JP2000117484A - 継目なしリング状ブレージング材及びその製造方法 - Google Patents
継目なしリング状ブレージング材及びその製造方法Info
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- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ろう付け時にフラックスの塗布作業が不要で
あり、かつ管状の非鉄金属部材同士をろう付けする際に
変形や不均一な溶融が起こらないとともに、簡単で安価
に製造できるリング状ブレージング材を提供する。 【解決手段】 (a) ろう材金属粉末及びフラックス粉末
を均一に混合し、(b) 得られた混合粉末をプレス成形す
ることにより、圧粉体状ビレットを作製し、(c)前記圧
粉体状ビレットをパイプ状に熱間押出成形し、(d) 前記
パイプを輪切り状に切断することにより得られる継目な
しリング状ブレージング材であり、0.90以上の相対密度
を有し、かつろう材金属中にフラックスが均一に分散し
ている。
あり、かつ管状の非鉄金属部材同士をろう付けする際に
変形や不均一な溶融が起こらないとともに、簡単で安価
に製造できるリング状ブレージング材を提供する。 【解決手段】 (a) ろう材金属粉末及びフラックス粉末
を均一に混合し、(b) 得られた混合粉末をプレス成形す
ることにより、圧粉体状ビレットを作製し、(c)前記圧
粉体状ビレットをパイプ状に熱間押出成形し、(d) 前記
パイプを輪切り状に切断することにより得られる継目な
しリング状ブレージング材であり、0.90以上の相対密度
を有し、かつろう材金属中にフラックスが均一に分散し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム管、
銅管等の同種又は異種の非鉄金属部材をろう付けするの
に用いる継目なしリング状ブレージング材、及びその製
造方法に関する。
銅管等の同種又は異種の非鉄金属部材をろう付けするの
に用いる継目なしリング状ブレージング材、及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アルミ
ニウム管等の非鉄金属部材を気密に接合する方法とし
て、アルミニウムろう材合金を接合すべきアルミニウム
部材の接合面間に又はそれに近接して載置し、ブレージ
ング材合金の融点以上でアルミニウムの融点未満の温度
（ろう付け温度）に加熱することにより、ブレージング
材合金を毛管現象により接合面間に浸入させる方法が知
られている。ブレージング材合金の融点は通常接合する
金属部材の融点より少なくとも30℃〜40℃低いことが望
ましい。ブレージング材合金を溶融させる方法として、
不活性ガス雰囲気でのヒーターによる加熱や高周波加
熱、大気中でのガストーチ等が挙げられる。
ニウム管等の非鉄金属部材を気密に接合する方法とし
て、アルミニウムろう材合金を接合すべきアルミニウム
部材の接合面間に又はそれに近接して載置し、ブレージ
ング材合金の融点以上でアルミニウムの融点未満の温度
（ろう付け温度）に加熱することにより、ブレージング
材合金を毛管現象により接合面間に浸入させる方法が知
られている。ブレージング材合金の融点は通常接合する
金属部材の融点より少なくとも30℃〜40℃低いことが望
ましい。ブレージング材合金を溶融させる方法として、
不活性ガス雰囲気でのヒーターによる加熱や高周波加
熱、大気中でのガストーチ等が挙げられる。
【０００３】非鉄金属部材表面の酸化物を除去するとと
もにブレージング材との親和性を向上させるために、非
鉄金属部材の接合面にフラックスを塗布する。フラック
スはろう付け温度において溶融分解し、金属部材表面の
酸化物と反応して除去する作用を有する物質で、アルミ
ニウムブレージング材用には一般にフッ化アルミン酸カ
リウム、塩化物系フラックス等が使用されている。
もにブレージング材との親和性を向上させるために、非
鉄金属部材の接合面にフラックスを塗布する。フラック
スはろう付け温度において溶融分解し、金属部材表面の
酸化物と反応して除去する作用を有する物質で、アルミ
ニウムブレージング材用には一般にフッ化アルミン酸カ
リウム、塩化物系フラックス等が使用されている。
【０００４】フラックスを塗布した後でブレージング材
を載置し、トーチ等により加熱してろう付けを行う方法
は手間がかかるので、ろう付け工程を簡略化するため
に、ブレージング材合金を張り合わせたいわゆるクラッ
ド材を用いることも提案されている。しかし複雑形状の
部材の接合等、特殊な場合には有効であるものの、クラ
ッド材は高価であるという問題がある。さらにブレージ
ング材が全面に張り合わされているため、ろう付け加工
時にろうが母材を侵食し、母材の変形を引き起こすおそ
れもある。
を載置し、トーチ等により加熱してろう付けを行う方法
は手間がかかるので、ろう付け工程を簡略化するため
に、ブレージング材合金を張り合わせたいわゆるクラッ
ド材を用いることも提案されている。しかし複雑形状の
部材の接合等、特殊な場合には有効であるものの、クラ
ッド材は高価であるという問題がある。さらにブレージ
ング材が全面に張り合わされているため、ろう付け加工
時にろうが母材を侵食し、母材の変形を引き起こすおそ
れもある。
【０００５】またブレージング材合金粉末及びフラック
ス粉末をイソプロピルアルコール等の有機溶媒中で均一
に混合してなるペーストを金属部材の接合面に塗布し、
乾燥後に加熱溶融させることにより両金属部材を接合す
る方法も知られている。このようなペーストとして、ア
ルミニウム合金粉末と、フラックス粉末と、アクリル系
樹脂等のバインダーと、溶媒との混合物からなる組成物
が提案されている。
ス粉末をイソプロピルアルコール等の有機溶媒中で均一
に混合してなるペーストを金属部材の接合面に塗布し、
乾燥後に加熱溶融させることにより両金属部材を接合す
る方法も知られている。このようなペーストとして、ア
ルミニウム合金粉末と、フラックス粉末と、アクリル系
樹脂等のバインダーと、溶媒との混合物からなる組成物
が提案されている。
【０００６】また米国特許第3,971,501 号は、粉末状ブ
レージング材合金と粉末状フラックスの混合物をアルミ
ニウム表面に塗布し、乾燥した後でアルミニウム表面を
ろう付け温度に加熱し、ろう付けを行う方法を開示して
いる。さらに米国特許第5,100,048 号は、金属シリコン
粉末とフラックス粉末とからなる組成物をアルミニウム
部材の接合面に塗布し、ろう付け時の加熱により金属シ
リコン粉末がアルミニウムと共晶合金を形成することに
よりろう付けを行う方法を開示している。しかしなが
ら、これらの方法は接合面が広い場合には有効であるも
のの、パイプ同士の接合等、接合面が狭い場合には、接
合面に十分なブレージング材を塗布できないという欠点
を有する。
レージング材合金と粉末状フラックスの混合物をアルミ
ニウム表面に塗布し、乾燥した後でアルミニウム表面を
ろう付け温度に加熱し、ろう付けを行う方法を開示して
いる。さらに米国特許第5,100,048 号は、金属シリコン
粉末とフラックス粉末とからなる組成物をアルミニウム
部材の接合面に塗布し、ろう付け時の加熱により金属シ
リコン粉末がアルミニウムと共晶合金を形成することに
よりろう付けを行う方法を開示している。しかしなが
ら、これらの方法は接合面が広い場合には有効であるも
のの、パイプ同士の接合等、接合面が狭い場合には、接
合面に十分なブレージング材を塗布できないという欠点
を有する。
【０００７】最近、ろう材とフラックスとを一体化した
フラックス含有ろう材として、Al合金粉末とフラックス
粉末とを混合し、熱間プレスした後、成形加工によりフ
ラックス含有棒状ブレージング材を製造することが提案
された（特許第2584926 号）。しかしフラックス含有ブ
レージング材は脆性が高く、リング状に曲げにくい。
フラックス含有ろう材として、Al合金粉末とフラックス
粉末とを混合し、熱間プレスした後、成形加工によりフ
ラックス含有棒状ブレージング材を製造することが提案
された（特許第2584926 号）。しかしフラックス含有ブ
レージング材は脆性が高く、リング状に曲げにくい。
【０００８】またフラックス被覆Al合金ろう材を製造す
る方法として、ガスアトマイズ法又は回転円板法により
溶融Al合金ろう材を噴出させ、その際噴出口にフラック
ス粉末を噴霧して、ろう材の凝固と同時にフラックスを
被覆する方法が提案されている（ＷＯ 94/17941 号）。
しかしながら、この方法ではろう材とフラックスとの配
合比を一定に保つことが困難であり、製品毎の組成のば
らつきが大きいという問題がある。
る方法として、ガスアトマイズ法又は回転円板法により
溶融Al合金ろう材を噴出させ、その際噴出口にフラック
ス粉末を噴霧して、ろう材の凝固と同時にフラックスを
被覆する方法が提案されている（ＷＯ 94/17941 号）。
しかしながら、この方法ではろう材とフラックスとの配
合比を一定に保つことが困難であり、製品毎の組成のば
らつきが大きいという問題がある。
【０００９】また、ろう材中にフラックスを均一に配合
した複合ろう材を使用してアルミニウム管等の管状金属
部材同士を接合する場合、複合ろう材をリング状に成形
加工する必要がある。ところが、ろう材とフラックスと
の混合物を熱間押出成形によりワイヤー状にしたブレー
ジング材からリングを状に成形加工すると、脆性が高い
ためにリング状に曲げにくいだけでなく、曲げ加工時の
残留応力により、ろう付け中の加熱によりリングの継目
が開いてしまうという問題がある。またリング継目部が
先に溶融するので、均一なろう付けが難しいという問題
もある。
した複合ろう材を使用してアルミニウム管等の管状金属
部材同士を接合する場合、複合ろう材をリング状に成形
加工する必要がある。ところが、ろう材とフラックスと
の混合物を熱間押出成形によりワイヤー状にしたブレー
ジング材からリングを状に成形加工すると、脆性が高い
ためにリング状に曲げにくいだけでなく、曲げ加工時の
残留応力により、ろう付け中の加熱によりリングの継目
が開いてしまうという問題がある。またリング継目部が
先に溶融するので、均一なろう付けが難しいという問題
もある。
【００１０】また従来のブレージング材では、フラック
スとしてK 、Al及びF を含む錯体化合物が使用されてい
るが、これは原料であるAlF3粉末、KF粉末、Al2O3 粉
末、CsF 粉末等を溶融混合することにより製造されてい
るので、製造コストが高いという問題がある。
スとしてK 、Al及びF を含む錯体化合物が使用されてい
るが、これは原料であるAlF3粉末、KF粉末、Al2O3 粉
末、CsF 粉末等を溶融混合することにより製造されてい
るので、製造コストが高いという問題がある。
【００１１】従って、本発明の目的は、ろう材とフラッ
クスとが均一に混合してなるためにろう付け時にフラッ
クスの塗布作業が不要であり、かつ管状の非鉄金属部材
同士をろう付けする際に変形や不均一な溶融が起こらな
いリング状ブレージング材を提供することである。
クスとが均一に混合してなるためにろう付け時にフラッ
クスの塗布作業が不要であり、かつ管状の非鉄金属部材
同士をろう付けする際に変形や不均一な溶融が起こらな
いリング状ブレージング材を提供することである。
【００１２】本発明のもう１つの目的は、かかるリング
状ブレージング材を簡単で、かつ安価に製造する方法を
提供することである。
状ブレージング材を簡単で、かつ安価に製造する方法を
提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、ろう材金属粉末及びフラックス粉
末の均一混合物をプレス成形して圧粉体状ビレットとし
た後、熱間押出成形によりパイプを作製し、それを輪切
り状に切断すれば、フラックスを均一に含有する継目な
しリング状ブレージング材が得られることを発見し、本
発明を完成した。
の結果、本発明者は、ろう材金属粉末及びフラックス粉
末の均一混合物をプレス成形して圧粉体状ビレットとし
た後、熱間押出成形によりパイプを作製し、それを輪切
り状に切断すれば、フラックスを均一に含有する継目な
しリング状ブレージング材が得られることを発見し、本
発明を完成した。
【００１４】すなわち、非鉄金属部材同士をろう付けす
るのに用いる本発明の継目なしリング状ブレージング材
は、0.90以上の相対密度を有し、かつろう材金属中にフ
ラックスが均一に分散していることを特徴とする。
るのに用いる本発明の継目なしリング状ブレージング材
は、0.90以上の相対密度を有し、かつろう材金属中にフ
ラックスが均一に分散していることを特徴とする。
【００１５】また、非鉄金属部材同士をろう付けするの
に用いる継目なしリング状ブレージング材を製造する本
発明の方法は、(a) ろう材金属粉末及びフラックス粉末
を均一に混合し、(b) 得られた混合粉末をプレス成形す
ることにより、圧粉体状ビレットを作製し、(c) 前記圧
粉体状ビレットをパイプ状に熱間押出成形し、(d) 前記
パイプを輪切り状に切断することにより、0.90以上の相
対密度を有し、かつろう材金属中にフラックスが均一に
分散しているリング状ブレージング材を得ることを特徴
とする。
に用いる継目なしリング状ブレージング材を製造する本
発明の方法は、(a) ろう材金属粉末及びフラックス粉末
を均一に混合し、(b) 得られた混合粉末をプレス成形す
ることにより、圧粉体状ビレットを作製し、(c) 前記圧
粉体状ビレットをパイプ状に熱間押出成形し、(d) 前記
パイプを輪切り状に切断することにより、0.90以上の相
対密度を有し、かつろう材金属中にフラックスが均一に
分散しているリング状ブレージング材を得ることを特徴
とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】[1] 出発材料 (1) ろう材金属粉末の組成 ろう材金属粉末の組成は、接合する非鉄金属部材の種類
に応じて決まり、接合用ろう材として使用されるもので
あれば、その種類や成分組成を問わない。例えばアルミ
ニウム管同士、銅管同士、アルミニウム管と銅管との接
合用としては、Al-Si 合金、Al-Si-Cu合金、Al-Zn 合
金、Al-Zn-Si合金、Al-Si-Cu-Zn 合金等のアルミニウム
合金、アルミニウム粉末＋Si、Cu及びZnからなる群か
ら選ばれた１種以上の合金元素粉末、Znを主体とし、
Al又はAl及びSiを含有する亜鉛合金のいずれかを使用す
ることができる。また、ろう材の機能向上のために任意
に添加される金属及び不可避不純物が含まれていても良
い。
に応じて決まり、接合用ろう材として使用されるもので
あれば、その種類や成分組成を問わない。例えばアルミ
ニウム管同士、銅管同士、アルミニウム管と銅管との接
合用としては、Al-Si 合金、Al-Si-Cu合金、Al-Zn 合
金、Al-Zn-Si合金、Al-Si-Cu-Zn 合金等のアルミニウム
合金、アルミニウム粉末＋Si、Cu及びZnからなる群か
ら選ばれた１種以上の合金元素粉末、Znを主体とし、
Al又はAl及びSiを含有する亜鉛合金のいずれかを使用す
ることができる。また、ろう材の機能向上のために任意
に添加される金属及び不可避不純物が含まれていても良
い。
【００１７】(a) アルミニウム合金粉末 Al-Si 合金、Al-Si-Cu合金等のアルミニウム合金におい
て、Si及び／又はCuの合金元素の合計含有量は５〜15重
量％であるのが好ましく、６〜13重量％であるのがより
好ましい。これらの合金元素はろう付け温度（600 ℃前
後）において、アルミニウムと流動性共融物を形成し、
接合部を被覆する。しかし合金元素含有量が多すぎる
と、共融物の流動性が変化するだけでなく、ブレージン
グ材が脆化するので好ましくない。アルミニウム合金ろ
う材の具体例としては、Al-5wt％Si-40 wt％Zn合金、Al
-10 wt％Si-4wt％Cu-10 wt％Zn合金等が挙げられる。
て、Si及び／又はCuの合金元素の合計含有量は５〜15重
量％であるのが好ましく、６〜13重量％であるのがより
好ましい。これらの合金元素はろう付け温度（600 ℃前
後）において、アルミニウムと流動性共融物を形成し、
接合部を被覆する。しかし合金元素含有量が多すぎる
と、共融物の流動性が変化するだけでなく、ブレージン
グ材が脆化するので好ましくない。アルミニウム合金ろ
う材の具体例としては、Al-5wt％Si-40 wt％Zn合金、Al
-10 wt％Si-4wt％Cu-10 wt％Zn合金等が挙げられる。
【００１８】(b) アルミニウム粉末＋合金元素粉末 アルミニウム合金粉末の代わりにアルミニウム粉末＋合
金元素粉末の混合物を使用する場合には、合金元素粉末
（Si等）／アルミニウム粉末の重量比は、５／100 〜15
／100 であるのが好ましく、６／100 〜13／100 である
のがより好ましい。アルミニウム粉末と混合する合金元
素粉末は、Si、Zn、Cuのいずれか一種以上であり、好ま
しくは純Si金属粉末である。
金元素粉末の混合物を使用する場合には、合金元素粉末
（Si等）／アルミニウム粉末の重量比は、５／100 〜15
／100 であるのが好ましく、６／100 〜13／100 である
のがより好ましい。アルミニウム粉末と混合する合金元
素粉末は、Si、Zn、Cuのいずれか一種以上であり、好ま
しくは純Si金属粉末である。
【００１９】(c) アルミニウム−亜鉛合金粉末 アルミニウム−亜鉛合金粉末としては、(イ) Zn＋Alの合
金粉末、又は(ロ) Zn＋Al＋Siの合金粉末が好ましい。
(イ) Zn＋Alの合金粉末の場合、Znは５〜95重量％で、Al
は95〜５重量％である。また(ロ) Zn＋Al＋Siの合金粉末
の場合、Znは５〜85重量％で、Alは10〜94重量％であ
り、Siは１〜５重量％である。亜鉛を主とするアルミニ
ウム−亜鉛合金ろう材の具体例としては、Al-75 wt％Zn
合金等が挙げられる。
金粉末、又は(ロ) Zn＋Al＋Siの合金粉末が好ましい。
(イ) Zn＋Alの合金粉末の場合、Znは５〜95重量％で、Al
は95〜５重量％である。また(ロ) Zn＋Al＋Siの合金粉末
の場合、Znは５〜85重量％で、Alは10〜94重量％であ
り、Siは１〜５重量％である。亜鉛を主とするアルミニ
ウム−亜鉛合金ろう材の具体例としては、Al-75 wt％Zn
合金等が挙げられる。
【００２０】(d) ろう材金属粉末の平均粒径 上記〜のいずれの場合でも、ろう材金属粉末の平均
粒径は200 μｍ以下であるのが好ましく、10〜150 μｍ
であるのがより好ましい。ろう材金属粉末の平均粒径を
10μｍ未満とするのはコスト高になるだけでなく、表面
酸化物が多くなる。また平均粒径を200 μｍ超とすると
ろう材金属粉末が大きすぎてフラックス粉末との均一な
分散が困難になる。
粒径は200 μｍ以下であるのが好ましく、10〜150 μｍ
であるのがより好ましい。ろう材金属粉末の平均粒径を
10μｍ未満とするのはコスト高になるだけでなく、表面
酸化物が多くなる。また平均粒径を200 μｍ超とすると
ろう材金属粉末が大きすぎてフラックス粉末との均一な
分散が困難になる。
【００２１】(e) ろう材金属粉末の製造方法 上記〜のいずれの場合でも、ろう材金属粉末はガス
アトマイズ法、回転円板法、粉砕法等公知の方法で製造
することができる。一般にガスアトマイズ法の場合には
不定型の粉末が得られ、回転円板法の場合には球状の粉
末が得られ、粉砕法の場合には不定型の粉末が得られ
る。
アトマイズ法、回転円板法、粉砕法等公知の方法で製造
することができる。一般にガスアトマイズ法の場合には
不定型の粉末が得られ、回転円板法の場合には球状の粉
末が得られ、粉砕法の場合には不定型の粉末が得られ
る。
【００２２】(2) フラックス粉末 フラックス粉末として、その原料であるKF、Al2O3 及び
CsF からなる群から選ばれた一種以上と、AlF3との混合
粉末を使用するのが好ましい。フラックス粉末の合計重
量を100 ％として、AlF3の割合は10〜60重量％であるの
が好ましく、20〜55重量％であるのがより好ましい。特
にAlF3粉末とKF粉末とを配合する場合、AlF3粉末とKF粉
末との重量比は60：40〜40：60とするのが好ましく、5
5：45〜50：50とするのがより好ましい。またAlF3粉末
とCsF 粉末とを配合する場合、AlF3粉末とCsF 粉末との
重量比は10：90〜55：45とするのが好ましく、20：80〜
30：70とするのがより好ましい。
CsF からなる群から選ばれた一種以上と、AlF3との混合
粉末を使用するのが好ましい。フラックス粉末の合計重
量を100 ％として、AlF3の割合は10〜60重量％であるの
が好ましく、20〜55重量％であるのがより好ましい。特
にAlF3粉末とKF粉末とを配合する場合、AlF3粉末とKF粉
末との重量比は60：40〜40：60とするのが好ましく、5
5：45〜50：50とするのがより好ましい。またAlF3粉末
とCsF 粉末とを配合する場合、AlF3粉末とCsF 粉末との
重量比は10：90〜55：45とするのが好ましく、20：80〜
30：70とするのがより好ましい。
【００２３】フラックス粉末として、KF、Al2O3 及びCs
F からなる群から選ばれた一種以上と、AlF3とを含む錯
体化合物を用いることができる。また、KF、Al2O3 及び
CsFからなる群から選ばれた一種以上と、AlF3とを含む
錯体化合物粉末と上記原料粉末と混合して用いてもよ
い。錯体化合物の好ましい例としては、KF-AlF3 、KAlF
4 、K2AlF5、K3AlF6、CsF-AlF3等のフッ化物系が挙げら
れる。市販品としては、NOCOLOK （ALCAN Internationa
l Limited 製）等が挙げられる。なおフラックス粉末の
平均粒径は数μｍ〜数十μｍ程度が好ましい。
F からなる群から選ばれた一種以上と、AlF3とを含む錯
体化合物を用いることができる。また、KF、Al2O3 及び
CsFからなる群から選ばれた一種以上と、AlF3とを含む
錯体化合物粉末と上記原料粉末と混合して用いてもよ
い。錯体化合物の好ましい例としては、KF-AlF3 、KAlF
4 、K2AlF5、K3AlF6、CsF-AlF3等のフッ化物系が挙げら
れる。市販品としては、NOCOLOK （ALCAN Internationa
l Limited 製）等が挙げられる。なおフラックス粉末の
平均粒径は数μｍ〜数十μｍ程度が好ましい。
【００２４】フラックス粉末（錯体化合物粉末を含有す
る場合、原料粉末＋錯体化合物粉末の合計）の添加量
は、ろう材金属粉末とフラックス粉末との重量比が95：
５〜70：30となるように設定する。フラックス粉末の添
加量が５重量％未満では、ろう付け面の十分な清浄化効
果が得られない。一方30重量％を超えても更なる効果が
得られず、また得られるブレージング材が脆化するので
好ましくない。より好ましいろう材金属粉末とフラック
ス粉末との重量比は90：10〜70：30である。
る場合、原料粉末＋錯体化合物粉末の合計）の添加量
は、ろう材金属粉末とフラックス粉末との重量比が95：
５〜70：30となるように設定する。フラックス粉末の添
加量が５重量％未満では、ろう付け面の十分な清浄化効
果が得られない。一方30重量％を超えても更なる効果が
得られず、また得られるブレージング材が脆化するので
好ましくない。より好ましいろう材金属粉末とフラック
ス粉末との重量比は90：10〜70：30である。
【００２５】フラックス粉末に錯体化合物粉末を添加す
る場合、フラックス原料粉末を100重量％として錯体化
合物粉末を５〜30重量％とするのが好ましい。錯体化合
物粉末の好ましい添加量は10〜25重量％である。
る場合、フラックス原料粉末を100重量％として錯体化
合物粉末を５〜30重量％とするのが好ましい。錯体化合
物粉末の好ましい添加量は10〜25重量％である。
【００２６】[2] 継目なしリング状ブレージング材の製
造方法 本発明の継目なしリング状ブレージング材の製造方法
は、(a) ろう材金属粉末とフラックス粉末とを均一に混
合する工程と、(b) プレス成形により圧粉体状ビレット
を作製する工程と、(c) 熱間押出成形によりパイプを作
製する工程と、(d) パイプを輪切り状に切断する工程か
らなる。以下はアルミニウム合金粉末を用いた場合の製
造方法について説明するが、その他のろう材金属粉末に
ついても同様である。
造方法 本発明の継目なしリング状ブレージング材の製造方法
は、(a) ろう材金属粉末とフラックス粉末とを均一に混
合する工程と、(b) プレス成形により圧粉体状ビレット
を作製する工程と、(c) 熱間押出成形によりパイプを作
製する工程と、(d) パイプを輪切り状に切断する工程か
らなる。以下はアルミニウム合金粉末を用いた場合の製
造方法について説明するが、その他のろう材金属粉末に
ついても同様である。
【００２７】(a) 混合 アルミニウム合金粉末とフラックス粉末との混合は、ボ
ールミル、アトライタ等を用いて行うことができる。特
にアトライタを用いると、アルミニウム合金粉末に強い
展延力が作用して、著しく変形し、フラックス粉末を包
みこむようになる。
ールミル、アトライタ等を用いて行うことができる。特
にアトライタを用いると、アルミニウム合金粉末に強い
展延力が作用して、著しく変形し、フラックス粉末を包
みこむようになる。
【００２８】(b) プレス成形 アルミニウム合金粉末とフラックス粉末との混合物を所
望の形状の金型によりプレス形成して圧粉体状ビレット
を作製する。プレス成形条件は粉末の種類及び組成によ
り異なるが、一般に圧粉体状ビレットの相対密度が0.6
以上となるように設定するのが好ましい。圧粉体状ビレ
ットの相対密度が0.6 未満であると、圧粉体状ビレット
の機械的強度が不十分であるのみならず、後の熱間押出
成形により得られるパイプの内部に気泡が発生する恐れ
がある。圧粉体状ビレットの好ましい相対密度は0.70〜
0.95である。
望の形状の金型によりプレス形成して圧粉体状ビレット
を作製する。プレス成形条件は粉末の種類及び組成によ
り異なるが、一般に圧粉体状ビレットの相対密度が0.6
以上となるように設定するのが好ましい。圧粉体状ビレ
ットの相対密度が0.6 未満であると、圧粉体状ビレット
の機械的強度が不十分であるのみならず、後の熱間押出
成形により得られるパイプの内部に気泡が発生する恐れ
がある。圧粉体状ビレットの好ましい相対密度は0.70〜
0.95である。
【００２９】上記相対密度の圧粉体状ビレットを得るた
めには、プレス圧を10〜400kgf/mm2、好ましくは150 〜
350kgf/mm2の範囲とするのが好ましい。またプレス温度
は室温〜200 ℃とするのが好ましい。
めには、プレス圧を10〜400kgf/mm2、好ましくは150 〜
350kgf/mm2の範囲とするのが好ましい。またプレス温度
は室温〜200 ℃とするのが好ましい。
【００３０】(c) 熱間押出成形 先端に熱間押出用ダイスを有する押出装置内に圧粉体状
ビレットをセットし、フラックスの分解点未満の温度で
ビレットを加熱する。加熱温度は350 〜500 ℃が好まし
く、特に400 ℃が好ましい。加熱した圧粉体状ビレット
を上記ダイスから押出し、パイプを成形する。パイプの
形状は、円柱状に限らず、角柱状、楕円状等でもよい。
熱間押出圧力は、得られるパイプの相対密度が0.90以上
となるように設定する。パイプの相対密度が0.90未満で
あると、機械的強度が不十分であり、またろう付けの仕
上がり品質が不十分である。好ましい相対密度は0.95以
上である。
ビレットをセットし、フラックスの分解点未満の温度で
ビレットを加熱する。加熱温度は350 〜500 ℃が好まし
く、特に400 ℃が好ましい。加熱した圧粉体状ビレット
を上記ダイスから押出し、パイプを成形する。パイプの
形状は、円柱状に限らず、角柱状、楕円状等でもよい。
熱間押出圧力は、得られるパイプの相対密度が0.90以上
となるように設定する。パイプの相対密度が0.90未満で
あると、機械的強度が不十分であり、またろう付けの仕
上がり品質が不十分である。好ましい相対密度は0.95以
上である。
【００３１】なお、押出用ダイスを変えれば、上記パイ
プ状だけでなく、ワイヤー状、板状、又は断面形状が半
円状、Ｕ字状に自由に成形することができる。
プ状だけでなく、ワイヤー状、板状、又は断面形状が半
円状、Ｕ字状に自由に成形することができる。
【００３２】(d) 輪切り状の切断 得られたパイプを例えば超硬合金製の円板状鋸刃等によ
り所望の長さに切断することにより、継目なしリング状
ブレージング材を得ることができる。切断方向は一般に
パイプの軸線方向に垂直であるが、僅かに斜めに切断し
てもかまわない。
り所望の長さに切断することにより、継目なしリング状
ブレージング材を得ることができる。切断方向は一般に
パイプの軸線方向に垂直であるが、僅かに斜めに切断し
てもかまわない。
【００３３】(e) 二次成形 必要に応じて継目なしリング状ブレージング材をさらに
二次成形しても良い。例えば継目なしリング状ブレージ
ング材の表面（軸線と垂直な面）を曲面状に成形する。
二次成形は、継目なしリング状ブレージング材を200 〜
300 ℃に加熱しながらプレスすることにより行うことが
できる。
二次成形しても良い。例えば継目なしリング状ブレージ
ング材の表面（軸線と垂直な面）を曲面状に成形する。
二次成形は、継目なしリング状ブレージング材を200 〜
300 ℃に加熱しながらプレスすることにより行うことが
できる。
【００３４】なお、フラックス粉末にKFが使われる場
合、KFの潮解性が高いため、混合、プレス成形以降の工
程、並びに製品保管は工程中，完成後を問わず、乾燥雰
囲気下で行うのが望ましい。
合、KFの潮解性が高いため、混合、プレス成形以降の工
程、並びに製品保管は工程中，完成後を問わず、乾燥雰
囲気下で行うのが望ましい。
【００３５】[3] 使用方法 本発明の継目なしリング状ブレージング材を使用して一
対のアルミニウム管をろう付けする場合について説明す
る。継目なしリング状ブレージング材をアルミニウム管
の接合部に装着し、トーチ法、高周波法、又は電気炉等
により加熱する。ろう付け時間は、アルミニウム合金が
溶融して両アルミニウム管の接合面間に十分に浸入する
ように設定する。例えば外径８mm、肉厚0.6 〜1.0mm の
アルミニウム管のろう付けの場合には、トーチバーナー
では10秒〜１分程度、高周波誘導加熱では４〜５秒程度
で良い。またろう付け温度はアルミニウム合金粉末及び
フラックス粉末の融点以上でアルミニウム管の融点未満
であれば良いが、一般に450 〜620 ℃程度であれば良
く、特にAl-Si 合金系継目なしリング状ブレージング材
の場合には570 〜620 ℃程度で良い。
対のアルミニウム管をろう付けする場合について説明す
る。継目なしリング状ブレージング材をアルミニウム管
の接合部に装着し、トーチ法、高周波法、又は電気炉等
により加熱する。ろう付け時間は、アルミニウム合金が
溶融して両アルミニウム管の接合面間に十分に浸入する
ように設定する。例えば外径８mm、肉厚0.6 〜1.0mm の
アルミニウム管のろう付けの場合には、トーチバーナー
では10秒〜１分程度、高周波誘導加熱では４〜５秒程度
で良い。またろう付け温度はアルミニウム合金粉末及び
フラックス粉末の融点以上でアルミニウム管の融点未満
であれば良いが、一般に450 〜620 ℃程度であれば良
く、特にAl-Si 合金系継目なしリング状ブレージング材
の場合には570 〜620 ℃程度で良い。
【００３６】
【実施例】本発明を以下の実施例により具体的に説明す
るが、本発明はそれらに限定されるものではない。
るが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３７】実施例１〜３ (1) 継目なしリング状ブレージング材の製造 AlF3粉末とKF粉末とを54：46の重量比で配合した後、Al
-10 wt％Si合金ろう材粉末（平均粒径70μｍ）と均一に
混合した（図１の(a) ）。この時、Al-Si 合金ろう材粉
末とフラックス原料粉末（AlF3粉末＋KF粉末）との重量
比は80：20であった。得られた混合粉末をプレス金型に
より、200kgf/mm2のプレス圧、室温で圧粉化し、直径75
mm、長さ250mm のビレットを得た（図１の(b) ）。
-10 wt％Si合金ろう材粉末（平均粒径70μｍ）と均一に
混合した（図１の(a) ）。この時、Al-Si 合金ろう材粉
末とフラックス原料粉末（AlF3粉末＋KF粉末）との重量
比は80：20であった。得られた混合粉末をプレス金型に
より、200kgf/mm2のプレス圧、室温で圧粉化し、直径75
mm、長さ250mm のビレットを得た（図１の(b) ）。
【００３８】ビレットを還元雰囲気バーナーで 400℃に
加熱し、２ポートホローダイスを具備する油圧押出機に
より表１に示すサイズのパイプを押出した（図１の(c)
）。熱間押出圧力は500 トン、押出速度は10ｍ／分で
あった。得られたパイプの相対密度は0.96であった。
加熱し、２ポートホローダイスを具備する油圧押出機に
より表１に示すサイズのパイプを押出した（図１の(c)
）。熱間押出圧力は500 トン、押出速度は10ｍ／分で
あった。得られたパイプの相対密度は0.96であった。
【００３９】
【００４０】得られたパイプを切断機にセットし、厚さ
0.5mm の超硬合金製鋸刃で切断し、幅1.6mm の継目なし
円形リング状ブレージング材を得た（図１の(d) ）。
0.5mm の超硬合金製鋸刃で切断し、幅1.6mm の継目なし
円形リング状ブレージング材を得た（図１の(d) ）。
【００４１】(2) 継目なしリング状ブレージング材の使
用 外径8.0mm 及び内径6.4mm の第一のアルミニウム管2bの
端部10mmを拡径し、さらに先端部をフレア加工した（図
２の(a) ）。同径の第二のアルミニウム管2aに実施例１
の継目なしリング状ブレージング材１を装着した後、第
一のアルミニウム管2bの拡径端部を挿入し、両アルミニ
ウム管2a、2bの接合部の隙間が約0.1mmの重ね継手を作
成した（図２の(b) ）。
用 外径8.0mm 及び内径6.4mm の第一のアルミニウム管2bの
端部10mmを拡径し、さらに先端部をフレア加工した（図
２の(a) ）。同径の第二のアルミニウム管2aに実施例１
の継目なしリング状ブレージング材１を装着した後、第
一のアルミニウム管2bの拡径端部を挿入し、両アルミニ
ウム管2a、2bの接合部の隙間が約0.1mmの重ね継手を作
成した（図２の(b) ）。
【００４２】アルミニウム管2a、2bの接合部を大気中で
600 ℃に15秒間加熱した。これにより継目なしリング状
ブレージング材１は完全に溶融し、ブレージング材１は
両アルミニウム管2a、2bの接合面間に進入した（図２の
(c) ）。ろう付けしたアルミニウム管2a、2bに10kgf/cm
2 の空気を圧入し、アルミニウム管2a、2b全体を水中に
浸漬したところ、漏洩は全く認められなかった。
600 ℃に15秒間加熱した。これにより継目なしリング状
ブレージング材１は完全に溶融し、ブレージング材１は
両アルミニウム管2a、2bの接合面間に進入した（図２の
(c) ）。ろう付けしたアルミニウム管2a、2bに10kgf/cm
2 の空気を圧入し、アルミニウム管2a、2b全体を水中に
浸漬したところ、漏洩は全く認められなかった。
【００４３】比較例１ 直径1.6mm のワイヤー状Al-10 wt％Si合金ブレージング
材をリング成形機で内径8.2mm の切れ目付きリングに成
形した。この切れ目付きリング状ブレージング材合金
と、市販のNOCOLOK （ALCAN International Limited
製）の懸濁液とを用いて、実施例１と同じアルミニウム
管の接合を行った。
材をリング成形機で内径8.2mm の切れ目付きリングに成
形した。この切れ目付きリング状ブレージング材合金
と、市販のNOCOLOK （ALCAN International Limited
製）の懸濁液とを用いて、実施例１と同じアルミニウム
管の接合を行った。
【００４４】フラックスを接合部に塗布した後、切れ目
付きリング状ブレージング材を装着し、接合部を大気中
で加熱したが、300 ℃で切れ目付きリング状ブレージン
グ材の継目部が拡開した。また570 ℃に加熱したとき、
継目の先端部が先に溶解し、玉状になった。その結果、
満足なろう付けができないことがあった。
付きリング状ブレージング材を装着し、接合部を大気中
で加熱したが、300 ℃で切れ目付きリング状ブレージン
グ材の継目部が拡開した。また570 ℃に加熱したとき、
継目の先端部が先に溶解し、玉状になった。その結果、
満足なろう付けができないことがあった。
【００４５】比較例２ 実施例１で作製した圧粉体状ビレットを線引きダイスを
有する油圧押出機に挿入し、450 ℃、押出圧力500 ト
ン、押出速度20ｍ／分で線径2.0mm のフラックス含有ワ
イヤー状ブレージング材を得た。このブレージング材を
200 〜300 ℃に加熱しながら内径10〜20mmのリングに成
形しようとしたが、脆性破壊を起こし、折れるものが多
かった。
有する油圧押出機に挿入し、450 ℃、押出圧力500 ト
ン、押出速度20ｍ／分で線径2.0mm のフラックス含有ワ
イヤー状ブレージング材を得た。このブレージング材を
200 〜300 ℃に加熱しながら内径10〜20mmのリングに成
形しようとしたが、脆性破壊を起こし、折れるものが多
かった。
【００４６】実施例４ Al粉末（平均粒径30μｍ）とZn粉末（平均粒径20μｍ）
とを25：75の重量比で配合したろう材金属粉末と、AlF3
粉末とCs粉末とを52：48の重量比で配合したフラックス
粉末とを、70：30の重量比で均一に混合した。得られた
混合粉末をプレス金型により、200kgf/mm2のプレス圧、
室温でプレス成形し、直径75mm、長さ250mm の圧粉体状
ビレットを作製した。
とを25：75の重量比で配合したろう材金属粉末と、AlF3
粉末とCs粉末とを52：48の重量比で配合したフラックス
粉末とを、70：30の重量比で均一に混合した。得られた
混合粉末をプレス金型により、200kgf/mm2のプレス圧、
室温でプレス成形し、直径75mm、長さ250mm の圧粉体状
ビレットを作製した。
【００４７】得られた圧粉体状ビレットを実施例１と同
じ先端に２ポートホローダイスを具備する油圧押出機に
挿入し、実施例１と同じ温度に加熱しながら、500 トン
の押出圧力、10ｍ／分の押出速度でパイプ（外径11.3m
m、内径8.2mm 、厚み1.55mm、長さ500mm ）を押出し
た。得られたパイプの相対密度は0.96であった。このパ
イプを切断機にセットし、厚さ0.5mm の超硬合金製鋸刃
で切断し、幅1.6mm の継目なし円形リング状ブレージン
グ材を得た。
じ先端に２ポートホローダイスを具備する油圧押出機に
挿入し、実施例１と同じ温度に加熱しながら、500 トン
の押出圧力、10ｍ／分の押出速度でパイプ（外径11.3m
m、内径8.2mm 、厚み1.55mm、長さ500mm ）を押出し
た。得られたパイプの相対密度は0.96であった。このパ
イプを切断機にセットし、厚さ0.5mm の超硬合金製鋸刃
で切断し、幅1.6mm の継目なし円形リング状ブレージン
グ材を得た。
【００４８】この継目なし円形リング状ブレージング材
を使用して、実施例１と同じ方法でアルミニウム管のろ
う付けを行った。ただし、加熱温度は500 ℃で加熱時間
は10秒間であった。ろう付けしたアルミニウム管に10kg
f/cm2 の空気を圧入し、アルミニウム管全体を水中に浸
漬したところ、漏洩は全く認められなかった。
を使用して、実施例１と同じ方法でアルミニウム管のろ
う付けを行った。ただし、加熱温度は500 ℃で加熱時間
は10秒間であった。ろう付けしたアルミニウム管に10kg
f/cm2 の空気を圧入し、アルミニウム管全体を水中に浸
漬したところ、漏洩は全く認められなかった。
【００４９】
【発明の効果】本発明の継目なしリング状ブレージング
材は、フラックスを均一に含有するので、ろう付けの際
にフラックスを塗布する手間が不要であり、ろう付け作
業を効率化することができる。またリング状ブレージン
グ材を継目なしとすることにより、ワイヤー状ブレージ
ング材をリング状に加工するという困難な加工工程が不
要であり、またろう付け用に加熱する際に、ワイヤーの
場合のようにリングが拡開するおそれもない。その上、
非鉄金属管状部材のろう付け作業を高速かつ安定的に行
うことが可能となり、またろう付けの自動化にも好適で
ある。
材は、フラックスを均一に含有するので、ろう付けの際
にフラックスを塗布する手間が不要であり、ろう付け作
業を効率化することができる。またリング状ブレージン
グ材を継目なしとすることにより、ワイヤー状ブレージ
ング材をリング状に加工するという困難な加工工程が不
要であり、またろう付け用に加熱する際に、ワイヤーの
場合のようにリングが拡開するおそれもない。その上、
非鉄金属管状部材のろう付け作業を高速かつ安定的に行
うことが可能となり、またろう付けの自動化にも好適で
ある。
【００５０】またフラックス粉末としてフラックス原料
粉末を使用するので、製造工程の簡素化とコストの低減
を図ることができる。
粉末を使用するので、製造工程の簡素化とコストの低減
を図ることができる。
【００５１】このような特徴を有する本発明の継目なし
リング状ブレージング材は、アルミニウム及び／又は銅
等の非鉄金属の部材同士のろう付けに使用するのに好適
である。
リング状ブレージング材は、アルミニウム及び／又は銅
等の非鉄金属の部材同士のろう付けに使用するのに好適
である。
【図１】 本発明の継目なしリング状ブレージング材の
製造工程を示す模式図であり、(a) はろう材金属粉末と
フラックス粉末との混合粉末を示し、(b) は混合粉末か
ら得た圧粉体状ビレットを示し、(c) は圧粉体状ビレッ
トを熱間押出成形してなるパイプを示し、(d) はパイプ
を輪切り状に切断してなる継目なしリング状ブレージン
グ材を示す。
製造工程を示す模式図であり、(a) はろう材金属粉末と
フラックス粉末との混合粉末を示し、(b) は混合粉末か
ら得た圧粉体状ビレットを示し、(c) は圧粉体状ビレッ
トを熱間押出成形してなるパイプを示し、(d) はパイプ
を輪切り状に切断してなる継目なしリング状ブレージン
グ材を示す。
【図２】 アルミニウム管同士をろう付けする手順を示
す断面図であり、(a)はろう付け前のアルミニウム管の
重ね継手を示し、(b) はアルミニウム管の接合部に継目
なしリング状ブレージング材を装着した状態を示し、
(c) はろう付け後のアルミニウム管を示す。
す断面図であり、(a)はろう付け前のアルミニウム管の
重ね継手を示し、(b) はアルミニウム管の接合部に継目
なしリング状ブレージング材を装着した状態を示し、
(c) はろう付け後のアルミニウム管を示す。
１・・・継目なしリング状ブレージング材 2a、2b・・アルミニウム管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 35/28 ３１０ Ｂ２３Ｋ 35/28 ３１０Ａ 35/30 ３１０ 35/30 ３１０Ｃ 35/363 35/363 Ｈ 35/40 ３４０ 35/40 ３４０Ｅ ３４０Ｃ ３４０Ａ
Claims (15)
- 【請求項１】 非鉄金属部材同士をろう付けするのに用
いる継目なしリング状ブレージング材であって、0.90以
上の相対密度を有し、かつろう材金属中にフラックスが
均一に分散していることを特徴とする継目なしリング状
ブレージング材。 - 【請求項２】 請求項１に記載の継目なしリング状ブレ
ージング材において、前記ろう材金属と前記フラックス
との重量比が95：５〜70：30であることを特徴とする継
目なしリング状ブレージング材。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の継目なしリング
状ブレージング材において、前記ろう材金属がAl-Si 合
金、Al-Si-Cu合金、Al-Zn 合金、Al-Zn-Si合金及びAl-S
i-Cu-Zn 合金からなる群から選ばれた１種以上のアルミ
ニウム合金からなることを特徴とする継目なしリング状
ブレージング材。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の継目な
しリング状ブレージング材において、前記フラックスが
フラックス原料であるKF、Al2O3 及びCsF からなる群か
ら選ばれた一種以上とAlF3との混合物であることを特徴
とする継目なしリング状ブレージング材。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の継目な
しリング状ブレージング材において、前記非鉄金属部材
がアルミニウム及び／又は銅製であることを特徴とする
継目なしリング状ブレージング材。 - 【請求項６】 非鉄金属部材同士をろう付けするのに用
いる継目なしリング状ブレージング材を製造する方法で
あって、(a) ろう材金属粉末及びフラックス粉末を均一
に混合し、(b) 得られた混合粉末をプレス成形すること
により、圧粉体状ビレットを作製し、(c) 前記圧粉体状
ビレットをパイプ状に熱間押出成形し、(d) 前記パイプ
を輪切り状に切断することにより、0.90以上の相対密度
を有し、かつろう材金属中にフラックスが均一に分散し
ているリング状ブレージング材を得ることを特徴とする
方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、熱間押
出成形を300 〜500 ℃で行うことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項６又は７に記載の方法において、
前記混合粉末のプレス成形を、10〜400 kgf/mm2 の圧力
及び室温〜200 ℃の温度条件で行うことを特徴とする方
法。 - 【請求項９】 請求項６〜８のいずれかに記載の方法に
おいて、前記ろう材金属粉末がアルミニウム合金粉末、
又はアルミニウム粉末とSi、Cu及びZnからなる群から選
ばれた１種以上の金属の粉末とからなる混合粉末である
ことを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項６〜９のいずれかに記載の方法に
おいて、前記フラックス粉末として、フラックス原料粉
末であるKF粉末、Al2O3 粉末及びCsF 粉末からなる群か
ら選ばれた一種以上と、AlF3粉末との混合物を使用する
ことを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の方法において、AlF3粉
末とKF粉末との重量比が60：40〜40：60であることを特
徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項10に記載の方法において、フラッ
クス粉末としてさらにK 、Al及びF を含む錯体化合物粉
末を添加することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法において、KF粉
末、Al2O3 粉末及びCsF粉末からなる群から選ばれた一
種以上とAlF3粉末との混合物100 重量部に対して、錯体
化合物を５〜30重量部添加することを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項６〜13のいずれかに記載の方法に
おいて、前記ろう材金属がAl-Si 合金、Al-Si-Cu合金、
Al-Zn 合金、Al-Zn-Si合金及びAl-Si-Cu-Zn 合金からな
る群から選ばれた１種以上のアルミニウム合金からなる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項15】 請求項６〜14のいずれかに記載の方法に
おいて、前記非鉄金属部材がアルミニウム及び／又は銅
製であることを特徴とする方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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