JPH0390274A - Ａｌ又はＡｌ合金の気相ろう付法 - 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、Ａｌ又はＡｌ合金のろう付方法に関するもの
であり、例えば自動車の熱交換器の製造においてそのろ
う付された部材の性能を向上させるとともに製造コスト
を安価にするものである。

〔従来の技術〕

通常ＡｌまたはＡｌ合金のろう付は、接合しようとする
ＡｌまたはＡｌ合金部材を、これらＡｌ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ＡｌまたはＡｌ合金
部材の融点よりも低い温度に加熱することにより行なっ
ている。そしてろう材としては一般にＡｌ−３ｉ系合金
が使用され、その形状としては板状。

線状、粉末状としたろう材あるいはＡｌまたはＡ４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
レージングシートと記す）として用いられている。

従来のろう付方法としては、ろう付をする部材表面の酸
化被膜を除去するためのフラックスを用いるフラックス
ろう付性と、これを用いない真空ろう付性が通常使用さ
れている。上記フラックスろう付性としては、組立物に
塩化物系フラックスを塗布してろう付加熱する炉中ろう
付性等がある。ところがこの塩化物系フラックスは、Ａ
ｌに対しては腐食性であるのでろう付換洗浄して完全に
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、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性によれば、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ことおよび材料的に制約がある
等の問題がある。

更に、最近上記不具合を解消するろう付性として、弗化
物系フラックスを用いて炉中でろう付する方法が広く用
いられるようになってきた。

この方法は特公昭５８−２７０３７号公報に記載されて
いるようにフラックスとして非吸湿性でｌに対して非腐
食性のＫＡｌＦ４とに、Ａｔ　Ｆ６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が不
要なことが上げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記特公昭５８−２７０３７号公報に記載
の方法においては、必然的に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
塗布されてフラックスはその組立物を次工程へ運ぶ途中
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掛止りは低くなる。またろう付後の
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
、従来の真空ろう付性に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行うク
ロメート処理や黒色塗装処理等が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点があった
。

さらにはフラックス残渣は非導電性であるため、例えば
熱交換器において犠牲フィンにより管体を保護する防食
法を採用する場合には、防食電流の流れが阻害されてし
まい防食効果が十分得られない場合がある。

またＭｇ含有Ａｌ合金を弗化物系フラックスを用いて炉
中ろう付する場合は、従来に比べてろう付性が劣ってい
るため、工業的に安定したろう付性を得るためにはＭｇ
の含有量は０．６ｗｔ％（以下ｗｔ％を単に％と略記す
る）未満でなければならない。そしてこれ以上のＭｇを
含有するＡｌ合金では、フラックス塗布量を多くしても
ろう付は難しくなってしまう。この原因はＡｌ合金中の
Ｊとフラックス成分の弗素とがろう付加熱中に反応する
ためであり、その結果フラックスの組成が変化してフラ
ックスとしての効果が失われること、Ａｌ合金中のＭｇ
が表面層に拡散して表面層のＭｇ濃度が高くなること、
およびフラックスがＡｌ合金の表面層に入り込む等の現
象が発生してろうの流れを阻害すること等が起こるから
である。このようにＭｇ含有量の多いＡｌ合金が熱交換
器用材料として使用できないことは、熱交換器の耐久性
や軽量化の面で大きな障害となっていた。

更に例えば第２図に示すコンデンサーを製造する場合に
は耐食性を向上させるために、ろう付前に予め管材（３
）の表面にＺｎを被覆する工程が必要であり、製造コス
トアップの要因となっている。

〔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、接合しようとす
る組立物に直接フラックスを塗布する工程を必要としな
い気相ろう付性を開発したものでＡｌまたはＡｌ合金を
ろう材を介してろう付する方法において、Ａｌ又はＡｌ
合金部材をＺｎＣｌ２とＡｌとの反応溶融物からでる蒸
気が存在する非酸化性雰囲気中でろう付することを特徴
とするものである。

〔作　用〕

ＺｎＣ１ｚとＡｌとの反応溶融物からでる蒸気が存在す
る非酸化性雰囲気中に、接合しようとする部材としての
組立物をおくことにより、この蒸気は極微量かつ均一に
組立物に付着してその表面のＡｌの酸化皮膜を破壊する
のでろうの濡れを促進し、ろうが−様に流れ、組立物の
接合箇所に均一なフィレットが形成される特徴を有する
。

そしてこの蒸気を発生させるにはｚｎＣ１２とＡｌ粉末
とを均一に混合し、あるいはＡｌ製のトレー上にＺｎＣ
１，を置き、ろう付を実施する炉中に予め入れておき、
炉を昇温したときにその熱で同時に蒸発させても良いし
、またこの蒸気を炉外で発生させて窒素ガス等をキャリ
アーとして炉内に供給する等の方法も可能である。さら
に非酸化性雰囲気中にこの蒸気を存在させることにより
、組立物は完全に蒸気で覆うことができるので、蒸気密
度は少なくてすみフラックス消費量を低減することがで
きる。なお非酸化性雰囲気としては例えば窒素、アルゴ
ン、−酸化炭素その他いずれの雰囲気でも利用可能であ
る。

また本発明を実施するには密閉度の高い炉の使用が好ま
しいが、密閉度の劣る炉であっても接合しようとする組
立物をステンレス等からなる容器内にＺｎＣＡ’２とＡ
ｌ粉末の混合物と共に入れ、あるいはＡｌ製の容器内に
ＺｎＣｌ２と共に入れてろう付加熱すれば容易にろう付
することができる。

さらに本発明によれば、Ｍｇを０．６％を超えて含有す
るＡｌ　−Ｍｇ系合金であってもろう付が可能となる。

これはＺｎＣＡ’ｚの溶融物から出る蒸気と合金中のＭ
ｇとが反応しないためである。

更に蒸気中のＺｎはろう何時にろう付物表面に拡散し、
Ｚｎ濃度２％、深さ５（ｌ１ｍ程度のＺｎ拡散層を形成
する。この層が未拡散層に対して電位的に卑であるので
未拡散層を保護し貫通孔食を防止するために耐食性が向
上する。従ってろう付の前工程でのＺｎ被覆処理が不用
となる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例について説明する。

実施例１ 第１図に示す逆Ｔ継手試験片を組立て本発明法によりろ
う付接合した。即ちＩｔｓ＾３００３　ＣＡｌ−Ｃｕ　
Ｏ，０５〜０．２０％−Ｍｎｔ、［ｌ〜ｌ、５％）合金
を芯材とし、この片面にＳｉ６，８〜８．２％を含むＪ
ＩＳ　４３４３Ａｌ合金ろう材をクラッドしたＩｔｓＢ
＾１２ＰＣのプレージングシート（１）からなる厚さ１
ｍｎｃ７）圧延板トＩｔｓ　Ａｌ０５０．　ＪＩＳ　Ａ
３００３．　Ａｌ　−０゜８％Ｍｇの厚さ１開の圧延板
（２）とを組立て有機溶剤により脱脂した。

そして組立物をろう付炉の内容積１ボ当たり２００ｇの
ＺｎＣｌ２と２００ＨのＡｌ粉末との混合物を載置した
ステンレス製のトレー上に組立物を置き、露点−４０℃
、酸素濃度１［ｌｌｌｐｐｍの窒素ガス雰囲気で置換さ
れ、６１０℃に保持された電気炉内にこの組立物を挿入
し、組立物を６１０℃で５分間加熱してろう付を実施し
た。

上記ろう付換の接合物を炉外に取り出しろう付状況を調
べ、ろう付状況が良好な物を○、不良なものを×として
これらの結果を第１表に示した。

また従来法として、上記脱脂後の組立物に１０％濃度の
ＫＡ、ｇＦ４を塗布し乾燥後、露点−４０℃、酸素濃度
１１００ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換され、６１０℃に
保持された電気炉内にこの組立物を挿入し、組立物を６
１０℃で５分間加熱してろう付を実施した。この結果を
まとめて第１表に示した。

第１表より明らかなように、本発明例ＮＯ，ｌ〜Ｎ０．
３では何れもろう付性は良好であり、特にＭｇ含有材で
も良好なろう付が出来た。これに対し従来例Ｎｏ、６の
ＡＪ−０，８％Ｍｇ材ではろう付は出来なかった。

実施例２ 第２図に示すように、常法により管状に熱間押出し成形
したＡｌ−０，５％Ｃｕ合金の管材（３）を蛇行状に曲
げ、この蛇行状管材（３）の間にＪＩＳＡ３００３　Ｃ
Ａｌ−１％Ｍｇ）を芯材とし、その両面にＪＩＳ＾４３
４３　ＣＡｌ−７％Ｓｉ）皮材を各々１０％の割合でク
ラッドした厚さ０．Ｉｂｍのプレージングシートからな
るコルゲートフィン（４）を挟み、さらにＡｌ−４，３
％Ｚｎ−１，３％Ｍｇ合金からなるコネクター（５）を
ＡｌＯ？０の溶接棒を用いてＴＩＧ溶接し、サーペンタ
インタイプのコンデンサーを組立て有機溶剤で脱脂した
。

そしてこの組立物をろう付炉の内容積ｌＴｌ１当たり　
３５０ｇのＺｎＣｌ２を載置したＡｌ製のトレー上に組
立物を置き、露点−４０℃、酸素濃度１０ｔｌｐｐｍの
窒素ガス雰囲気で置換され、６１０℃に保持された電気
炉内にこの組立物を挿入し、組立物を６１０℃で５分間
加熱してろう付を実施、し、炉外へ取り出して冷却後微
量のＣＩを除去するために８０℃で１分間湯洗し、乾燥
した。

上記ろう付換のコンデンサー表面の外観観察を行い、ま
たろう付状況を調べてこれらの結果を第２表に示した。

その後常法によりクロメート処理、黒色塗装を行いこれ
らの付着性をクロメート性、塗装性として第２表に示し
た。

またこの塗装後のコンデンサーの耐食性を評価するため
、１１５８８６８１に基づ＜ＣＡＳＳ試験を５００時間
実施し、貫通孔食の有無を調べその結果を第２表に併記
した。

従来例として比較のため上記第２図に示すコンデンサー
の組立物を従来法でろう付したものについて、その特性
を調査した。

即ち第２図に示す組立物を有機溶剤により脱脂したのち
、１０％濃度のＫＡｌＦａ懸濁液を塗布し２００℃で１
０分間の乾燥を行った。その後露点−４０℃、酸素濃度
１１００ｐｐの窒素ガス雰囲気で置換され、６１０℃に
保持された電気炉内にこの組立物を挿入してｆｉｌＦで
５分間加熱してろう付を行った。

その後の工程は上記本発明例と同様に行い、かつこのろ
う付されたコンデンサーについて上記と同様な評価試験
を行ってそれらの結果について第２表に示した。

第２表 注１） 注２） 接合率（％） ＝（（フィン全山数−未接合山数）／フィンの全山数）
　Ｘ　１ｔｌｆ）フィレット長さ（ｍｍ）は第３図に示
す管材（３）とフィン（４）のＡで示す接合長さをいう
。

第２表より明らかなように本発明によるろう付換のコン
デンサーの表面はきれいであり、ろう付状況も良好であ
った。さらにクロメート性、塗装性も良好で、耐食性も
良好であった。

これに対し従来法によるコンデンサーは表面にフラッグ
ス残渣が全面に濃く不均一に付着しており、外観上好ま
しくない。またろう付状況は良好であったが、ろう付換
のクロメート処理および塗装は不均一であり、耐食性に
ついては管材で貫通孔食が発生した。

［発明の効果］ このように本発明によれば、従来のろう付性に比べて例
えば自動車等の熱交換器の製造工程が短縮できるので製
造コストが安価になり、またろう付換の表面がきれいで
あるためクロメート処理等の後処理での表面処理性が良
好で耐食性に優れる等の品質が向上し、さらにＭｇを多
く含有する合金のろう付も可能であ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図は逆Ｔ継手試験片を示す斜視図、第２図はエアコ
ン用熱交換器であるサーペンタイプコンデンサーの一例
を示す斜視図、第３図は第２図の管とフィンの接合部を
拡大して示す側面図である。 ｌ・・・プレージングシ一ト ２・・・Ａｌ合金 ３・・・管材 ４・・・フィン ５・・・コネクター 第１図 第２図 第３図 Ｌ−ａ　−Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ又はＡｌ合金をＡｌ合金系ろう材を介してろ
   う付する方法において、Ａｌ又はＡｌ合金部材をＺｎＣ
   ｌ＿２とＡｌとの反応溶融物からでる蒸気が存在する非
   酸化性雰囲気中でろう付することを特徴とするＡｌ又は
   Ａｌ合金の気相ろう付方法。