JPH03104836A - 気相ろう付用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フルオルアルミン酸カリウム錯体等のフラッ
クス蒸気が存在する非酸化性雰囲気下でろう付けする気
相ろう付け用アルミニウム合金フィン材に関するもので
ある。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕通常
アルミニウムまたはアルミニウム合金のろう付けは、接
合しようとするアルミニウムまたはアルミニウム合金部
材に、これらアルミニウム等よりも融点の低いろう材を
介して固定して組立物とし、このろう材の融点よりも高
く、接合しようとするアルミニウムまたはアルミニウム
合金部材の融点よりも低い温度に加熱することによって
行なっている。そしてろう材としては一般にＡｌ−Ｓｉ
系合金が使用され、その形状としては板状，線状または
粉末状としたろう材、あるいはアルミニウムまたはアル
ミニウム合金からなる芯材に、このろう材を被覆した合
わせ材（以下プレージングシ一トと記す）として用いら
れている。

従来のろう付方法としては、ろう付けをする部材の表面
の酸化皮膜を除去するためのフラックスを用いるフラッ
クスろう付け法と、これを用いない真空ろう付け法が通
常使用されている。

上記フラックスろう付法としては、溶融した塩化物系フ
ラックス中に、接合しようとする組立物を浸漬してろう
付加熱する浸漬ろう付法、接合しようとする組立物に塩
化物系フラックスを塗布し、炉中でろう付加熱する炉中
ろう付法等がある。ところがこの塩化物系フラッグスは
、アルミニウムに対しては腐食性であるので、ろう付け
後洗浄して完全に除去しなければならず、製造工程が非
常に煩雑である。

これに対して真空中に接合しようとする組立物を置いて
ろう付加熱する真空ろう付法によれば、後工程として洗
浄も不要であり、またろう付後の部材表面も良好である
が、高真空が必要であるという設備上の制約および材料
的に制約がある等の問題がある。

これらの不具合を解消するろう付法として、弗化物系フ
ラックスを用いて炉中でろう付けする方法が広く用いら
れるようになってきた。この方法はフラッグスとして非
吸湿性でアルミニウムに対して非腐食性のＫ　Ａ　ｅ　
Ｆ　ａとＫ３　ＡＩＦ６の混合物を用い、これを水に懸
濁させ、接合しようとする組立物表面に塗布してろう付
けするものであり、その特徴としては非腐食性フラック
スを用いるためにフラックス除去の後処理工程が不要な
ことが上げられる。しかしながら、このろう付方注にお
いては、フラックスを組立物表面に付着させるための塗
布、乾燥工程が必要であり、さらに塗布されたフラック
スは、その組立物を次工程に運ぶ途中で組立物から脱落
するものが多く、このため有効に使用されるフラックス
の歩留りは低下する。また、ろうｆ４後の接合部材の表
面には、不均一にフラックス残渣が残るので、従来の真
空ろう付法と比較して、表面が汚れ商品価値が劣ると共
に、耐食性を向上させるために次工程でクロメート処理
や黒色塗装処理を行う場合、不均一となってしまいその
効果が十分に発揮されなくなる等の欠声、があった。な
お、このろう付け方法では、フラックスとアルミニウム
合金とのろう付加熱中での反応を防止するため、Ｍｇ添
加量を規制し，た合金が用いられている。

ところで、最近これらのろう付法の問題点を解決する新
ろう付工法として、接合しようとする部材の全面にフラ
ックスを塗布することなく、フルオルアルミン酸カリウ
ム錯体等のフラックス蒸気が存在する非酸化性雰囲気下
でろう付けを行う気相ろう付法が開発されている。この
ろう付方法は従来の問題を解決しているものの、従来の
フルオルアルミン酸カリウム錯体等の非腐食性フラック
スを塗布するろう付けに使用されている組成合金をその
まま用いてろう付けする場合、うまくろう付けできない
ことがあり問題となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、これに鑑み種々検討の結果、上記気相ろう付
けに適した気相ろう付用アルミニウム合金フィン材につ
いて開発したもので、ＭｇＯ．６ｗｔ％を越え２．５１
Ｖｌ％以下（以下Ｗ１％を％と略記），Ｓｉｌ．０％以
下，　　Ｆｅ　　Ｉ．２９６以下を含有し、さらに、Ｍ
ｎ１６％以下，ＺｒＬ３％以下．ＣｒＱ．ｊ％以下，Ｎ
ｉｌ．Ｑ％以下の範囲内で何れか１種または２種以上を
含有し、残部アルミニウムと不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするものである。

〔作　用〕

まず、本発明の合金相成について詳しく説明する。Ｍｇ
は、前述のように、フラックスと反応するために、フル
オルアルミン酸カリウム錯体等の非腐食性フラッグスろ
う付けに用いる合金には、添加してはいけない元素と考
えられていた。しかし、本発明者らが種々検討を行った
結果、フラックス蒸気中でろう付けを行う気相ろう付け
においては、逆にろう付性を向上させる働きを有するこ
とを見いだし本発明に至ったものである。すなわち、気
相ろう付けは、非酸化性雰囲気下で、フラッグス蒸気に
よって合金表面の酸化皮膜を破壊してろう付けを行うも
のであるが、Ｍｇはフラックス蒸気と反応しやすいため
、フラックス蒸気が材料の表面に容易に付着するように
なり、．そこを核としてフラックス蒸気は合金表面の酸
化皮膜を破壊するためである。Ｍｇを添加していない合
金ては、フラックス蒸気の量が不安定の場合、上記のフ
ラックスの核が材料表面に付着しにくく、ブラックス蒸
気と酸化皮膜との反応が不十分となり、ろう付不良を引
き起こすのである。このようにＭｇの添加がろう付性を
向上させるのは、気相ろう付けで用いられているフラッ
クスの量が、従来の７ラックスを塗布するろう付けと比
較して極端に少ないためである。

また、さらにＭｇの添加は合金の常温強度を向上する働
きを有し、このごとによりフィンの薄肉化が可能である
。ここで、Ｍｇ添加量を０．６％を越え２．５％以下と
したのは、０．６％以下では強度向上作用が十分でなく
、２、５％を越えるとろう付け加熱により合金が溶融し
まうためである。

Ｓｉは合金の強度を向上させる働きを有する。

特に本発明合金では、ＭｇとともにＭｇ２Ｓｉを微細に
析出し強度を向上させる。しかしその量が１．０％を越
えると合金の融点が低下し、ろう付加熱時に溶融してし
まうため上限を１．０％とする。

Ｆｅは合金の高温強度を高め、ろう付加熱時の変形を防
止する作用を有する。しかし、添加量が１．２％を越え
た場合、ＡＩ　−Ｆｅ系の金属間化合物の量が増す効果
によって結晶粒径が微細となり、高温クリープを引き起
こし、逆に高温強度が低下する。したがって、Ｆｅの添
加は１．２％以下とする。

Ｍｎ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｎｉはいずれもフィン材中に高温ま
で安定な金属間化合物を形威し、フィンの高温強度を高
める働きを有する。したがって、０．６％以下のＭｎ，
　　０．３％以下のＺｒ，０．３％以下のＣｒ．　　１
．０％以下のＮｉの何れか１種または２種以上を添加す
る。しかして０．６％を越えたＭｎはフィンの熱伝導性
を低下し、０．３％を越えたＺｒ，　　０．３％を越え
たＣｒ，１，Ｏ％を越えたＮｉの添加はいずれも鋳造時
に鋳塊割れを引き起こす上に、合金の圧延加工性を低下
させる。したがって、それぞれの添加の上限を上記のよ
うに定める。

以上が本発明合金の組成であるが、本発明合金は不可避
的不純物として、鋳造時の結晶粒微細化材として添加さ
れるＴｉ，Ｂや、強度，成形性，鋳造性等を目的として
添加される、Ｃｕ，Ｃａ，Ｖ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ａｇ．Ｂｅ
等の元素をそれぞれ０．０５％未満含んでも差し支えな
い。

次に、このような本発明合金が使用される気相ろう付け
について若干説明する。気相ろう付法は、非酸化性雰囲
気中で蒸気化した非腐食性フラックスにより材料表面の
酸化皮膜を破壊し、ろう付けする方法である。このよう
に蒸気化されたフラックスを用いることによりフラック
スの使用量を減らすことができ、きれいな表面状態の構
造物を得ることができる。ここで用いられるフラックス
としてはフルオルアルミン酸カリウム錯体等があげられ
、非酸化性雰囲気は窒素，アルゴン．一酸化炭素等が用
いられる。

なお本フィン材を用いた熱交換器としては、ラジエータ
ー、エバポレーター、コンデンサー等が上げられる。

〔実施例〕

以下実施例にもとずき本発明を詳細に説明する。

第１表に示した組成合金鋳塊（４００ｍｍ）を面削後、
５２０℃Ｘ２ｈｒの均質化処理を行い、そのまま３．　
Ｏｆｆｉｎまで熱間圧延を行った。この熱間圧延板を０
．ＩＯｎｎまで冷間圧延を行い、３６０℃×２ｈ『の焼
鈍を施した後、０．　０７ｍＩｍまで冷間圧延を行い、
フィン材を得た。

このフィン材と板厚０．　４ｍｍのチューブ材（芯材３
００３、外側皮材４３４３　：　１０％、内側皮材７０
７２　：１０％）と板厚１．　６ｍｍのヘツダー材（芯
材３００３、内側皮材４３４３：８％、外側皮材７０７
２　：　１Ｇ％）を使用し、第１図に示すチューブ（２
）間にフィン（１）を配置し、チューブ（２）の両端に
ヘッダープレート（３）を取付けてコア（４）を形成し
、ヘッダープレート（３）にパッキン（５）を介して樹
脂タンク（６）を取付けたラジエーターを第２表で示す
ろう付け条件にて作製した。それぞれのフィン材に対し
て用いたろう付け条件を第３表に示す。

上記ろう付け後のラジエーターのろう付け状況を第４表
に示す。

さらに、このフィン材に６１０℃にて５分間の加熱を行
い、引張試験を行った結果を第４表に合わせて示す。

第１表 単位 Ｗ１％ 第２表 第１表乃至第４表から明らかなように本発明合金フィン
を用いて気相ろう付けを行ったラジエーターは優れた特
性を示しており、フィン材自体のろう付け温度加熱後の
強度も優れている。

〔発明の効果〕

このように本発明合金フィン材は気相ろう付けにおいて
優れたろう付け性やろう付け後にきれいな表面品質を有
し、ろう付け後の強度においても従来のフィンと比較し
て優れており、フィンを薄肉化できる等工業上顕著な効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はラジエーターの一例を一部切欠いて示す説明図
である。 １・・・フィン　　　　　　２・・・チューブ３・・・
ヘツダープレート　４・・・コア５・・・パッキン　　
　　　６・・・樹脂タンク第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ０．６ｗｔ％を越え２．５ｗｔ％以下、Ｓｉ
   １．０ｗｔ％以下、Ｆｅ１．２ｗｔ％以下を含有し、さ
   らに、Ｍｎ０．６ｗｔ％以下、Ｚｒ０．３ｗｔ％以下、
   Ｃｒ０．３ｗｔ％以下、Ｎｉ１．０ｗｔ％以下の範囲内
   で何れか１種または２種以上を含有し、残部アルミニウ
   ムと不可避的不純物からなる気相ろう付用アルミニウム
   合金フィン材。