JP3352233B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 - Google Patents
アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法Info
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Description
ニウム合金のろう付方法に関し、更に詳しくはアルミニ
ウム鋳造材どうしあるいはセラミックスとアルミニウム
鋳造材のろう付に関する。このろう付け方法は、ロッカ
ーアーム、バルブリフタ、シリンダーブロック、マニホ
ールド、ラジエータフィン等の自動車部品、船舶、鉄道
車両等に好適に利用され得る。
ム合金よりなる部材を他の部材と接合する場合に用いら
れるろう材としてはAl−Si系の合金が広く用いられ
ている。その理由は、この系が、580℃の共晶点を有
し、一般的な他のアルミニウム合金に比べて融点が低い
こと、また溶融時の流動性が良いこと、更には接合部の
耐食性も高いことなどの利点を有するからである。
鋳造時の溶湯流動性の見地からAl−Si系合金が選定
されることが多い。従って、接合される部材としての鋳
物と接合に用いる前記ろう材とで融点がほぼ同じである
ため、事実上アルミニウム鋳物のろう付は不可能であ
る。ただし、ろう材側のAl−Si系合金にCuを添加
し、Al−Si−Cu3元共晶の組成を選択すれば、ろ
う材の液相点が530℃程度まで低下するため、ろう付
け時に鋳物が溶けることはなく、融点の関係からはAl
−Si系鋳物のろう付は可能である。
Si−Cu3元共晶は、Cuの含有量が13原子%程度
と多いため、接合部にAl2Cuなどの脆い金属間化合
物相を形成し、充分なろう付強度が得られない。この発
明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金からな
る鋳物等の部材を他の部材と接合し、高い接合強度の接
合体を提供することにある。
に、この発明のアルミニウム又はアルミニウム合金のろ
う付方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりな
る一部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラミ
ックスよりなる他の部材との間にAl、Si及びCuを
主成分とするろう材を介在させて両者を接合した後、そ
のろう材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特徴
とする。
た脆い金属間化合物相を分解し、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる鋳物等の部材中に拡散させること
ができるため、接合面の機械的特性が向上する。
てから再度加熱して実施しても良いし、ろう付後室温ま
で冷却する過程で所定温度に保持することによって実施
しても良い。拡散焼鈍の条件はろう材の固相点以下で金
属間化合物の分解が起こる温度以上であればどの様な条
件でも良いが、あまり温度が低いと拡散速度が遅いため
処理に長時間を要するから、製造工数の見地からは温度
が高い方が望ましい。具体的には400℃〜500℃程
度が好ましい。
Si4〜6.5%、Cu12〜15%及び残部Alが望
ましい。この組成範囲はAl−Si−Cu3元系の共晶
近傍の組成で、540℃以下まで液相点が低下する組成
である。従って、不可避不純物を除けば、上記3成分の
みからなるのが望ましい。ただし、上記組成に更にZn
を8%以下含むろう材でもよい。Znの添加により、ろ
う材の液相点を510℃程度まで低下させることができ
るからである。8%以下としたのは、8%を超えると逆
に接合強度が低下するからである。なお、ろう材に含ま
れる不可避不純物とはFe、Mn、Mg、Ti等である
が、これらの総量は通常1%以下であり、この発明の作
用に影響を及ぼす程ではない。
すアルミニウム合金製部材1,2を準備し、20mm×
15mmの面を接合面とした。また、表1に示す組成・
固相点のろう材を準備し、これを溶かして、回転するC
u製水冷ロール上に流すこと(液体急冷却法)によっ
て、厚さ100μmの箔とした。部材1、箔状ろう材及
び部材2を順に重ね合せ、治具に固定し、炉内に配置
し、表1に示す条件で30分間保持し、室温まで冷却す
ることによって、ろう付を行った。得られた接合体につ
き、さらに表1中に示す条件で且つ大気中で拡散焼鈍し
た。比較のために、ろう付までの工程を全く同じにして
拡散焼鈍を省略した接合体も作製した。これらの接合体
の継手強度を確認するため、剪断試験により強度の評価
を行った。結果を表1に併せて示す。
合部は、被接合部材の剪断強度並みの剪断強度を有する
のに対し、焼鈍なしの接合体の接合部は低強度であっ
た。
製部材3及び20mm×15mm×10mmの表2にJ
IS形式で示すアルミニウム合金製部材4を準備した。
部材3については、No.10のAl2O3とNo.12
のZrO2に対しては接合面にMo−Mnメタライズを
施した後、電解Niメッキを施した。また、No.11
とNo.13のSi3N4に対してはスパッタにてSi3
N4側から順にTi1000オングストローム、Mo2
000オングストローム、Ni5000オングストロー
ムの金属薄膜メタライズを施した。別途、実施例1と同
様に液体急冷却法にて表2に示す組成の箔状ろう材を作
製した。そして、これら部材3、箔状ろう材及び部材4
を順に重ね合わせ、治具で固定して、炉内に配置し、表
2に示す条件で1時間保持することによって、ろう付を
行い、続いてろう付け温度から室温まで冷却する過程で
450℃に所定時間保持することによって拡散焼鈍を行
った。比較のために拡散焼鈍を省略した以外は本例と同
一製造方法の接合体も作製した。得られた接合体を剪断
試験で評価した結果を表2に示す。
向上している。また、拡散焼鈍した本発明例の破断形態
は接合面を起点としているものの破断面がセラミック製
部材3内部に進行しているのに対し、焼鈍なしの比較例
は全面が接合面での破断であった。これにより比較例の
接合体は接合界面に脆弱な相が存在することが推測され
た。
点の低いAl−Si−Cu系合金をろうとして用いて、
かつ脆い金属間化合物の存在を抑えた接合体を得ること
ができるため、これまでろう付が不可能であったAl−
Si系鋳造材のろう付も可能となった。
Claims (7)
- 【請求項1】 アルミニウム又はアルミニウム合金より
なる一部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラ
ミックスよりなる他の部材との間にAl、Si及びCu
を主成分とするろう材を介在させて両者を接合した後、
そのろう材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特
徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方
法。 - 【請求項2】 ろう材が、実質的にSi4〜6.5原子
%、Cu12〜15原子%及び残部Alよりなる請求項
1に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項3】 更にZnを8原子%以下含有する請求項
2に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項4】 拡散焼鈍が、接合層に形成された金属間
化合物の分解温度以上で行われる請求項1〜3のいずれ
かに記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項5】 拡散焼鈍が、接合後に一旦室温まで冷却
し、所定温度に加熱することにより行われる請求項1〜
4のいずれかに記載のアルミニウム又はアルミニウム合
金のろう付け方法。 - 【請求項6】 拡散焼鈍が、接合後の冷却過程で所定温
度に保持することにより行われる請求項1〜4のいずれ
かに記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項7】 アルミニウム又はアルミニウム合金より
なる一部材が、鋳物である請求項1〜6のいずれかに記
載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付け方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14545494A JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14545494A JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07328792A JPH07328792A (ja) | 1995-12-19 |
JP3352233B2 true JP3352233B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=15385608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14545494A Expired - Fee Related JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3352233B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012210646A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Nisshin Steel Co Ltd | 箔状ろう材 |
CN102873422B (zh) * | 2012-10-18 | 2015-06-03 | 北京科技大学 | 一种铝及铝合金与铜的扩散钎焊工艺 |
CN102941416B (zh) * | 2012-11-05 | 2015-04-08 | 芜湖沃多福新材料有限责任公司 | 一种无钎剂钎焊泡沫铝芯板的合金钎料及其制备方法 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP14545494A patent/JP3352233B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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