食が進行し、ろう付後の試験材に変形が認められた。試験材４３は、犠牲陽極材のＺｎ含有量が多いため、材料の圧延時に割れが発生したので、分析及び性能試験を行えなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

Claims (7)

  1. 　フラックスを使用しない不活性ガス雰囲気中でのろう付けに用いられるアルミニウム合金ブレージングシートであって、
    　アルミニウム又はアルミニウム合金の心材と、該心材の片面又は両面にクラッドされており、４．０～１３．０質量％のＳｉを含有するアルミニウム合金のろう材と、からなり、
    　該心材及び該ろう材のうち、いずれか一方又は両方が、Ｘ原子（Ｘは、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｙ及びＺｒである。）のうちのいずれか１種又は２種以上を含有し、
    　該心材のみがＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、
    　該ろう材のみがＸ原子を含有する場合、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
    　該心材及び該ろう材の両方がＸ原子を含有する場合、該心材中の各Ｘ原子の含有量は０．０１～２．０質量％であり、且つ、該ろう材中の各Ｘ原子の含有量は０．００１～０．０３質量％であり、
    　ろう付け加熱により、ろう付け加熱前の酸化皮膜に対する体積変化率が０．９９以下であるＸ原子を含有する酸化物粒子が、表面に形成されるブレージングシートであること、を特徴とするアルミニウム合金ブレージングシート。
  2. 　前記心材が、
    　各Ｘ原子の含有量が２．０質量％以下のＸ原子と、
    　１．８質量％以下のＭｎ、１．２質量％以下のＳｉ、１．０質量％以下のＦｅ、１．５質量％以下のＣｕ、３．０質量％以下のＺｎ及び０．２質量％以下のＴｉのうちのいずれか１種又は２種以上と、
    を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  3. 　前記ろう材が、
    　４．０～１３．０質量％のＳｉと、
    　各Ｘ原子の含有量が０．０３質量％以下のＸ原子と、
    を含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  4. 　前記ろう材が、更に、０．００４～０．２質量％のＢｉを含有するアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  5. 　一方の片面に前記ろう材がクラッドされており、且つ、他方の片面に、０．９～６．０質量％のＺｎを含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の犠牲陽極材がクラッドされていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載のアルミニウム合金ブレージングシート。
  6. 　アルミニウム合金ブレージングシートを、フラックスを使用しないで、不活性ガス雰囲気中で５８０～６１５℃の温度でろう付け加熱することより、ろう付けを行うろう付け方法であり、
    　該アルミニウム合金ブレージングシートが、請求項１～５のいずれか１項記載のアルミニウム合金ブレージングシートであり、
    　２００℃からろう付け温度までの昇温を、２００℃から条件切り替え温度までは、露点が－２０℃以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行い、且つ、該条件切り替え温度からろう付け温度までは、露点が－４０℃以下且つ酸素濃度が１００ｐｐｍ以下に管理された不活性ガス雰囲気中で昇温を行うこと、
    　該条件切り替え温度が４５０℃以下であること、
    を特徴とするろう付け方法。
  7. 　前記ろう付け加熱の加熱時間が１～１５分であることを特徴とする請求項６記載のろう付け方法。
PCT/JP2016/080292 2015-10-16 2016-10-13 アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法 WO2017065191A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16855444.2A EP3363583A4 (en) 2015-10-16 2016-10-13 ALUMINUM ALLOY SOLDER SHEET AND METHOD OF SOLDERING
CN201680060647.0A CN108136547A (zh) 2015-10-16 2016-10-13 铝合金硬钎焊片材及硬钎焊方法
US15/768,637 US20180304415A1 (en) 2015-10-16 2016-10-13 Aluminum alloy brazing sheet and brazing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-204381 2015-10-16
JP2015204381A JP2017074610A (ja) 2015-10-16 2015-10-16 アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017065191A1 true WO2017065191A1 (ja) 2017-04-20

Family

ID=58517216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/080292 WO2017065191A1 (ja) 2015-10-16 2016-10-13 アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180304415A1 (ja)
EP (1) EP3363583A4 (ja)
JP (1) JP2017074610A (ja)
CN (1) CN108136547A (ja)
WO (1) WO2017065191A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340565A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 上海交通大学 一种电弧增材制造用铝硅基焊丝及其制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6263574B2 (ja) * 2016-05-30 2018-01-17 株式会社Uacj ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法
WO2020204167A1 (ja) * 2019-04-04 2020-10-08 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
DE112020001013T5 (de) * 2019-04-04 2021-11-18 Uacj Corporation Aluminiumlegierungshartlotblech und verfahren zum herstellen desselben
FR3105047B1 (fr) 2019-12-20 2022-11-18 Constellium Neuf Brisach Bande ou tôle en alliages d’aluminium pour brasage sans flux ou avec flux réduit
JP7440325B2 (ja) * 2020-03-31 2024-02-28 Ｍａアルミニウム株式会社 無フラックスろう付用アルミニウムブレージングシート
JP7371789B2 (ja) * 2020-08-21 2023-10-31 日本軽金属株式会社 アルミニウム合金溶加材、アルミニウム合金製溶接構造体及びアルミニウム材の溶接方法
US20220097179A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-31 Lincoln Global, Inc. Aluminum-based welding electrodes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013123749A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法および該ろう付け方法に用いるブレージングシート
JP2013220436A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Mitsubishi Alum Co Ltd アルミニウム材のフラックスレスろう付方法およびろう付構造体の製造方法
JP2013233552A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム合金ブレージングシート
JP2014073519A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Uacj Corp アルミニウムブレージングシートおよび該ブレージングシートを用いるろう付け方法
JP2014121728A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Alum Co Ltd アルミニウム材のろう付方法およびろう付構造体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003028946A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Furukawa-Sky Aluminum Corp. Method for brazing of aluminum or aluminum alloy material and aluminum alloy brazing sheet
JP4374035B2 (ja) * 2007-03-20 2009-12-02 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金材およびアルミニウム合金ブレージングシート
US8247084B2 (en) * 2010-05-18 2012-08-21 Kobe Steel, Ltd. Aluminum alloy brazing sheet
JP6231800B2 (ja) * 2013-07-19 2017-11-15 株式会社Uacj 微細通路を備えた熱交換器用Ａｌ部材及びその製造方法
CN106661677B (zh) * 2014-07-30 2018-09-21 株式会社Uacj 铝合金钎焊板
EP3231545B1 (en) * 2014-12-11 2019-09-18 UACJ Corporation Brazing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013123749A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法および該ろう付け方法に用いるブレージングシート
JP2013220436A (ja) * 2012-04-16 2013-10-28 Mitsubishi Alum Co Ltd アルミニウム材のフラックスレスろう付方法およびろう付構造体の製造方法
JP2013233552A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Sumitomo Light Metal Ind Ltd アルミニウム合金ブレージングシート
JP2014073519A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Uacj Corp アルミニウムブレージングシートおよび該ブレージングシートを用いるろう付け方法
JP2014121728A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Mitsubishi Alum Co Ltd アルミニウム材のろう付方法およびろう付構造体

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3363583A4 *
TOMOKI YAMAYOSHI ET AL.: "Fluxless Rozuke-yo Brazing Sheet ni Okeru Sanka Himaku no Hakai Kiko", THE JAPAN INSTITUTE OF LIGHT METALS DAI 128 KAI SHUNKI TAIKAI KOEN GAIYO, 16 April 2015 (2015-04-16), pages 91 - 92, XP009509622 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110340565A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 上海交通大学 一种电弧增材制造用铝硅基焊丝及其制备方法
CN110340565B (zh) * 2019-07-24 2021-03-09 上海交通大学 一种电弧增材制造用铝硅基焊丝及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3363583A4 (en) 2019-04-10
US20180304415A1 (en) 2018-10-25
EP3363583A1 (en) 2018-08-22
JP2017074610A (ja) 2017-04-20
CN108136547A (zh) 2018-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6468983B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート、その製造方法、アルミニウム合金シート及び熱交換器
WO2017065191A1 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート及びろう付け方法
JP6649889B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート
WO2014097820A1 (ja) アルミニウム材のろう付方法およびろう付構造体
WO2017208940A1 (ja) ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法
JP2013123749A (ja) アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法および該ろう付け方法に用いるブレージングシート
JP6109615B2 (ja) ろう付用アルミニウム合金フィンクラッド材
CN112672845B (zh) 硬钎焊片材及其制造方法
JP6909744B2 (ja) フラックスフリーろう付用アルミニウム合金ブレージングシート
JP2012050995A (ja) フラックスレスろう付用アルミニウム合金ろう材シートおよびアルミニウム材のフラックスレスろう付け方法
WO2020204168A1 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
JP6763036B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート、その製造方法、アルミニウム合金シート及び熱交換器
JP2012024827A (ja) アルミニウム材のフラックスレスろう付方法およびフラックスレスろう付用アルミニウム合金ブレージングシート
JP5614883B2 (ja) アルミニウム材のフラックスレスろう付方法、フラックスレスろう付用アルミニウム合金ブレージングシートおよびフラックスレスろう付用アルミニウム合金ろう材
US20230158613A1 (en) Method of manufacturing a brazing sheet
JP7291714B2 (ja) ブレージングシートの製造方法
WO2021199116A1 (ja) アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP7221631B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP2017025374A (ja) アルミニウム合金シート及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金シートを用いたアルミニウムブレージングシート
JP2016203193A (ja) アルミニウム合金シート及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金シートを用いたアルミニウムブレージングシート
JP2012052160A (ja) ろう付性に優れるフラックスレスろう付用部材およびアルミニウム材のフラックスレスろう付け方法
JP2023019679A (ja) フラックスフリーろう付用アルミニウム合金ブレージングシート

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16855444

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15768637

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016855444

Country of ref document: EP