JP6184671B2 - アルミニウム複合材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材と、フラックスを用いたろう付けにより形成され、上記アルミニウム合金材を接合している接合材とを備えるアルミニウム複合材、熱交換器及びフラックスに関する。

近年、環境問題に対する関心が高まっており、例えば自動車業界においても燃費向上等を目的とした軽量化が進んでいる。この軽量化のニーズに対応し、自動車の熱交換器用アルミクラッド材（ブレージングシート等ともいわれる。）の薄肉化及び高強度化の検討が盛んに行われている。上記クラッド材としては、犠性材（例えばＡｌ−Ｚｎ系）、芯材（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｃｕ系）、及び接合材となるろう材（例えばＡｌ−Ｓｉ系）からなる三層構造を有するものが一般的であり、高強度化を図るべく、上記芯材へマグネシウム（Ｍｇ）添加、つまりＭｇ_２Ｓｉ析出による強化の検討が進められている。

また、熱交換器等の組み立ての際のクラッド材の接合には、フラックスろう付け法が広く採用されている。このフラックスとは、ろう付け性を高めるものであり、一般的にはＫＡｌＦ_４を主成分として含むもの等が用いられている。

しかし、マグネシウム含有アルミニウム合金からなる芯材を備えるクラッド材は、上記従来のフラックスを用いた場合、ろう付け性が低下し、十分な接合が行われないという不都合がある。この原因は、ろう付けのための加熱時に、芯材中のマグネシウムがろう材表面のフラックス中へ拡散し、このマグネシウムとフラックス成分とが反応して高融点化合物（ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２）が形成されることで、フラックス成分が消費されるためといわれている。このため、マグネシウム含有アルミニウム合金用のフラックス及びこのようなフラックスを用いて接合されてなるアルミニウム複合材の開発が自動車用の熱交換器等の軽量化を進めるために必要とされている。

このような中、マグネシウム含有アルミニウム合金を芯材とするクラッド材のろう付け性を向上させるフラックスとして、従来のフラックス成分に（１）ＣｓＦを添加したものや（特開昭６１−１６２２９５号公報参照）、（２）ＣａＦ_２、ＮａＦ又はＬｉＦを添加したもの（特開昭６１−９９５６９号公報参照）が検討されている。

しかし、上記（１）のＣｓＦが添加されたフラックスは、Ｃｓが非常に高価であるため大量生産等には不向きであり、実用性が低い。一方、上記（２）のＣａＦ_２等が添加されたフラックスによれば、これらの化合物の添加により、フラックスが低融点化するため、フラックスの流動性は向上する。しかし、このフラックスにおいても、フラックスとマグネシウムとは従来どおり反応するため、ろう付け性が十分には向上しない。また、一般的には、フラックスの塗布量を増加させることでろう付け性が高まることが知られているが、塗布量の増加は高コスト化の要因となる。このようなことから、低コストで優れたろう付けを可能とするフラックス、及びこのようなフラックスを用いて十分にろう付け（接合）され、低コスト化や大量生産への対応等を可能とするアルミニウム複合材の開発が求められている。

特開昭６１−１６２２９５号公報 特開昭６１−９９５６９号公報

本発明は、上述の事情に基づいてなされたものであり、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材に対し良好なろう付けがなされているアルミニウム複合材及びこのアルミニウム複合材を備える熱交換器、並びに上記ろう付けに好適に用いることができるフラックスを提供することを目的とする。

本発明者は、ろう付けの際、アルミニウム合金からフラックスへ拡散するマグネシウムを反応させ、高融点化合物であるＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を生成させることで、高融点化やろう付けに必要なフラックス中の成分の消費等を抑え、ろう付け性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、
マグネシウムを含有するアルミニウム合金材と、
フラックスを用いたろう付けにより形成され、上記アルミニウム合金材を接合している接合材と
を備えるアルミニウム複合材であって、
上記接合材がＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を含有することを特徴とする。

当該アルミニウム複合材によれば、このようにろう付けにより形成され、アルミニウム合金材を接合している接合材にＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が存在することから、ろう付けの際、フラックスの高融点化や必要なフラックス中の成分の消費等が抑えられている。従って、当該アルミニウム複合材は、接合された部分において十分なろう付けがなされており、強度等を高めることができる。また、当該アルミニウム複合材によれば、このようにろう付け性に優れるフラックスを用いているため、使用されるフラックスの量も低減することができることなどにより、低コスト化や大量生産への対応等を可能とする。なお、この接合材は、アルミニウム合金材同士を接合していてもよいし、アルミニウム合金材と他の材料とを接合していてもよい。

上記接合材における全マグネシウム含有化合物に対するＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物の存在量としては、２質量％以上が好ましい。上記化合物の含有量をこのようにすることで、より十分なろう付けを確保し、接合された部分の強度等をより高めることができる。

上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が、ナトリウム及びカリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種とフッ素とを含有するとよい。このような化合物がフラックスの高融点化や必要成分の消費等を効果的に抑制すると考えられ、ろう付け性等を更に高めることができる。

上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が、ＫＭｇＡｌＦ_６及び／又はＮａＭｇＦ_３であることが好ましい。上記接合材に上記化合物が存在することで、より十分なろう付けが達成できる。

上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が、上記アルミニウム合金材に含有されるマグネシウムと、上記フラックスに含有される成分との反応生成物であることが好ましい。当該アルミニウム複合材によれば、このようにマグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が生成されていることで、ろう付けに必要なフラックス成分の消費及び高融点化合物の生成が抑えられており、より優れたろう付けが達成されている。

本発明の熱交換器は当該アルミニウム複合材を備える。当該熱交換器は、上述のようにアルミニウム合金材が良好にろう付けされている。

本発明のフラックスは、
マグネシウムを含有するアルミニウム合金材のろう付け用フラックスであって、
マグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分を含むことを特徴とする。

当該フラックスは、マグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分を含むため、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材のろう付けの際、マグネシウムが上記成分と反応し、ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２の生成を抑えることができる。従って、当該フラックスによれば、マグネシウムのフラックス中への拡散による高融点化やろう付けに必要なフラックス成分の消費等を抑えることができ、ろう付け性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明のアルミニウム複合材は、アルミニウム合金材を接合している接合材にＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が存在するため、ろう付け性が良好である。従って、当該アルミニウム複合材は、高い強度と軽量化との両立や、低コスト化等を図ることができ、例えば自動車の熱交換器等として用いることができる。また、本発明のフラックスによれば、ろう付けの際、高融点化やろう付けに必要なフラックス成分の消費等を抑え、ろう付け性を向上させることができる。

本発明のアルミニウム複合材の一実施形態を示す模式的部分断面図 図１のアルミニウム複合材を形成するクラッド材を示す模式的部分断面図 実施例における評価方法を示す模式図 実施例における評価結果（１）を示すグラフ 実施例における評価結果（２）を示すグラフ 実施例における評価結果（３）を示すグラフ

以下、本発明のアルミニウム複合材及びフラックスの実施の形態について、適宜図面を参照にしながら詳説する。

〔アルミニウム複合材〕
図１のアルミニウム複合材１は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材２及び接合材３を備える。上記アルミニウム複合材１は、図２に示す状態のアルミニウム合金材２を備えるクラッド材１０を加熱することによりろう付けされているものである。なお、上記クラッド材１０は、１枚のシートが折り曲げられているものであってもよいし、異なる複数枚のシートからなるものであってもよい。まず、図２のクラッド材１０について詳説する。

上記クラッド材１０は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材２（芯材）及びこのアルミニウム合金材２の表面に積層されるろう材４を有する。このろう材４の表面には、フラックス層５が積層されている。

上記アルミニウム合金材２は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金からなる。当該アルミニウム複合材１は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材２を備えることで、高強度化や軽量化等を図ることができる。

上記アルミニウム合金材２（アルミニウム合金）におけるマグネシウムの含有量の上限としては、１．５質量％が好ましく、１．０質量％がさらに好ましく、０．５質量％が特に好ましい。上記アルミニウム合金材２におけるマグネシウム含有量が上記上限を超えると、十分なろう付けがされない場合がある。なお、上記アルミニウム合金材２中のマグネシウムの含有量の下限としては、特に限定されず、例えば０．０１質量％である。

上記ろう材４は、特に限定されず、従来のクラッド材に備わる公知のものを用いることができる。上記ろう材４としては、後述するフラックス中の［Ａ］フラックス成分の融点より１０℃以上１００℃以下高い融点を有するものが好ましい。具体的には、Ａｌ−Ｓｉ合金を挙げることができ、より好適にはＳｉ含有量が５質量部以上１５質量部以下であるＡｌ−Ｓｉ合金を挙げることができる。これらのＡｌ−Ｓｉ合金（ろう材）には、ＺｎやＣｕなどの他の成分が含有されていてもよい。

上記フラックス層５は、フラックスから形成される層である。このフラックスの詳細については後述する。このフラックス層５の形成方法としては特に限定されないが、例えば粉末状、スラリー状又はペースト状のフラックスをろう材４表面へ塗布する方法等を挙げることができる。

上記フラックス層５を形成するフラックスの積層量の下限としては特に限定されないが、０．５ｇ／ｍ^２が好ましく、１ｇ／ｍ^２がさらに好ましい。フラックスの積層量を上記下限以上とすることで、十分なろう付け性を発揮させることができる。一方、フラックスの積層量の上限としては、１００ｇ／ｍ^２が好ましく、６０ｇ／ｍ^２がより好ましく、２０ｇ／ｍ^２がさらに好ましく、１０ｇ／ｍ^２が特に好ましい。フラックスの積層量を上記上限以下とすることで、ろう付け性を維持しつつ、フラックスの使用量を抑え、コストの低減を達成することができる。

上記クラッド材１０のサイズは、特に限定されず、公知のサイズを適用することができる。例えば、上記クラッド材１０の厚さとしては、例えば０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。また、上記クラッド材１０の製造方法も特に限定されず、公知の方法で製造することができる。

図２に示すように、クラッド材１０の表面側（それぞれに積層されたフラックス層５の表面）同士を接触させた状態で加熱することで、図１に示すようにアルミニウム合金材２同士がろう付け（接合）されたアルミニウム複合材１が得られる。具体的には、加熱により、クラッド材１０のろう材４及びフラックス層５が溶融し、冷却に伴ってこれらが固化することで接合材３（ろう部分）が形成される。この接合材３によりアルミニウム合金材２が接合されている。

上記加熱は、アルミニウム合金材２（アルミニウム合金）の融点より低くかつフラックス中の後述する［Ａ］フラックス成分の融点より高い温度（例えば５８０℃以上６１５℃以下）で行う。この加熱の際の昇温速度としては、例えば１０〜１００℃／ｍｉｎ程度である。また、加熱時間は、特に限定はされないが、ろう付け性を阻害するマグネシウムの拡散量を低減するためには短い方が好ましい。この加熱時間は、例えば５〜２０分程度である。

また、上記加熱の際は公知の環境条件とすればよく、好ましくは不活性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気中で行うことが好ましい。この加熱の際の酸素濃度としては、酸化を抑制する観点から１，０００ｐｐｍ以下が好ましく、４００ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍ以下が更に好ましい。また、この加熱の際の環境の露点としては、−３５℃以下であることが好ましい。

上記接合材３は、上述のようにろう材４とフラックス層５とが一旦溶融した後、硬化することで形成される。上記接合材３には、ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が存在する。このように接合材３にＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が存在するということは、ろう付けの際にアルミニウム合金材２から拡散されるマグネシウムが［Ａ］フラックス成分と反応して生じるＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２の生成が抑えられているということとなる。すなわち、当該アルミニウム複合材１においては、ろう付けの際、ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２が生成することによるフラックスの高融点化や必要なフラックス成分の消費等が抑えられている。従って、当該アルミニウム複合材１は、接合されている部分において十分なろう付けがなされており、強度等を高めることができる。また、当該アルミニウム複合材１によれば、このようにろう付け性に優れるフラックスを用いているため、使用されるフラックスの量も低減することができること等により、低コスト化や大量生産への対応等を可能とする。

なお、上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物の存在箇所は上記接合材３の表面であることが好ましい。

上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が、上記アルミニウム合金材２に含有されるマグネシウムと、上記フラックスに含有される成分との反応生成物であることが好ましい。当該アルミニウム複合材１によれば、このようにマグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が生成されていることで、ろう付けに必要なフラックス成分の消費及び高融点化合物の生成が抑えられており、より優れたろう付けが達成されている。

上記接合材３（好ましくはこの接合材の表面）における全マグネシウム含有化合物に対するＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物の存在量（好ましくは生成量。以下同様。）の下限としては、２質量％が好ましく、３質量％がより好ましい。このような存在量（生成量）とすることで、より十分なろう付けを確保し、接合されている部分の強度等をより高めることができる。なお、この存在量（生成量）の上限としては、特に限定されないが、９０質量％が好ましく、１００質量％がより好ましい。

上記接合材３における化合物の存在量（生成量）は、詳細には実施例にて示す方法にて、接合材３の表面をＸ線回折法（ＸＲＤ）により測定して求めた値である。

上記ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物としては、ＫＭｇＡｌＦ_６、ＮａＭｇＦ_３、ＬｉＭｇＦ_３、ＬｉＭｇＡｌＦ_６、ＮａＭｇＡｌＦ_６、Ｎａ_２ＭｇＡｌＦ_７、ＭｇＣｒＦ_６、ＭｇＭｎＦ_６、ＭｇＳｒＦ_４、ＭｇＳｎＦ_６、ＭｇＴｉＦ_６、ＭｇＶＦ_４等を挙げることができる。

これらの中でも、ナトリウム及びカリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種とフッ素とを含有する化合物（例えば、ＫＭｇＡｌＦ_６、ＮａＭｇＦ_３、ＮａＭｇＡｌＦ_６、Ｎａ_２ＭｇＡｌＦ_７等）が好ましい。このような化合物がフラックスの高融点化等を効果的に抑制すると考えられ、ろう付け性等を更に高めることができる。

これらの中でも、さらにＫＭｇＡｌＦ_６及びＮａＭｇＦ_３であることが好ましい。上記接合材３に上記化合物が存在することで、より十分なろう付けが達成できる。

上記接合材３における全マグネシウム含有化合物に対するＫＭｇＡｌＦ_６の存在量（生成量）の下限としては、２質量％が好ましく、３質量％がより好ましく、１５質量％がさらに好ましい。ＫＭｇＡｌＦ_６の存在量（生成量）が上記下限以上であることで、さらに十分なろう付けが確保され、接合部分の強度等をより高めることができる。この化合物の存在量（生成量）の上限としては、特に限定されないが、９０質量％が好ましく、１００質量％がより好ましい。

上記接合材３における全マグネシウム含有化合物に対するＮａＭｇＦ_３の存在量（生成量）の下限としては、２質量％が好ましく、５質量％がより好ましく、２０質量％がさらに好ましい。ＮａＭｇＦ_３の存在量（生成量）が上記下限以上であることで、さらに十分なろう付けが確保され、接合されている部分の強度等をより高めることができる。この化合物の存在量（生成量）の上限としては特に限定されないが、８０質量％が好ましい。

当該アルミニウム複合材１は、具体的には、ラジエータ、エバポレータ、コンデンサ等の自動車用熱交換器やその他の金属機器等の構成部材として用いられる。上記熱交換器は、当該アルミニウム複合材１を備えていること以外は、公知の熱交換器と同様である。これらの熱交換器は、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材を備えるクラッド材が用いられていることで高強度化及び薄肉化が図られている。また、これらの熱交換器は、ろう付け性が良好であり、強固にろう付けされている。

〔フラックス〕
本発明のフラックスは、［Ａ］フラックス成分に加え、［Ｂ］マグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分を含有する。

当該フラックスは、上記［Ｂ］成分を含むため、マグネシウムを含有するアルミニウム合金材のろう付けの際、マグネシウムが上記［Ｂ］成分と反応し、ＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２の生成を抑えることができる。従って、当該フラックスによれば、マグネシウムのフラックス中への拡散による高融点化やろう付けに必要な［Ａ］フラックス成分の消費等を抑えることができ、ろう付け性を向上させることができる。

［Ａ］フラックス成分
［Ａ］フラックス成分は、通常のろう付け用フラックスに含まれるフラックス成分であればよく、特に限定されるものではない。この［Ａ］フラックス成分は、ろう付け時の加熱昇温過程において、ろう材の成分より先に溶融し、アルミニウム合金材表面の酸化膜を除去し、また、アルミニウム合金材表面を覆ってアルミニウムの再酸化を防止する機能を発揮する。

［Ａ］フラックス成分は、通常ＫＡｌＦ_４を主成分として含み、その他、ＫＦ、Ｋ_２ＡｌＦ_５等の他のフッ化物や、Ｋ_２（ＡｌＦ_５）（Ｈ_２Ｏ）等の水和物などを挙げることができる。

［Ａ］フラックス成分におけるＫＡｌＦ_４の含有率は、特に限定されないが、５０体積％以上が好ましく、７０体積％以上がより好ましい。

［Ａ］フラックス成分の存在形態としては、特に限定されないが、［Ａ］フラックス成分を含む粒子の状態が好ましく、［Ｂ］成分を含まない粒子（例えば、［Ａ］フラックス成分のみからなる粒子）の状態がさらに好ましい。この粒子の形状は、特に限定されず、球形、不定形等が採用される。［Ａ］フラックス成分と［Ｂ］成分とを含む粒子を用いた場合、［Ｂ］成分の存在により、［Ａ］フラックス成分が高融点化する場合がある。そこで、［Ａ］フラックス成分と［Ｂ］成分とをそれぞれ別の粒子とすることで、［Ａ］フラックス成分の高融点化を抑制することができ、その結果、ろう付け性をさらに高めることができる。

［Ｂ］成分
［Ｂ］成分は、マグネシウムとの反応によりＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物を生成する成分である限り特に限定されない。

上記［Ｂ］成分としては、ＡｌＦ_３、ＴｉＦ_３、ＣｅＦ_３、ＢａＦ_２、ＮａＦ、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ_２等のＫ（カリウム）を含まないフッ化物を挙げることができる。［Ｂ］成分は、これらの化合物を１種又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、ＸＦ_３（但し、ＸはＡｌ，Ｔｉ又はＣｅである。）で表される化合物が好ましく、ＡｌＦ_３がさらに好ましい。さらには、ＸＦ_３とＮａＦ及び／又はＬｉＦとを混合して用いることがより好ましい。

なお、例えば、上記ＡｌＦ_３は、Ｍｇ等と反応してＫＭｇＡｌＦ_６等を形成すると考えられる。上記ＮａＦは、Ｍｇ等と反応してＮａＭｇＦ_３等を形成すると考えられる。上記ＬｉＦは、Ｍｇ等と反応してＬｉＭｇＡｌＦ_６等を形成すると考えられる。また、上記ＮａＦ及びＬｉＦは、低融点化剤としても機能する。

［Ｂ］成分の含有量の上限としては、特に限定されないが、［Ａ］フラックス成分１００質量部に対して、２００質量部が好ましく、１００質量部がより好ましく、６０質量部がさらに好ましい。［Ｂ］成分の含有量が上記上限を超えると、相対的に［Ａ］フラックス成分の含有量が低下し、ろう付け性が低下するおそれがある。

［Ｂ］成分の含有量の下限も、特に限定されないが、［Ａ］フラックス成分１００質量部に対して、１質量部が好ましく、２質量部がより好ましく、５質量部がさらに好ましい。［Ｂ］成分の含有量が上記下限未満であると、本発明の効果が十分に発揮されないおそれがある。

［Ｂ］成分の存在形態としては、特に限定されないが、［Ｂ］成分を含む粒子の状態が好ましく、［Ａ］フラックス成分を含まない粒子（例えば、［Ｂ］成分のみからなる粒子）の状態がさらに好ましい。この粒子の形状は、特に限定されず、球形、不定形等が採用される。上述したように［Ａ］フラックス成分と［Ｂ］成分とをそれぞれ別の粒子とすることで、［Ａ］フラックス成分の高融点化を抑制することができ、ろう付け性をさらに高めることができる。

なお、当該フラックスには、本発明の効果を阻害しない範囲で［Ａ］フラックス成分及び［Ｂ］成分以外の成分が含有されていてもよい。

当該フラックスの状態としては、特に限定されないが、通常、粉末状である。但し、その他、固形状やペースト状などであってもよい。

当該フラックスの製造方法としては、特に限定されず、［Ａ］フラックス成分
、［Ｂ］成分及び必要に応じて他の成分を適当な割合で混合する。この混合の方法としては、例えば（１）それぞれ粉末状の成分を単に混合し、粉末状のフラックスとして得る方法、（２）それぞれ粉末状の各成分を混合してルツボ等で加熱溶融した後、冷却し固形状又は粉末状のフラックスとして得る方法、（３）それぞれ粉末状の各成分を水等の溶媒中に懸濁させペースト状又はスラリー状のフラックスとして得る方法などを挙げることができる。上述のように、［Ａ］フラックス成分を含む粒子と、［Ｂ］成分を含む粒子とを含有させるためには、（１）及び（３）の方法が好ましい。

〔他の実施形態〕
本発明のアルミニウム複合材、熱交換器及びフラックスは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、当該アルミニウム複合材は、フラックス層が積層されたクラッド材を加熱して得られるもの以外に、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金材等を、ろう材及びフラックスを用いて接合したものであってもよい。また、クラッド材とクラッド材以外の金属板材等とを接合したものであってもよい。

また、上記クラッド材は、上記層構造のもの以外に、ろう材／芯材／ろう材（三層両面ろう材）や、ろう材／芯材／中間層／ろう材（四層材）などの三層以上の構造を有するものであってもよい。また、上記クラッド材は、上記芯材の他方の面に積層され、芯材より電位が卑な犠牲材をさらに備えているものでもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜１４及び比較例１］
［Ａ］フラックス成分１００質量部と、表１に記載の種類及び質量部の［Ｂ］成分とを１００ｍＬのイオン交換水に添加し、懸濁させることで各フラックスを得た。なお、［Ａ］フラックス成分としては、ＫＡｌＦ_４を８０体積％及びＫ_２（ＡｌＦ_５）（Ｈ_２Ｏ）を２０体積％含む粒子状のものを用いた。［Ｂ］成分としては、それぞれ粒子状のＡｌＦ_３、ＮａＦ及びＬｉＦを用いた。

クラッド材として、犠牲材と、マグネシウム含有量０．４質量％のアルミニウム合金からなる芯材と、この芯材の表面に積層されるろう材（ＪＩＳ４０４５、クラッド率１０％）とからなるものを用意した。このクラッド材の厚さは０．４ｍｍである。上記クラッド材の表面（ろう材表面）に、得られた上記各フラックスを５ｇ／ｍ^２（固形分換算）で塗布して乾燥させることで、フラックス層を積層させた。なお、このように懸濁状のフラックスを塗布し、イオン交換水を乾燥除去することで、粉末状の各成分が均一に塗布できるようにした。

軽金属溶接構造協会規格（ＬＷＳ Ｔ８８０１）に準じた以下の方法で、フラックス層を積層させた上記各クラッド材をろう付けし、実施例１〜１４及び比較例１の各アルミニウム複合材を得た。具体的な方法を図３を参照にしつつ、以下に示す。下板１１として、クラッド材をフラックス層を上面にして静置した。この下板の上面に、上板１２として、板厚１．０ｍｍの３００３Ａｌ合金（母材）を立てて配置した。なお、下板１１と上板１２の一端との間にはＳＵＳ製の棒状のスペーサー１３を挟み、下板１１と上板１２の一端との間に隙間を設けた。

上述の状態でろう付け（間隙充填試験）を実施した。具体的には、露点−４０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ以下の雰囲気下で、６００℃で１５分加熱することで、下板１１と上板１２とのろう付けを行った。室温から６００℃までの平均昇温速度は５０℃／ｍｉｎとした。このようにすることで、ろう材及びフラックスが溶融し、その後硬化して下板１１と上板１２との間にフィレット１４（接合材）が形成された。

［評価］
（１）フィレット形成長さ
ろう付け加熱により形成されたフィレット１４の長さ（フィレット形成長さＬ）を測定し、ろう付け性の指標とした。フィレット形成長さＬが長いほど、ろう付け性に優れる。評価結果（フィレット形成長さ）を表１に示す。
（２）接合材（ろう部分）の成分及び存在量
ろう付け加熱により形成されたフィレット１４（接合材；ろう部分）の表面を以下の方法にて分析し、存在する成分の存在量を求めた。各存在量を表１に示す。なお、加熱前のろう材及びフラックス中にはＭｇ含有化合物は存在しないため、これらのＭｇ含有化合物は全て芯材中のマグネシウムと反応して生成されたもの（生成物）であると考えられる。
１．フィレット１４の表面をリガク社製水平型Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂを使用し定量分析した。
２．上記定量分析で得られたＸＲＤスペクトルにおけるアルミニウム合金由来のピーク（Ａｌ及びＳｉ）を除外し、生成された各化合物の存在量比［質量％］を求めた。
３．上記生成された化合物中、全Ｍｇ含有化合物（ＫＭｇＦ_３、ＫＭｇＡｌＦ_６、ＭｇＦ_２、ＮａＭｇＦ_３及びＬｉＭｇＡｌＦ_６）に対する各Ｍｇ含有化合物の存在量を下記式（１）を用いて算出した。

Ｗ_{ＫＭｇＦ３}＝１００×Ｗ_{ＫＭｇＦ３，ＸＲＤ}／（Ｗ_{ＫＭｇＦ３，ＸＲＤ}＋Ｗ_{ＫＭｇＡｌＦ６，ＸＲＤ}＋Ｗ_{ＭｇＦ２，ＸＲＤ}＋Ｗ_{ＮａＭｇＦ３，ＸＲＤ}＋Ｗ_{ＬｉＭｇＡｌＦ６，ＸＲＤ}） ・・・（１）

ここで、Ｗ_{ＫＭｇＦ３}はＫＭｇＦ_３の存在量［質量％］であり、Ｗ_{ＫＭｇＦ３，ＸＲＤ、}Ｗ_{ＫＭｇＡｌＦ６，ＸＲＤ、}Ｗ_{ＭｇＦ２，ＸＲＤ、}Ｗ_{ＮａＭｇＦ３，ＸＲＤ}及びＷ_{ＬｉＭｇＡｌＦ６，ＸＲＤ}は、それぞれ上記２．で求められたＫＭｇＦ_３、ＫＭｇＡｌＦ_６、ＭｇＦ_２、ＮａＭｇＦ_３及びＬｉＭｇＡｌＦ_６の存在量比［質量％］である。
なお、上記式（１）はＫＭｇＦ_３の存在量［質量％］を求める式であり、他の化合物の存在量も同様に算出した。

また、接合材の存在成分と、フィレット形成長さとの関係を図４〜６に示す。
図４は、全Ｍｇ含有化合物に対するＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のＭｇ含有化合物の存在量（質量％）とフィレット形成長さ（ｍｍ）との関係を示す図である。
図５は、全Ｍｇ含有化合物に対するＫＭｇＡｌＦ_６の存在量（質量％）とフィレット形成長さ（ｍｍ）との関係を示す図である。
図６は、全Ｍｇ含有化合物に対するＮａＭｇＦ_３の存在量（質量％）とフィレット形成長さ（ｍｍ）との関係を示す図である。

表１及び図４に示されるように、実施例の各アルミニウム複合材は、接合材（フィレット）にＫＭｇＦ_３及びＭｇＦ_２以外のマグネシウム含有化合物が存在し、フィレット形成長さが長く、ろう付け性に優れていることがわかる。

特に、図５及び図６に示されるように、全Ｍｇ含有化合物に対するＫＭｇＡｌＦ_６及びＮａＭｇＦ_３の存在量とフィレット形成長さとの相関は高く、これらの化合物の存在量（生成量）が多いほど、ろう付け性が高まっていることがわかる。

本発明のアルミニウム複合材は、ろう付け性が良好であり、アルミニウム合金製の自動車用熱交換器等に好適に用いることができる。

１ アルミニウム複合材
２ アルミニウム合金材
３ 接合材
４ ろう材
５ フラックス層
１０ クラッド材
１１ 下板
１２ 上板
１３ スペーサー
１４ フィレット
Ｌ フィレット形成長さ

Claims (1)

1. マグネシウムを含有するアルミニウム合金材と、上記アルミニウム合金材を接合する接合材とを備えるアルミニウム複合材の製造方法であって、
   ろう付け用フラックスにより上記接合材を形成する工程を備え、
   上記ろう付け用フラックスが、ＫＡｌＦ_４を主成分とするフラックス成分と、このフラックス成分及びマグネシウムとの反応によりＫＭｇＡｌＦ_６を生成するＡｌＦ_３とを含み、
   上記ろう付け用フラックスにおける上記ＡｌＦ_３の含有量が上記フラックス成分１００質量部に対し５質量部以上２００質量部以下であり、
   上記接合材形成工程で、接合材における全マグネシウム含有化合物に対するＫＭｇＡｌＦ_６の含有量を２質量％以上とすることを特徴とするアルミニウム複合材の製造方法。
   

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