JP5713452B2 - Aluminum alloy brazing sheet and manufacturing method thereof, and brazing method of aluminum heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム合金ブレージングシート、詳しくは、ろう付け加熱の際にフラックスを塗布することなしに、ろう付けを可能とするアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、および当該アルミニウム合金ブレージングシートを組み付けたアルミニウム製熱交換器のろう付け方法に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet, and more specifically, an aluminum alloy brazing sheet that can be brazed without applying a flux during brazing heating, a method for producing the same, and the aluminum alloy brazing sheet. The present invention relates to a brazing method for an aluminum heat exchanger.
現在、自動車用熱交換器の多くはＡｌ−Ｍｎ系心材にＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドしてなるブレージングシートに弗化物系フラックスを塗布し、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気炉で加熱することによってろう付け接合されている。しかしながら、近年の自動車部品の電子化に伴い、一部の熱交換器においては、ろう付け後のフラックス残渣が表面処理性を阻害するなどの問題が指摘されており、また、高性能化のために冷媒通路を微細にした熱交換器においては、フラックス残渣が冷媒通路を閉塞させ、熱交換性能が大幅に低下するという問題も生じている。 Currently, most automotive heat exchangers apply a fluoride flux to a brazing sheet made by cladding an Al-Mn core material with an Al-Si brazing material, and heat it in an inert gas atmosphere furnace such as nitrogen gas. It is brazed and joined. However, with the recent digitization of automobile parts, some heat exchangers have been pointed out with problems such as flux residue after brazing hindering surface treatment, and for higher performance. However, in the heat exchanger having a fine refrigerant passage, there is also a problem that the flux residue closes the refrigerant passage and the heat exchange performance is greatly reduced.
このような問題を解決するために、フラックスを塗布することなしにろう付けする技術が求められている。フラックスを塗布することなしにろう付けする技術としては、従来、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を用い、真空炉中で加熱することによりろう付け接合する真空ろう付け法があり、真空ろう付け法によれば、完全にフラックス無しでの接合が可能であるが、ろう付け設備費が高価であり、Ｍｇ清掃やポンプ・計器類のメンテナンスにも費用がかかり、輻射加熱に頼っているため不活性ガス炉でのろう付けに比べて生産性も劣るという難点がある。 In order to solve such a problem, a technique for brazing without applying flux is required. Conventionally, as a technique for brazing without applying flux, there is a vacuum brazing method in which an Al—Si—Mg brazing material is used and brazing is performed by heating in a vacuum furnace. Can be completely joined without flux, but brazing equipment costs are expensive, Mg cleaning and maintenance of pumps and instruments are expensive, and it is inactive because it relies on radiant heating There is a drawback that productivity is also inferior to brazing in a gas furnace.
電子部品や冷媒通路が狭い精密なろう付け品に対しては、完全にフラックス無しで接合する以外に、フラックスの使用量を問題のないレベルにまで低減することでもよいが、従来のブレージングシートでは、一般的なろう付け環境においてフラックスの塗布量が３ｇ／ｍ２を下回るとろう付け性が急激に低下する。これは単にフラックス量が少なくなることに加え、ろう付け加熱中に雰囲気中に微量に含まれる酸素がフラックスと反応して酸化するためフラックスとしての機能が劣化してしまうことが原因と考えられている。また、このような酸化劣化によるフラックス機能の低下は、特に低い温度から溶融するＣｓＦを配合したフラックスやＣｓ系フラックスではさらに顕著となり、Ｃｓを含むような低融点フラックスは炉中ろう付けでは使用し難いという問題がある。 For precision brazed parts with narrow electronic parts and refrigerant passages, in addition to completely joining without flux, it is possible to reduce the amount of flux used to a level where there is no problem. In a general brazing environment, when the amount of flux applied is less than 3 g / m 2 , the brazing property is drastically lowered. This is thought to be due to the fact that the flux function deteriorates because the amount of oxygen contained in the atmosphere reacts with the flux and oxidizes during brazing heating, in addition to reducing the amount of flux. Yes. In addition, the deterioration of the flux function due to such oxidative deterioration becomes more remarkable particularly in a flux containing CsF that melts from a low temperature or a Cs-based flux, and a low melting point flux containing Cs is used for brazing in a furnace. There is a problem that it is difficult.
ろう付け加熱中にフラックスの酸化による劣化を生じさせないために、ブレージングシートにフラックスを封入することが試みられ、その手法として、フラックスを封入したアルミニウム合金材からなるフラックス封入部材を、ろう材と心材との界面またはろう材の表面に配置する方法（特許文献１）、アルミニウム合金からなるスペーサによって区画形成される空間部分に粉末状フラックスを充填し、その全体を熱間圧延してアルミニウム合金板およびスペーサを熱間圧着すると同時に、内部の粉末状フラックスを圧粉して固形化する方法（特許文献２）が提案されている。 In order not to cause deterioration due to oxidation of the flux during brazing heating, it has been attempted to enclose the flux in a brazing sheet. As a technique, a flux encapsulating member made of an aluminum alloy material encapsulating the flux is used as a brazing material and a core material. (Patent Document 1), a space portion defined by an aluminum alloy spacer is filled with powdered flux, and the whole is hot-rolled to form an aluminum alloy plate and A method (Patent Document 2) has been proposed in which a spacer is hot-pressed and, at the same time, the powder powder inside is pressed and solidified.
しかしながら、いずれの方法においてもフラックスが障壁となって熱間圧延性が阻害されると共に、熱間圧延時にフラックスが装置の周辺に飛散して装置を汚染するという問題や、他の圧延材料へ混入するおそれがあるため、工業的には実現が困難である。また、アルミニウム箔にフラックスを包み込んで形成したフラックス含有線材を、心材とろう材の層間に配設し、この積層物を圧延してアルミニウムろう付け用ブレージングシートを製造する方法（特許文献３）も提案されているが、熱間圧延性の確保とフラックスの飛散という課題は解決できていない。 However, in any of the methods, the flux becomes a barrier and hot rolling properties are hindered, and during hot rolling, the flux is scattered around the equipment and contaminates the equipment. This is industrially difficult to realize. Also, a method of manufacturing a brazing sheet for aluminum brazing by placing a flux-containing wire formed by wrapping a flux in an aluminum foil between layers of a core material and a brazing material and rolling the laminate (Patent Document 3) is also available. Although it has been proposed, the problems of ensuring hot rollability and flux scattering have not been solved.
本発明は、ブレージングシートにフラックスを封入する手法における上記従来の問題点を解消するために、種々の試験、検討を行った結果としてなされたものであり、その目的は、熱間圧延性が阻害されることなく、熱間圧延時にフラックスが飛散して装置を汚染したり、他の圧延材料へ混入したりする問題も回避できるアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法、および当該ブレージングシートを組み込んだアルミニウム製熱交換器のろう付け方法を提供することにある。 The present invention was made as a result of various tests and examinations in order to eliminate the above-mentioned conventional problems in the method of enclosing flux in a brazing sheet, and its purpose is to inhibit hot rolling properties. Aluminum alloy brazing sheet and method for producing the same, and aluminum incorporating the brazing sheet, which can avoid the problem that the flux is scattered during hot rolling to contaminate the equipment or be mixed into other rolling materials. The object is to provide a method for brazing a heat exchanger.
上記の目的を達成するための請求項１によるアルミニウム合金ブレージングシートは、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに加熱することによりろう付け接合される熱交換器に用いられるブレージングシートであって、心材の片面または両面に、Ｓｉ：６〜１３％（質量％、以下同じ）を含むＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金ろう材（以下、ろう材）をクラッドしてなり、心材とろう材の界面には弗化物系フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an aluminum alloy brazing sheet according to claim 1 is a brazing sheet used for a heat exchanger that is brazed and joined by heating without applying a flux in an inert gas atmosphere. Then, one or both surfaces of the core material are clad with an Al—Si based aluminum alloy brazing material (hereinafter referred to as a brazing material) containing Si: 6 to 13% (mass%, the same applies hereinafter), and the interface between the core material and the brazing material. Is characterized in that a fluoride-based flux is included, and a part or all of the flux is melted and solidified.
請求項２によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１において、前記ろう材及び前記心材のＭｇ含有量が０．０５％以下に制限され、前記界面に内包される前記フラックスの量が２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする。
The aluminum alloy brazing sheet according to
請求項３によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項１または２において、前記ろう材が、さらにＺｎ：０．５〜１０％、Ｃｕ：０．２〜３．０％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。 The aluminum alloy brazing sheet according to claim 3 is the aluminum alloy brazing sheet according to claim 1 or 2, wherein the brazing material is further one or two of Zn: 0.5 to 10% and Cu: 0.2 to 3.0%. It is characterized by containing.
請求項４によるアルミニウム合金ブレージングシートは、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに加熱することによりろう付け接合される熱交換器に用いられるブレージングシートであって、心材の片面または両面に、Ｓｉ：６〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ系ろう材を２層にクラッドしてなり、２層にクラッドされたろう材とろう材の界面には弗化物系フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。 An aluminum alloy brazing sheet according to claim 4 is a brazing sheet used for a heat exchanger that is brazed and joined by heating without applying a flux in an inert gas atmosphere, on one or both sides of a core material. , Si: Al-Si brazing material containing 6 to 13% is clad into two layers, and a fluoride flux is included in the interface between the brazing material clad into the two layers and the brazing material. A part or all of these are solidified after being melted.
請求項５によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項４において、前記ろう材とろう材の界面および心材とろう材の界面には弗化物系フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部が溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。 The aluminum alloy brazing sheet according to claim 5 is the aluminum alloy brazing sheet according to claim 4, wherein a fluoride-based flux is included in the interface between the brazing material and the brazing material and the interface between the core material and the brazing material. It is characterized by being solidified after melting.
請求項６によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項４または５において、前記２層にクラッドされたろう材のＭｇ含有量がいずれも０．０５％以下に制限され、前記心材のＭｇ含有量が０．０５％以下に制限され、前記界面に内包される前記フラックスの量が２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする。 The aluminum alloy brazing sheet according to claim 6 is the aluminum alloy brazing sheet according to claim 4 or 5, wherein the Mg content of the brazing material clad in the two layers is limited to 0.05% or less, and the Mg content of the core material is 0.00. The amount of the flux contained in the interface is 2.0 g / m 2 or less.
請求項７によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項４〜６のいずれかにおいて、前記２層にクラッドされたろう材のいずれか一方または両方に、さらにＺｎ：０．５〜１０％、Ｃｕ：０．２〜３．０％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。 An aluminum alloy brazing sheet according to a seventh aspect of the present invention is the aluminum alloy brazing sheet according to any one of the fourth to sixth aspects, further comprising: Zn: 0.5 to 10%, Cu: 0. It contains 1 type or 2 types in 2-3.0%, It is characterized by the above-mentioned.
請求項８によるアルミニウム合金ブレージングシートは、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに加熱することによりろう付け接合される熱交換器に用いられるブレージングシートであって、心材の片面に、Ｓｉ：６％未満を含むアルミニウム合金の中間材を介して、Ｓｉ：６〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドし、心材の他の片面にアルミニウム合金の皮材をクラッドしてなり、アルミニウム合金ろう材と中間材の界面には弗化物系フラックスが内包しており、該フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする。 An aluminum alloy brazing sheet according to claim 8 is a brazing sheet used in a heat exchanger that is brazed and joined by heating without applying a flux in an inert gas atmosphere, and is formed on one side of a core material with Si Clad Al: Si brazing material containing Si: 6-13% through an intermediate material of aluminum alloy containing less than 6%, and clad aluminum alloy skin on the other side of the core material, A fluoride-based flux is included in the interface between the aluminum alloy brazing material and the intermediate material, and part or all of the flux is melted and solidified.
請求項９によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項８において、前記ろう材、中間材、心材および皮材のＭｇ含有量が０．０５％以下に制限され、ろう材と中間材の界面に内包される前記フラックスの量が２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする。 The aluminum alloy brazing sheet according to claim 9 is the aluminum alloy brazing sheet according to claim 8, wherein the Mg content of the brazing material, the intermediate material, the core material and the skin material is limited to 0.05% or less, and is included in the interface between the brazing material and the intermediate material. The amount of the flux is 2.0 g / m 2 or less.
請求項１０によるアルミニウム合金ブレージングシートは、請求項８〜９のいずれかにおいて、前記ろう材および中間材のいずれか一方あるいは両方に、さらにＺｎ：０．５〜１０％、Ｃｕ：０．２〜３．０％のうちの１種または２種を含有することを特徴とする。 The aluminum alloy brazing sheet according to claim 10 is any one of claims 8 to 9, further comprising Zn: 0.5 to 10%, Cu: 0.2 to It is characterized by containing one or two of 3.0%.
請求項１１によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載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であって、クラッド構成材として心材およびろう材を積層し、または、心材、中間材、ろう材および皮材を積層して、前記界面に弗化物系フラックスを内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延（以下、単に熱間圧延）に先だって、積層したクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とする。 A method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to claim 11 is a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein a core material and a brazing material are laminated as a clad constituent material, or A core material, an intermediate material, a brazing material, and a skin material are laminated, and a fluoride-based flux is included in the interface, and hot clad rolling is performed prior to hot clad rolling (hereinafter, simply hot rolling). The clad constituent material is heated and bonded while being pressed.
請求項１２によるすアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１１において、前記クラッド構成材としての心材およびろう材、または、心材、中間材、ろう材および皮材を積層するに際し、前記界面に凹部を設けて、前記界面に弗化物系フラックスを配置し、該フラックスを挟持した状態で積層したクラッド構成材を加圧、加熱することにより、フラックスの一部または全部を溶融させて接合した後、熱間圧延することを特徴とする。 The method for producing a soot aluminum alloy brazing sheet according to claim 12 is the method according to claim 11, wherein the core material and the brazing material as the clad constituting material, or the core material, the intermediate material, the brazing material and the skin material are laminated on the interface. After providing a recess, placing a fluoride-based flux at the interface, and pressurizing and heating the clad constituent material laminated with the flux sandwiched, after melting or joining a part or all of the flux And hot rolling.
請求項１３によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載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であって、クラッド構成材として心材およびろう材を積層し、または、心材、中間材、ろう材および皮材を積層して、前記界面に、弗化物系フラックスとともに固相線温度が５６５℃以下の低融点金属の板材を内包させ、熱間クラッド圧延するに際し、熱間クラッド圧延に先だって、積層されたクラッド構成材を加圧しながら加熱して接合することを特徴とする。 A method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to claim 13 is a method for producing an aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein a core material and a brazing material are laminated as a clad constituent material, or A core material, an intermediate material, a brazing material, and a skin material are laminated, and a plate material of a low melting point metal having a solidus temperature of 565 ° C. or less is contained in the interface together with a fluoride-based flux. Prior to the intermediate clad rolling, the laminated clad constituent materials are heated and bonded while being pressed.
請求項１４によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１３において、前記クラッド構成材としての心材およびろう材、または、心材、中間材、ろう材および皮材を積層するに際し、前記界面に凹部を設けて、前記界面に弗化物系フラックスおよび固相線温度が５６５℃以下の低融点金属の板材を配置し、該フラックスおよび低融点金属の板材を挟持した状態で積層されたクラッド構成材を加圧、加熱することにより、低融点金属の板材を溶融させるとともに、フラックスの一部または全部を溶融させて接合した後、熱間圧延することを特徴とする。 A manufacturing method of an aluminum alloy brazing sheet according to claim 14 is the method according to claim 13, wherein the core material and the brazing material as the clad constituting material, or the core material, the intermediate material, the brazing material and the skin material are laminated at the interface. And a clad component laminated in a state where a fluoride-based flux and a low melting point metal plate having a solidus temperature of 565 ° C. or less are disposed at the interface, and the flux and the low melting point metal plate are sandwiched between them. By pressurizing and heating, the low melting point metal plate is melted, and part or all of the flux is melted and joined, and then hot rolled.
請求項１５によるアルミニウム合金ブレージングシートの製造方法は、請求項１２または１４において、前記フラックスを挟持する界面の周囲を囲むようにフラックス流出防止部材を設けることを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the aluminum alloy brazing sheet manufacturing method according to the twelfth or fourteenth aspect, wherein a flux outflow prevention member is provided so as to surround a periphery of the interface sandwiching the flux.
請求項１６によるアルミニウム製熱交換器のろう付け方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載のアルミニウム合金ブレージングシートで、前記界面に内包する前記フラックスの量を１．０ｇ／ｍ２以下としたものを組み付けて、不活性ガス雰囲気中でフラックスを塗布することなしに、４５０℃から５９０℃までの昇温時間を４分以内とする加熱を行うことを特徴とする。 A brazing method for an aluminum heat exchanger according to claim 16 is the aluminum alloy brazing sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein the amount of the flux included in the interface is 1.0 g / m 2 or less. As a result, the heating is performed so that the temperature rising time from 450 ° C. to 590 ° C. is within 4 minutes without applying the flux in an inert gas atmosphere.
本発明によれば、熱間圧延性が阻害されることなく、熱間圧延時にフラックスが飛散して装置を汚染したり、他の圧延材料へ混入したりする問題も回避することを可能とするフラックスを封入（内包）したアルミニウム合金ブレージングシートとその製造方法が提供され、さらに、当該ブレージングシートを組み込んだアルミニウム製熱交換器のろう付け方法が提供される。 According to the present invention, it is possible to avoid a problem that the flux is scattered during hot rolling and contaminates the apparatus or is mixed into other rolling materials without impairing hot rolling properties. An aluminum alloy brazing sheet enclosing (including) a flux and a method for producing the same are provided, and further, a brazing method for an aluminum heat exchanger incorporating the brazing sheet is provided.
本発明のアルミニウム合金ブレージングシートの基本的構成は、心材の片面または両面に、Ｓｉ：６〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドしてなり、心材とろう材の界面には、弗化物系フラックスが内包しており、フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものであることを特徴とする（請求項１）。 The basic structure of the aluminum alloy brazing sheet of the present invention is that one side or both sides of a core material is clad with an Al—Si brazing material containing Si: 6 to 13%, and at the interface between the core material and the brazing material, A chemical flux is included, and a part or all of the flux is melted and solidified (Claim 1).
心材の片面または両面に、Ｓｉ：６〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ系ろう材を２層にクラッドしてなり、２層にクラッドされたろう材とろう材の界面、または、２層にクラッドされたろう材とろう材の界面、心材とろう材に界面には、前記フラックスが内包し、フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものとする構成とすることもできる（請求項４、請求項５）。 One or both surfaces of the core material are clad with two layers of an Al—Si brazing material containing Si: 6 to 13%, and are clad into the interface between the brazing material and the brazing material clad into two layers or into two layers. The flux may be included in the interface between the brazing material and the brazing material and the interface between the core material and the brazing material, and a part or all of the flux may be solidified after being melted. Item 5).
また、心材の片面に、Ｓｉ：６％未満を含むアルミニウム合金の中間材を介して、Ｓｉ：６〜１３％を含むＡｌ−Ｓｉ系ろう材をクラッドし、心材の他の片面にアルミニウム合金の皮材をクラッドしてなり、アルミニウム合金ろう材と中間材の界面には、前記フラックスが内包しており、フラックスの一部または全部は溶融した後に凝固したものとする構成とすることもできる（請求項８）。 Also, an Al—Si brazing material containing Si: 6 to 13% is clad on one side of the core material through an aluminum alloy intermediate material containing Si: less than 6%, and the other side of the core material is made of aluminum alloy. It is also possible to have a structure in which the skin is clad, and the flux is included in the interface between the aluminum alloy brazing material and the intermediate material, and a part or all of the flux is solidified after being melted ( Claim 8).
心材の片面にろう材をクラッドした場合は、心材の他の片面には、何もクラッドしなくてもよく、用途によっては、犠牲陽極材などの皮材をクラッドすることもできる。２層のろう材をクラッドする場合、中間材を介してろう材をクラッドする場合も同様である。 When the brazing material is clad on one side of the core material, nothing is clad on the other side of the core material, and depending on the application, a skin material such as a sacrificial anode material can also be clad. When clad with two layers of brazing material, the same is true when brazing the brazing material via an intermediate material.
本発明によるアルミニウム合金ブレージングシートの心材としては、ＪＩＳ−Ａ１０５０、Ａ１１００などの純アルミニウムやＡｌ−Ｍｎ合金にＣｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加したＡ３００３、Ａ３２０３、Ａ３００４などのＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金など、公知の熱交換器用アルミニウム合金が使用できる。但し、心材中のＭｇはフラックスと反応し、ＭｇＦ２化合物を形成しフラックスとしての機能を低減させるため、０．０５％以下に制限するのが好ましい。 Examples of the core material of the aluminum alloy brazing sheet according to the present invention include pure aluminum such as JIS-A1050 and A1100, and A3003, A3203, and A3004 in which Cu, Si, Fe, Cr, Zn, Ti, Zr, etc. are added to an Al-Mn alloy. Known aluminum alloys for heat exchangers such as Al-Mn aluminum alloys can be used. However, since Mg in the core material reacts with the flux to form an MgF 2 compound and reduce the function as the flux, it is preferably limited to 0.05% or less.
ろう材としては、従来のＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金を用いることができる。すなわち、Ａｌ−Ｓｉ合金やＡｌ−Ｓｉ合金に少量の合金成分を添加したＡｌ−Ｓｉ系合金を用いることができる。但し、Ｓｉの含有量を６〜１３％とすることが必要である。Ｓｉの含有量が６％未満ではろうの流動性が低下し、十分な接合ができなくなる。１３％を超えると粗大Ｓｉ粒が形成され、溶融したろうが心材や他の部材を溶融するため好ましくない。 As the brazing material, a conventional Al—Si based aluminum alloy can be used. That is, an Al—Si alloy or an Al—Si alloy obtained by adding a small amount of alloy components to an Al—Si alloy can be used. However, the Si content needs to be 6 to 13%. If the Si content is less than 6%, the fluidity of the wax is lowered, and sufficient bonding cannot be performed. If it exceeds 13%, coarse Si grains are formed, and the molten wax melts the core material and other members, which is not preferable.
ろう材を２層にクラッドする場合は、各層のろう材がＳｉを６〜１３％含有していればよく、各層のろう材のＳｉ含有量が同じでも相違していてもよい。Ｓｉ：６％未満を含有する中間材としては、Ｓｉ：６％未満を含み、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金でもよく、これにＭｎ、Ｚｎ、その他の合金成分を添加したアルミニウム合金を用いることもできる。中間材は心材と成分が同じでもよい。 When the brazing material is clad into two layers, the brazing material of each layer may contain 6 to 13% of Si, and the Si content of the brazing material of each layer may be the same or different. The intermediate material containing Si: less than 6% may be an aluminum alloy containing less than 6% Si and the balance aluminum and unavoidable impurities, and an aluminum alloy added with Mn, Zn, and other alloy components. It can also be used. The intermediate material may have the same component as the core material.
ろう材にＺｎ：０．５〜１０％、Ｃｕ：０．２〜３．０％のうちの１種または２種を含有させると、ろう材の融点が低下するため、熱間圧延前の加熱でろう材と心材が接合し易くなる。 When the brazing material contains one or two of Zn: 0.5 to 10% and Cu: 0.2 to 3.0%, the melting point of the brazing material decreases, so heating before hot rolling It becomes easy to join the brazing material and the core material.
本発明の特徴とするところは、本発明のブレージングシートに内包させる弗化物系フラックスを、その一部または全部が溶融した後に凝固したものとすることである。混合物の一部または全部が溶融した後に凝固したものを内包させる手法としては、前記心材とろう材、ろう材とろう材などの界面に、直接、混合物の一部または全部が溶融した後に凝固したものを適宜の方法で配置し、熱間圧延して、ブレージングシートとしてもよいが、実生産においては、熱間圧延に先立つ工程において、界面に、混合物を粉末状態で塗布して一旦溶融させ、液状にしてから冷却、凝固させた後、熱間圧延するのが好ましく、圧延工程におけるフラックスの飛散を防止することができる。 A feature of the present invention is that the fluoride flux to be encapsulated in the brazing sheet of the present invention is solidified after a part or all of it is melted. As a method of encapsulating the solidified part or all of the mixture after melting, it is solidified after part or all of the mixture is melted directly at the interface between the core material and the brazing material, the brazing material and the brazing material, etc. Things may be arranged by an appropriate method and hot rolled to form a brazing sheet, but in actual production, in the process prior to hot rolling, the mixture is applied in powder form to the interface and once melted, After making it liquid and cooling and solidifying it, it is preferable to hot-roll, and it is possible to prevent flux from being scattered in the rolling process.
ブレージングシートにフラックスを内包させることにより、熱交換器の製造におけるフラックス塗布工程が不要になる。また、ろうが溶融するまではフラックスが雰囲気にさらされることがなくなり、ろう付け加熱途中でのフラックスの酸化劣化を防ぐことができ、フラックスの使用量を低減するができる。 By including the flux in the brazing sheet, the flux application step in the production of the heat exchanger is not necessary. In addition, the flux is not exposed to the atmosphere until the solder is melted, so that oxidation deterioration of the flux during brazing heating can be prevented and the amount of flux used can be reduced.
フラックスの一部または全部を溶融させるには、均質化処理工程あるいは熱間圧延前の加熱処理工程を利用することができる。すなわち、クラッド構成材を積層し、その界面にフラックスを配置して均質化処理し、または、熱間圧延前に積層したクラッド構成材を加熱処理する。 In order to melt a part or all of the flux, a homogenization treatment step or a heat treatment step before hot rolling can be used. That is, a clad constituent material is laminated, a flux is arranged at the interface and homogenized, or the clad constituent material laminated before hot rolling is heat-treated.
本発明においては、フラックスを積層するクラッド構成材の界面に塗布し、加熱して、その一部または全部を溶融させることにより、フラックスは積層するクラッド構成材の界面に閉じ込められることになる。また、フラックスはその一部または全部が溶融するため、仮に積層されたクラッド構成材の側面に一部が流出したとしても凝固してクラッド構成材に密着するため、熱間圧延を行っても粉末が飛散することはない。さらには、ブレージングシートを熱交換器部材の形状に加工する工程において、ろう材が破れてしまっても、フラックスが飛散することもない。 In the present invention, the flux is confined at the interface of the clad constituent material to be laminated by applying the flux to the interface of the clad constituent material to be laminated and heating to melt a part or all of it. In addition, since a part or all of the flux melts, even if a part flows out to the side surface of the laminated clad constituent material, it solidifies and adheres to the clad constituent material. Will not scatter. Further, in the process of processing the brazing sheet into the shape of the heat exchanger member, even if the brazing material is torn, the flux is not scattered.
ＫＦとＡｌＦ３を基本成分とする弗化物系フラックス（ノコロックフラックス）および該弗化物系フラックスにＣｓＦを混ぜたフラックス、あるいはＣｓ−Ａｌ−Ｆ系フラックスあるいはＣｓ−Ｋ−Ａｌ−Ｆ系フラックスなどはアルミニウムに対して非腐食性であり、アルミニウムと反応しない。本発明においては、フラックスを溶融して固化した状態でブレージングシートの各構成材、基本的には心材とろう材との間に内包させるため、熱交換器の製造におけるろう付け加熱の昇温工程では酸化劣化することがない。従って、ろう付け加熱により熱交換器の温度がフラックスの融点を超え、フラックスが再溶融し、フラックスとしての機能を十分に果たすことができる。再溶融したフラックスはアルミニウムよりも比重が軽いため、ろう材が溶融を開始するとろう材表面に浮上して酸化皮膜を破壊、剥離に寄与する。その後冷却すると、材料表面に残留する余剰フラックスの量が通常のフラックス塗布の場合に比べて少なくなる。従って、冷媒通路が微小であっても、フラックスの残渣が冷媒通路を塞いでしまうという不具合が生じ難くなる。 Fluoride flux (nocolok flux) containing KF and AlF 3 as basic components, flux obtained by mixing CsF with the fluoride flux, Cs-Al-F flux, Cs-K-Al-F flux, etc. Is non-corrosive to aluminum and does not react with aluminum. In the present invention, since the flux is melted and solidified, each component of the brazing sheet is basically encapsulated between the core material and the brazing material. Then, there is no oxidative deterioration. Therefore, the temperature of the heat exchanger exceeds the melting point of the flux by brazing heating, the flux is remelted, and the function as the flux can be sufficiently achieved. Since the remelted flux has a lighter specific gravity than aluminum, when the brazing material starts to melt, it floats on the surface of the brazing material, destroys the oxide film, and contributes to peeling. Thereafter, when cooled, the amount of surplus flux remaining on the material surface becomes smaller than in the case of normal flux application. Therefore, even if the refrigerant passage is very small, it is difficult for the flux residue to block the refrigerant passage.
フラックスを酸化劣化させることなく再溶融することにより、材料表面に塗布して使用するのに比べてフラックスの使用量を低減することができる。通常のフラックスろう付けにおいて、ＫＦ−ＡｌＦ３を基本構成とするノコロックフラックスの場合、加熱中にフラックスの酸化劣化が生じる熱交換器の外面側では３ｇ／ｍ２以以上の塗布が必要であるが、本発明ではフラックスを酸化劣化させずにクラッド構成材間に封じ込めるため、２ｇ／ｍ２以下でも機能を果たすことが可能である。また、ろう付け加熱において、４５０℃から５９０℃までを４分以内で加熱することにより、ろう材同士の界面に含有するフラックス量を１ｇ／ｍ２以下にしても良好なろう付け性が得られることを確認した。 By remelting the flux without oxidative degradation, the amount of flux used can be reduced as compared with the case where the flux is applied to the surface of the material. In normal flux brazing, in the case of a Nocolok flux having KF-AlF 3 as a basic component, it is necessary to apply 3 g / m 2 or more on the outer surface side of the heat exchanger where the flux is oxidized and deteriorated during heating. However, in the present invention, since the flux is confined between the clad components without oxidative degradation, the function can be achieved even at 2 g / m 2 or less. Moreover, in brazing heating, by heating from 450 ° C. to 590 ° C. within 4 minutes, good brazing properties can be obtained even if the amount of flux contained at the interface between the brazing materials is 1 g / m 2 or less. It was confirmed.
ブレージングシートに内包されるフラックス量Ｘ（ｇ／ｍ２）は、積層したクラッド構成材の界面に塗布したフラックス量Ａ（ｇ／ｍ２）と積層したクラッド構成材の全体厚さｔ０（ｍｍ）および圧延されたブレージングシートの厚さｔ（ｍｍ）から、Ｘ＝Ａ・（ｔ／ｔ０）の計算式により求めることができる。 The flux amount X (g / m 2 ) contained in the brazing sheet is the flux amount A (g / m 2 ) applied to the interface of the laminated cladding component and the total thickness t0 (mm) of the laminated cladding component. Further, from the thickness t (mm) of the rolled brazing sheet, it can be obtained by a calculation formula of X = A · (t / t0).
本発明においては、ブレージングシートにフラックスを内包させる手段として、熱間圧延前に積層されるクラッド構成材の界面にフラックスを塗布し、所定温度に加熱して溶融させることによってクラッド構成材同士を全面的あるいは部分的に接合させる方法を適用するのが望ましい。フラックスを内包させる部位は、基本的にはろう材と心材の界面であるが、ブレージングシートの表面に近い部位に内包させるのがより好ましいため、ろう材を二層にクラッドする場合（請求項４）には、第一層ろう材と第二層ろう材の界面に内包させ、中間材を介してろう材をクラッドする場合（請求項８）には、ろう材と中間材との界面に内包させるのがよく、フラックスが表面に近い位置に存在することになるため、フラックスの効果をより高めることができる。 In the present invention, as means for encapsulating the flux in the brazing sheet, the flux is applied to the interface of the clad constituent material that is laminated before hot rolling, and the clad constituent material is entirely heated by heating to a predetermined temperature and melted. It is desirable to apply a method of joining the target partially or partially. The part in which the flux is encapsulated is basically the interface between the brazing material and the core material, but it is more preferable to encapsulate the part in the vicinity of the surface of the brazing sheet, so that the brazing material is clad in two layers (Claim 4). ) Is included in the interface between the first layer brazing material and the second layer brazing material, and when the brazing material is clad through the intermediate material (Claim 8), it is included in the interface between the brazing material and the intermediate material. Since the flux is present at a position close to the surface, the effect of the flux can be further enhanced.
２層にろう材をクラッドする場合は、第一層（表層）のろう材と第二層のろう材の界面に、また中間材を介してろう材をクラッドする場合は、中間材とろう材の界面にフラックスを内包させることが好ましいが、第二層のろう材と心材の界面、中間材と心材の界面については、混合物を塗布してもよいし、また、塗布しない場合でも、本発明の目的を達成することができる。 When brazing a brazing material to two layers, when brazing the brazing material at the interface between the brazing material of the first layer (surface layer) and the second layer and via an intermediate material, the intermediate material and the brazing material It is preferable to encapsulate the flux in the interface of the second layer. However, the mixture may be applied to the interface between the brazing material and the core material of the second layer, and the interface between the intermediate material and the core material. Can achieve the purpose.
ブレージングシートにフラックスを内包させる好ましい手段として、前記のように、熱間圧延前に積層されるクラッド構成材の界面にフラックスを塗布し、所定温度に加熱して溶融させることによってクラッド構成材同士を全面的あるいは部分的に接合させる方法が適用されるが、この場合、積層されるクラッド構成材の界面にフラックスを塗布するに際し、フラックスとともに、固相線温度が５６５℃以下の低融点金属、例えば、Ａｌ−６〜１３％Ｓｉ−２〜１５％Ｚｎ、Ａｌ−６〜１３％Ｓｉ−２〜５％Ｃｕなどの板材を配置し、フラックスおよび低融点金属の板材を挟持した状態で積層されたクラッド構成材を加圧、加熱することにより、低融点金属の板材の一部または全部を溶融させるとともに、フラックスの一部または全部を溶融させて接合した後、熱間圧延するのが好ましく、この方法により、クラッド構成材同士の接合をより強固に行うことができる。 As a preferred means for encapsulating the flux in the brazing sheet, as described above, the flux is applied to the interface of the clad constituent material laminated before hot rolling, and the clad constituent materials are heated to a predetermined temperature and melted. In this case, a low melting point metal having a solidus temperature of 565 ° C. or lower, for example, when the flux is applied to the interface between the clad components to be laminated, is applied. A plate material such as Al-6 to 13% Si-2 to 15% Zn and Al-6 to 13% Si-2 to 5% Cu is arranged and laminated with the flux and the low melting point metal plate sandwiched therebetween. By applying pressure and heating to the clad components, part or all of the low melting point metal plate is melted and part or all of the flux is melted. After joining by, it is preferred to hot-rolling, this method can be bonded between the cladding structure material more firmly.
本発明においては、熱間圧延前に、フラックスを所定の界面に配置あるいは塗布したクラッド構成材が、熱間圧延によりクラッド接合され、熱間圧延および冷間圧延で薄く伸張されるため、単位面積当たりのフラックス塗布量は、ろう付け時に機能するフラックス量の数百倍〜千倍以上となる。 In the present invention, before hot rolling, a clad constituent material in which a flux is arranged or applied at a predetermined interface is clad-joined by hot rolling and thinly stretched by hot rolling and cold rolling, so that the unit area The amount of flux applied per unit is several hundred to 1,000 times the amount of flux that functions during brazing.
ブレージングシートのクラッド構成材を接合する際に、積層したクラッド構成材を加熱しながらその全面を加圧することが接合を確実にする上で有効である。全面を加圧する方法としては、積層されたクラッド構成材の表面に耐熱ばねを挟んだ板状の冶具を乗せて加圧する方法、ボルトで固定する方法、積層されたクラッド構成材の上にアルミニウム製のスラブや鋼鈑などの重量物を乗せ、重量物の自重でクラッド構成材を加圧する方法、プレス機内で加圧しながら加熱する方法がある。加圧力は１０×１０−３ＭＰａ以下が好ましい。加圧力が１０×１０−３ＭＰａを超えると、溶融したフラックスが、積層したクラッド構成材の側面から漏れ易くなる。 When bonding the clad constituting material of the brazing sheet, it is effective to press the entire surface while heating the laminated clad constituting material in order to ensure the bonding. The entire surface can be pressurized by placing a plate-shaped jig with a heat-resistant spring on the surface of the laminated clad component, pressurizing it, fixing it with bolts, and aluminum made on the laminated clad component. There are a method of putting a heavy material such as a slab and a steel plate and pressurizing the clad constituting material by its own weight, and a method of heating while pressing in a press machine. The applied pressure is preferably 10 × 10 −3 MPa or less. When the applied pressure exceeds 10 × 10 −3 MPa, the melted flux tends to leak from the side surface of the laminated clad constituent material.
溶融したフラックスが積層したクラッド構成材の界面から側面に漏れるのを防止するため、図１に示すように、フラックス１を塗布または配置する面（この場合は心材の表面）の周囲に、押出形材から形成されたアルミニウム枠などからなるフラックス流出防止部材２を設置するのが好ましい。フラックス流出防止部材２の高さｈおよび厚さｔは塗布または配置するフラックスの量に応じて調整する。
In order to prevent the melted flux from leaking from the interface of the laminated clad constituent material to the side surface, as shown in FIG. 1, the extrusion shape is formed around the surface on which the flux 1 is applied or disposed (in this case, the surface of the core material). It is preferable to install a flux
フラックス流出防止部材２を配設することにより、溶融したフラックスを積層されたクラッド構成材の周囲に流出させることなく、強く加圧できることになる。接合時の強加圧によって、溶融したフラックスから余分な気体が排出されるため、熱間圧延以降で生じる膨れが未然に防がれる。フラックス流出防止部材２は、積層されたクラッド構成材と共に熱間圧延されるが、クラッド構成材の幅方向及び長手方向の端部にのみ位置するため、圧延工程の途中で切り落されることとなり、材料の品質や歩留を損ねることはない。
By disposing the flux
また、フラックスをより確実に積層されたクラッド構成材の界面に保持するため、フラックスを塗布する側の材料の表面に凹部を成形することもできる。凹部の形状としては、三角形、四角形、半円状などのような形状が適しているが、これに限定されるものではない。また、連続した線状の凹部であっても、ディンプル状に独立した凹部であってもよい。凹部の形態を直線状、同心円状、らせん状、格子状など規則的パターンとすることが、内包するフラックスの分布が均一となるため好ましい。凹部の形成方法としては、切削加工やプレス成形、凸部が形成されたロールで圧下するなどの方法により形成するのが好ましい。 Moreover, in order to hold | maintain a flux more reliably at the interface of the clad structure material laminated | stacked, a recessed part can also be shape | molded on the surface of the material of the side which applies a flux. A shape such as a triangle, a quadrangle, or a semicircle is suitable as the shape of the recess, but the shape is not limited to this. Moreover, even if it is a continuous linear recessed part, the recessed part independent in the dimple shape may be sufficient. It is preferable to form the recesses in a regular pattern such as a linear shape, a concentric circle shape, a spiral shape, or a lattice shape because the distribution of the contained flux becomes uniform. As a method for forming the concave portion, it is preferable to form the concave portion by a method such as cutting, press molding, or rolling down with a roll on which the convex portion is formed.
積層されたクラッド構成材同士の接合をさらに容易にする有効な手段として、ろう材にＺｎやＣｕを添加してろう材の融点を下げることができ、さらに、中間材や心材にもＳｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどを添加して、中間材や心材の融点を下げることにより、より確実な接合を行うことができる。 As an effective means for further facilitating the joining of the laminated clad components, Zn and Cu can be added to the brazing material to lower the melting point of the brazing material, and further, Si and Cu can be used for the intermediate material and the core material. More reliable bonding can be performed by adding Zn or the like to lower the melting point of the intermediate material or the core material.
フラックスは、積層された各クラッド構成材によって雰囲気から遮断されているため、熱間圧延前にクラッド構成材を接合するための加熱は、大気中で行ってもフラックスが酸化劣化することがないため、大気中で行うことができる。勿論、不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。加熱温度は、５００〜５７５℃が好ましい。５７７℃を超えるとろう材が溶融してブレージングシートが製造できなくなる。また、５００℃未満ではフラックスが十分に溶融せず、フラックスを塗布した界面の各構成材の接合が不十分となる。 Since the flux is shielded from the atmosphere by each of the clad components laminated, the flux will not be oxidized and deteriorated even if heating to join the clad components before hot rolling is performed in the air. Can be done in the atmosphere. Of course, it may be performed in an inert gas atmosphere. The heating temperature is preferably 500 to 575 ° C. When it exceeds 577 ° C., the brazing material melts and a brazing sheet cannot be produced. Moreover, if it is less than 500 degreeC, a flux will not fully fuse | melt, but joining of each structural material of the interface which applied the flux will become inadequate.
この熱間圧延前のクラッド構成材の接合によって、フラックスは酸化劣化することなく接合部の界面に内包され、ろう付け加熱時に再溶融してフラックスとして再び機能する。酸化による劣化が殆どないため、必要なフラックス量は通常の塗布に比べて低減され、余剰な残渣がろう付け材の表面に残らないため、フラックスの残渣が熱交換器に組み込まれる電子部品に対して悪影響を及ぼさない程度の清浄な表面となる。 By the joining of the clad constituent material before hot rolling, the flux is included in the interface of the joining portion without being deteriorated by oxidation, and is remelted during brazing heating and functions again as the flux. Because there is almost no deterioration due to oxidation, the required amount of flux is reduced compared to normal coating, and no surplus residue remains on the surface of the brazing material. The surface becomes clean enough to have no adverse effects.
また、熱間圧延前にフラックスを含む混合物を内包させるに要するコストは、熱交換器組み立て後のろう付け前にフラックスを塗布する工程のコストに比べて小さく、熱間圧延前のクラッド構成材の接合は、一般に実施されている均質化処理あるいは熱間圧延前の加熱を利用して実施することができるため、コストの上昇を抑えることができ、そのため、ろう付け製品の総コストを下げられる点も本発明の優れた利点である。 In addition, the cost required to encapsulate the mixture containing the flux before hot rolling is smaller than the cost of applying the flux before brazing after assembling the heat exchanger, and the clad component material before hot rolling Joining can be performed by using the homogenization treatment that is generally performed or heating before hot rolling, so that an increase in cost can be suppressed, so that the total cost of the brazed product can be reduced. Is also an excellent advantage of the present invention.
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、その効果を実証する。これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されない。 Examples of the present invention will be described below in comparison with comparative examples to demonstrate the effects. These examples show one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
実施例１、比較例１
表１に示す組成を有する心材（Ｃ１〜３、Ｃ１１）、表２に組成を有するろう材（Ｂ１〜１５）を連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊のうち、心材は厚さ２６〜２７ｍｍ（縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍ）に面削し、ろう材所定厚さまで熱間圧延し、縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍの寸法に切断した。表１および２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
Example 1 and Comparative Example 1
The core material (C1 to C11) having the composition shown in Table 1 and the brazing material (B1 to 15) having the composition shown in Table 2 are ingoted by continuous casting. It was chamfered to ˜27 mm (length 175 mm × width 175 mm), hot-rolled to a predetermined thickness of the brazing material, and cut into dimensions of length 175 mm × width 175 mm. In Tables 1 and 2, those outside the conditions of the present invention are underlined.
心材の表面に、ノコロックフラックス（ＫＦ＋ＡｌＦ３）粉末（一部はノコロックフラックス８０％とＣｓＦ２０％からなる粉末）をアルコールで溶いてスラリー状にしたものを塗布して、心材とろう材の界面にフラックスが封入されるよう心材とろう材を積層した。凹部の形成は、心材の表面に、幅１．２ｍｍ、深さ０．６ｍｍの三角形の溝を、２ｍｍ間隔の格子状の溝を切削加工することにより行った。 The core material is coated with a nocollock flux (KF + AlF 3 ) powder (partially powder consisting of 80% nocollock flux and 20% CsF) in a slurry to apply an interface between the core material and the brazing material. The core material and the brazing material were laminated so that the flux could be sealed in. The concave portion was formed by cutting a triangular groove having a width of 1.2 mm and a depth of 0.6 mm on the surface of the core material, and a grid-like groove having an interval of 2 mm.
積層した心材とろう材を熱間圧延するに先立って、前記耐熱ばねによる方法、ボルト固定による方法で加圧しながら加熱した。加熱には大気炉を使用し、５４０℃まで約５０℃／ｈで昇温し、その後は１２０℃／ｈで所定温度まで昇温して３０分保持した後、３００℃まで炉内冷却した。なお、耐熱ばねによる加圧力は６．５×１０−３ＭＰａ、ボルト固定による加圧力は１×１０−３ＭＰａ以下であった。 Prior to hot rolling the laminated core material and brazing material, the core material and the brazing material were heated while being pressurized by the method using the heat-resistant spring and the method using bolt fixing. An atmospheric furnace was used for heating, and the temperature was raised to 540 ° C. at about 50 ° C./h. Thereafter, the temperature was raised to 120 ° C./h to a predetermined temperature and held for 30 minutes, and then the furnace was cooled to 300 ° C. The pressure applied by the heat-resistant spring was 6.5 × 10 −3 MPa, and the pressure applied by fixing the bolt was 1 × 10 −3 MPa or less.
ついで、積層した心材とろう材を熱間圧延し、その後、冷間圧延、最終軟化処理して厚さ０．４ｍｍのブレージングシート（片面クラッドの心材厚さ：３６０μｍ、両面クラッドの心材厚さ：３２０μｍ、ろう材厚さ：４０μｍ）に仕上げた。ブレージングシートの前記界面には、前記の弗化物系フラックスが溶融した後、凝固したものが内包されていることが確認された。内包されたフラックスの量を前記の計算式により算出した。 Subsequently, the laminated core material and brazing material are hot-rolled, then cold-rolled and finally softened to a brazing sheet having a thickness of 0.4 mm (the core material thickness of the single-sided clad: 360 μm, the core material thickness of the double-sided clad: 320 μm, brazing material thickness: 40 μm). It was confirmed that the interface of the brazing sheet contained the solidified material after the fluoride flux was melted. The amount of contained flux was calculated by the above formula.
作製されたブレージングシート（試験材）１〜２７について、以下の方法により間隙充填試験を行った。クラッド構成材の組み合わせ、フラックスの内包条件、間隙充填試験結果を表５および６に示す。表６において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。 About the produced brazing sheet (test material) 1-27, the gap filling test was done with the following method. Tables 5 and 6 show the combinations of clad components, flux inclusion conditions, and gap filling test results. In Table 6, those outside the conditions of the present invention are underlined.
間隙充填試験：図２に示すように、脱脂処理したブレージングシートを水平材とし、３００３合金板（厚さ１ｍｍ）を垂直材として組み付けて間隙充填試験片を構成した。内容積０．４ｍ３の予熱室とろう付け室を備えた二室型炉からなる窒素ガス炉を使用し、間隙充填試験片をろう付け室に装入し、到達温度５９５℃でろう付け接合した。ろう付け条件は、窒素ガス炉の各室に２０ｍ３／ｈの窒素ガスを送り込み、４５０℃から５９０℃までを表５〜６に示す時間で昇温した。加熱終了時のろう付け室の酸素濃度は１６〜２４ｐｐｍであった。ろう付け室にて間隙充填試験片の温度が５９５℃に到達したら間隙充填試験片を予熱室に移し、予熱室にて５５０℃まで冷却後、間隙充填試験片を取り出して大気中で冷却した。冷却後の間隙充填試験片より間隙充填長さを測定してフィレット形成能を評価した。間隙充填長さが２０ｍｍ以上のものをフィレット形成能が良好と評価した。 Gap filling test: As shown in FIG. 2, a degreasing brazing sheet was used as a horizontal material, and a 3003 alloy plate (thickness 1 mm) was assembled as a vertical material to form a gap filling test piece. Using a nitrogen gas furnace consisting of a two-chamber furnace with a preheating chamber and a brazing chamber with an internal volume of 0.4 m 3 , the gap-filled test piece was charged into the brazing chamber and brazed at an ultimate temperature of 595 ° C. did. As brazing conditions, 20 m 3 / h nitrogen gas was fed into each chamber of the nitrogen gas furnace, and the temperature was increased from 450 ° C. to 590 ° C. for the time shown in Tables 5-6. The oxygen concentration in the brazing chamber at the end of heating was 16 to 24 ppm. When the temperature of the gap filling test piece reached 595 ° C. in the brazing chamber, the gap filling test piece was transferred to the preheating chamber, cooled to 550 ° C. in the preheating chamber, and then taken out and cooled in the atmosphere. The gap filling length was measured from the gap filling specimen after cooling to evaluate the fillet forming ability. Those having a gap filling length of 20 mm or more were evaluated as having good fillet forming ability.
表５に示すように、本発明の条件に従う試験材はいずれも、フラックスを塗布することなしに、間隙充填試験において良好なフィレット形成能を示した。ブレージングシートに内包したフラックス量が１．３３〜２ｇ／ｍ２でも健全にろう付け接合されること、ろう付け時において４５０〜５９０℃の加熱時間を４分以内と短くすることにより、内包したフラックス量が０．５３ｇ／ｍ２と少ない試験材（試験材１、１０、１１、１２、１６、１９）でも健全な接合が得られることが確認された。 As shown in Table 5, all the test materials according to the conditions of the present invention showed good fillet forming ability in the gap filling test without applying flux. Even if the amount of flux contained in the brazing sheet is 1.33 to 2 g / m 2, it is brazed and joined, and the heating time at 450 to 590 ° C. is shortened to 4 minutes or less at the time of brazing. It was confirmed that even when the amount of the test material was as small as 0.53 g / m 2 (test materials 1, 10, 11, 12, 16, 19), a sound joint was obtained.
モル比率でノコロックフラックス８０％とＣｓＦ２０％からなるフラックスを使用したもの（試験材１７）については５５０℃での接合が可能であった。また、内包したフラックスの量を１ｇ／ｍ２未満とした場合におけるのろう付け後のフラックス残渣は肉眼で観察困難なほどに微量であった。 For those using a flux composed of 80% nocolock flux and 20% CsF in terms of molar ratio (test material 17), bonding at 550 ° C. was possible. Further, the flux residue after brazing when the amount of the included flux was less than 1 g / m 2 was so small that it was difficult to observe with the naked eye.
これに対して、表６に示すように、混合物を内包させず、ろう付け時にもフラックス（ノコロックフラックス、以下同じ）を塗布しなかった試験材２０は、間隙充填試験においてフィレットが形成されなかった。試験材２１は心材のＭｇ量が多く、試験材２２はろう材のＭｇ量が多く、試験材２３はろう材のＳｉ量が少ないため、いずれも間隙充填試験においてフィレット形成能が劣り、試験材２４はろう材のＳｉ量が多いため、間隙充填試験において心材が過度に溶融した。 On the other hand, as shown in Table 6, no fillet was formed in the gap filling test in the test material 20 that did not enclose the mixture and did not apply the flux (Nocolok flux, the same applies hereinafter) during brazing. It was. Since the test material 21 has a large amount of Mg in the core material, the test material 22 has a large amount of Mg in the brazing material, and the test material 23 has a small amount of Si in the brazing material, both have poor fillet forming ability in the gap filling test. In No. 24, since the amount of Si in the brazing material is large, the core material was excessively melted in the gap filling test.
試験材２５はろう材のＭｇ量が多く、試験材２６はろう材のＣｕ量が多いため、いずれも耐食性に問題のあるものと認められる。試験材２７はフラックスを内包させるための加熱温度が高いため、ブレージングシートの一部が溶融し、健全なブレージングシートの製造ができなかった。 Since the test material 25 has a large amount of Mg in the brazing material and the test material 26 has a large amount of Cu in the brazing material, it is recognized that both have problems in corrosion resistance. Since the test material 27 had a high heating temperature for encapsulating the flux, a part of the brazing sheet melted, and a sound brazing sheet could not be produced.
実施例２
実施例１の心材（Ｃ１）の鋳塊（厚さ２６〜２７ｍｍ（縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍ）に面削）とろう材（Ｂ１）の熱間圧延材（縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍの寸法に切断）を用い、心材の表面に、ノコロックフラックス（ＫＦ＋ＡｌＦ３）粉末をアルコールで溶いてスラリー状にしたものを塗布し、さらにスラリー内に低融点金属の板材を配置して、心材とろう材の界面にフラックスと板材が封入されるよう心材とろう材を積層した。
Example 2
Ingot of core material (C1) of Example 1 (facing to a thickness of 26 to 27 mm (length 175 mm × width 175 mm)) and hot rolled material of brazing material (B1) (cut into dimensions of length 175 mm × width 175 mm) The surface of the core material is coated with a slurry of nocollock flux (KF + AlF 3 ) powder dissolved in alcohol, and a low melting point metal plate is placed in the slurry, and the interface between the core material and the brazing material The core material and the brazing material were laminated so that the flux and the plate material were encapsulated.
実施例１と同様に、積層した心材とろう材を熱間圧延するに先立って、前記耐熱ばねによる方法で加圧しながら加熱し、積層した心材とろう材を熱間圧延し、その後、冷間圧延、最終軟化処理して厚さ０．４ｍｍのブレージングシート（片面クラッドの心材厚さ：３６０μｍ、両面クラッドの心材厚さ：３２０μｍ、ろう材厚さ：４０μｍ）に仕上げた。ブレージングシートの前記界面には、前記の弗化物系フラックスが溶融した後、凝固したものが内包されていることが確認された。内包されたフラックスの量を前記の計算式により算出した。なお、耐熱ばねによる加圧力は６．５×１０−３ＭＰａであった。 As in Example 1, prior to hot rolling the laminated core material and brazing material, the laminated core material and brazing material were hot-rolled and heated while being pressed by the method using the heat-resistant spring, and then cold-rolled. Rolling and final softening were performed to finish a brazing sheet having a thickness of 0.4 mm (core thickness of the single-sided clad: 360 μm, core thickness of the double-sided clad: 320 μm, brazing material thickness: 40 μm). It was confirmed that the interface of the brazing sheet contained the solidified material after the fluoride flux was melted. The amount of contained flux was calculated by the above formula. The pressure applied by the heat-resistant spring was 6.5 × 10 −3 MPa.
作製されたブレージングシート（試験材）２８〜２９について、実施例１と同じ方法により間隙充填試験を行った。クラッド構成材の組み合わせ、フラックスの内包条件、間隙充填試験結果を表７に示す。 The produced brazing sheets (test materials) 28 to 29 were subjected to a gap filling test in the same manner as in Example 1. Table 7 shows combinations of clad components, flux inclusion conditions, and gap filling test results.
表７に示すように、フラックスとともに、低融点金属のＡｌ−１０％Ｓｉ−６％Ｚｎ、Ａｌ−１０％Ｓｉ−３％Ｃｕの板材を配置して、心材とろう材の界面にフラックスと板材が封入されるよう心材とろう材を積層して加熱した後、熱間圧延、冷間圧延を行ってブレージングシートに仕上げた試験材２８〜２９は、間隙充填試験において、優れたフィレット形成能を示した。 As shown in Table 7, a low melting point metal Al-10% Si-6% Zn, Al-10% Si-3% Cu plate material is disposed together with the flux, and the flux and the plate material are arranged at the interface between the core material and the brazing material. After the core material and the brazing material are laminated and heated so as to be encapsulated, the test materials 28 to 29 finished into brazing sheets by hot rolling and cold rolling have excellent fillet forming ability in the gap filling test. Indicated.
実施例３
実施例１で造塊した心材およびろう材の鋳塊を用いて、実施例１と同様、心材は厚さ２６〜２７ｍｍ（縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍ）に面削し、ろう材は、所定厚さまで熱間圧延し、縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍの寸法に切断した。
Example 3
Using the ingot of the core material and the brazing material in Example 1, the core material is face-cut to a thickness of 26 to 27 mm (175 mm length × 175 mm width) as in Example 1, and the brazing material has a predetermined thickness. It was hot-rolled and cut into dimensions of 175 mm long x 175 mm wide.
クラッド構成材を、心材に第一層ろう材と第二層ろう材からなる２層のろう材を積層し、第一層ろう材と第二層ろう材の界面、第二層ろう材と心材の界面に弗化物系フラックスと金属の混合物が封入されるよう、第二層ろう材の表面、心材の表面に、ノコロックフラックス（ＫＦ＋ＡｌＦ３）粉末をアルコールで溶いてスラリー状にしたものを塗布して、心材とろう材(第一層ろう材と第二層ろう材)を積層した。凹部の形成は、心材の表面に、幅１．２ｍｍ、深さ０．６ｍｍの三角形の溝を、２ｍｍ間隔の格子状の溝を切削加工により行った。 The clad component material is formed by laminating a two-layer brazing material comprising a first layer brazing material and a second layer brazing material on the core material, an interface between the first layer brazing material and the second layer brazing material, and a second layer brazing material and the core material. Apply a mixture of nocollock flux (KF + AlF 3 ) powder in alcohol to form a slurry on the surface of the second layer brazing material and the core material so that a mixture of fluoride flux and metal is enclosed at the interface Then, a core material and a brazing material (first layer brazing material and second layer brazing material) were laminated. The recesses were formed by cutting a triangular groove having a width of 1.2 mm and a depth of 0.6 mm on the surface of the core material, and a grid-like groove having an interval of 2 mm.
心材に第一層ろう材と第二層ろう材からなる２層のろう材を積層し、これを熱間圧延するに先立って、積層された心材とろう材を耐熱ばね（一部はボルト固定）により加圧しながら加熱した。実施例１と同様、加熱には大気炉を使用し、５４０℃まで約５０℃／ｈで昇温し、その後は１２０℃／ｈで所定温度まで昇温して３０分保持した後、３００℃まで炉内冷却した。なお、耐熱ばねによる加圧力は６．５×１０−３ＭＰａ、ボルト固定による加圧力は１×１０−３ＭＰａ以下であった。 Prior to hot rolling the two-layer brazing material consisting of the first layer brazing material and the second layer brazing material on the core material, the laminated core material and brazing material are heat-resistant springs (partly bolted) ) Under pressure. As in Example 1, an atmospheric furnace was used for heating, and the temperature was raised to about 540 ° C. at about 50 ° C./h. Thereafter, the temperature was raised to 120 ° C./h to a predetermined temperature and held for 30 minutes, and then 300 ° C. The inside of the furnace was cooled. The pressure applied by the heat-resistant spring was 6.5 × 10 −3 MPa, and the pressure applied by fixing the bolt was 1 × 10 −3 MPa or less.
ついで、積層した心材とろう材（第一層ろう材と第二層ろう材）を熱間圧延し、その後、冷間圧延、最終軟化処理して厚さ０．４ｍｍのブレージングシート（心材厚さ：３６０μｍ、第一層ろう材厚さ：１２μｍ、第二層ろう材厚さ：２８μｍ）に仕上げた。ブレージングシートの前記界面には、前記の弗化物系フラックスが溶融した後、凝固したものが内包されていることが確認された。内包されたフラックスの量を前記の計算式により算出した。 Next, the laminated core material and brazing material (first layer brazing material and second layer brazing material) are hot-rolled, and then cold-rolled and finally softened to form a brazing sheet (core material thickness) of 0.4 mm. : 360 μm, first layer brazing material thickness: 12 μm, second layer brazing material thickness: 28 μm). It was confirmed that the interface of the brazing sheet contained the solidified material after the fluoride flux was melted. The amount of contained flux was calculated by the above formula.
作製されたブレージングシート（試験材）３０〜３４について、実施例１と同一の方法により間隙充填試験を行った。クラッド構成材の組み合わせ、フラックスの内包条件、間隙充填試験結果を表８に示す。 The produced brazing sheets (test materials) 30 to 34 were subjected to a gap filling test by the same method as in Example 1. Table 8 shows combinations of clad components, flux inclusion conditions, and gap filling test results.
表８に示すように、本発明の条件に従う試験材３０〜３４はいずれも、フラックスを塗布することなしに、間隙充填試験において良好なフィレット形成能を示した。なお、試験材３３のみは、積層された心材とろう材をボルト固定により加圧しながら加熱したものである。 As shown in Table 8, all of the test materials 30 to 34 according to the conditions of the present invention exhibited good fillet forming ability in the gap filling test without applying the flux. Note that only the test material 33 is obtained by heating the laminated core material and brazing material while pressurizing them with bolts.
実施例４
実施例１で造塊した心材、ろう材の鋳塊、および連続鋳造により造塊した表３に示す組成を有する中間材（Ａ１）、表４に示す組成を有する皮材（Ｓ１）の鋳塊を用い、鋳塊のうち、心材は厚さ２６〜２７ｍｍ（縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍ）に面削し、ろう材、中間材および皮材は、所定厚さまで熱間圧延し、縦１７５ｍｍ×横１７５ｍｍの寸法に切断した。
Example 4
Ingot of core material ingot in Example 1, ingot of brazing material, intermediate material (A1) having composition shown in Table 3 ingot by continuous casting, and skin material (S1) having composition shown in Table 4 In the ingot, the core material is chamfered to a thickness of 26 to 27 mm (length 175 mm × width 175 mm), and the brazing material, intermediate material and skin material are hot-rolled to a predetermined thickness, and length 175 mm × width 175 mm. Cut to dimensions.
クラッド構成材を、心材の片面に中間材を介してろう材を積層し、心材の他の片面に皮材を積層したものとし、ろう材と中間材の界面、中間材と心材の界面、心材と皮材の界面に弗化物系フラックスと金属の混合物が封入されるよう、中間材の表面、心材の両面に、ノコロックフラックス（ＫＦ＋ＡｌＦ３）粉末をアルコールで溶いてスラリー状にしたものを塗布して、ろう材、中間材、心材および皮材を積層した。 The clad constituent material shall be formed by laminating a brazing material on one side of the core material through an intermediate material, and laminating a skin material on the other side of the core material. The interface between the brazing material and the intermediate material, the interface between the intermediate material and the core material, the core material Apply a mixture of nocollock flux (KF + AlF 3 ) powder in alcohol and slurried on the surface of the intermediate material and both surfaces of the core material so that a mixture of fluoride flux and metal is sealed at the interface Then, a brazing material, an intermediate material, a core material and a skin material were laminated.
熱間圧延するに先立って、積層した心材、中間材とろう材をボルト固定により加圧しながら５６５℃の温度に加熱した。実施例１と同様、加熱には大気炉を使用し、５４０℃まで約５０℃／ｈで昇温し、その後は１２０℃／ｈで所定温度まで昇温して３０分保持した後、３００℃まで炉内冷却した。なお、ボルト固定による加圧力は１．０×１０−３ＭＰａ以下であった。 Prior to hot rolling, the laminated core material, intermediate material and brazing material were heated to a temperature of 565 ° C. while being pressed by bolt fixing. As in Example 1, an atmospheric furnace was used for heating, and the temperature was raised to about 540 ° C. at about 50 ° C./h. Thereafter, the temperature was raised to 120 ° C./h to a predetermined temperature and held for 30 minutes, and then 300 ° C. The inside of the furnace was cooled. In addition, the applied pressure by bolt fixation was 1.0 * 10 < -3 > MPa or less.
ついで、積層したろう材、中間材、心材および皮材を熱間圧延し、その後、冷間圧延、最終軟化処理して厚さ０．４ｍｍのブレージングシート（ろう材厚さ：１２μｍ、中間材厚さ：２８μｍ、心材厚さ：３２０μｍ、皮材厚さ：４０μｍ）に仕上げた。ブレージングシートの前記界面には、前記の弗化物系フラックスが溶融した後、凝固したものが内包されていることが確認された。内包されたフラックスの量を前記の計算式により算出した。 Subsequently, the laminated brazing material, intermediate material, core material and skin material are hot-rolled, and then cold-rolled and finally softened to a brazing sheet having a thickness of 0.4 mm (brazing material thickness: 12 μm, intermediate material thickness). (S: 28 μm, core material thickness: 320 μm, skin material thickness: 40 μm). It was confirmed that the interface of the brazing sheet contained the solidified material after the fluoride flux was melted. The amount of contained flux was calculated by the above formula.
作製されたブレージングシート（試験材）３５について、実施例１と同一の方法により間隙充填試験を行った。クラッド構成材の組み合わせ、フラックスの内包条件、間隙充填試験結果を表９に示す。 The produced brazing sheet (test material) 35 was subjected to a gap filling test by the same method as in Example 1. Table 9 shows combinations of clad components, flux inclusion conditions, and gap filling test results.
表９に示すように、本発明の条件に従う試験材３５は、フラックスを塗布することなしに、間隙充填試験において良好なフィレット形成能を示した。 As shown in Table 9, the test material 35 according to the conditions of the present invention showed a good fillet forming ability in the gap filling test without applying flux.
１ フラックス
２ フラックス流出防止部材（アルミニウム枠）
1
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