JPH03106595A - アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付け用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け用組成物に関するものである．

【発明の背景】

アルミニウム又はアルミニウム合金〈以下、単にアルミ
ニウム合金）製の部材をろう付けずるに際し、このアル
ミニウム合金部材が単純な形状で，かつ、接合個所が少
ない場合には、ろう線材を用いたトーチろう付けで十分
に対応できると言われている． しかしながら、アルミニウム合金製の熱交換器における
チューブとフィンとの接合の場合のように、接合個所が
多く複雑な形状の場合には、上記の方法では対処できに
くく、この様な場合にあってはろう材を予め張り合わせ
たプレージングシ一トを用い、そして真空ろう付け、不
活性雰囲気下でのろう付け、ブラックスを用いたろう付
け等のろう付け方法が提案されている． ところで、上記プレージングシ一トを用いてのろう付け
方法は、複雑な形や接合個所が多い熱交換器のような場
合に非常に有効なるも、ろう付けに必要な部分以外にも
ろう材が張り合わされている為、無駄が多いとも言え、
それだけコストが高いものについていることは間違いな
い．さらに、ろう材が全面に張り合わされていることか
ら、ろう付け加熱時にろうが母材を侵食し、母材の変形
を引き起こす問題のあることも判ってきた．

【発明の開示】

このような観点から、本発明者は、これに対する研究開
発を進めていった結果、プレージングシ一トを用いない
で複雑な形状の接合部にろう材を提供する手段としてろ
う材粉末を用いることが有効と考えた．そして、この場
合、ろう材粉末のみでは、ろう材を接合部に均一に供給
付着させることはできないけれども樹脂バインダとの混
合物にしておけば良いことに気が付いた． しかしながら、この樹脂はどのようなものでも良いもの
ではないことが判ってきた． すなわち、本発明の研究過程において得た特開昭５６−
１６０８６９号公報においては、フッ化物系フラックス
粉末と粒径が実質的に１〜２００μ量からなるＺｎ粉末
を重量比で４〜９対６〜１の割合で液体中に懸濁させ、
さらにカルボキシメチルセルロースをバインダとして０
．５重量％以下加え、このカルボキシメチルセルロース
を含む懸濁液をアルミニウム合金からなる接合材表面に
付着させ、次いで該接合材を乾燥させ、しかる哉該接合
材を不活性ガス中で該接合材の融点より低く、かつＺｎ
及び上記のフッ化物系フラックスの融点よりも高い温度
に加熱し、ろう材を溶融して接合するアルミニウム合金
のろう付方法が提案されており、この技術思想を例えば
＾ｌ−Ｓｉ等のアルミニウム合金粉末をろう材として用
いるろう付けの場合に応用した所、予想と異なり良好な
るろう付けが得られなかった．又、特公昭５８−３１２
７４号公報においては、金属粉末と側鎖にカルボキシル
基を有する水溶性高分子化合物と水とを必須戒分とする
ろう付け用金属ペースト組成物が提案されており、その
詳細な説明の部分において該水溶性高分子化合物として
は熱硬化型のアクリル系の樹脂（熱可塑性の樹脂であっ
てはならない）があり、金属粉末として銅やニッケル粉
末が用いられる旨開示されており、この技術思想を例え
ばＡＩ−Ｓｉ等のアルミニウム合金粉末をろう材として
用いるろう付けの場合に応用、すなわちこの技術思想に
おいて提案されている熟硬化型のアクリル系樹脂を樹脂
バインダに用いた所、予想と異なり良好なろう付けは得
られなかった． すなわち、これまでにおいてろう材を粉末タイプとした
場合に樹脂をバインダとして用いることは既に提案され
ており、これまでに提案されていた各種の樹脂を用いて
例えば＾ｌ−Ｓｉ等のアルミニウム合金粉末をろう材と
して用いるろう付けの場合に応用してみたのであるが、
ろう材の金属成分が大幅に異なっていた為であるせいか
、これまでに提案されていた技術のものでは良好なろう
付け結果が得られなかった． そこで、本発明者は、ろう付け温度が約５００〜８３０
℃であるＡＩ−Ｓｉ、＾ｌ−Ｚｎ等のアルミニウム合金
をろう材とした場合の樹脂バインダとして用いることが
できる樹脂がないものかと数えきれない程のテストを繰
り返した結果、アルミニウム合金粉末をろう材粉末とし
た場合の樹脂バインダとしてはろう付け温度で分解炭化
するより揮発性が高い熱可塑性のアクリル系樹脂であれ
ば良いことを見出すに至った． 例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル等のホモボリマーあるいはコ
ポリマーといった分子量が１０００〜ｔｏｏｏｏｏｏの
熱可塑性のアクリル系樹脂を用いた場合に優れたろう付
け特性が得られたことを見出した． 尚、樹脂バインダが少なすぎると、ろう材粉末を均一に
供給できないことから、又、逆に樹脂バインダが多すぎ
ると、ろう付け特性が低下したことから、樹脂バインダ
とアルミニウム合金粉末の割合は所定の範囲内のもので
なければならなかった． 本発明はかかる知見を基にして達成されたものであり、
接合個所が多い場合でも、あるいは複雑な形状の部品の
場合でも簡単にろう付けを実施できるアルミニウム合金
用ろう付け組成物を提供することを目的とする． この本発明の目的は、ろう付け用のアルミニウム合金粉
末と、ろう付け温度で分解炭化するより揮発性が高い熱
可塑性でアクリル系の樹脂バインダとを含み、この樹脂
バインダ／アルミニウム合金粉末の割合が０．１／９９
．０〜３５／６５（重量比》であることを特徴とするア
ルミニウム合金のろう付け用組成物によって達成される
． 尚、このアルミニウム合金のろう付け用組成物において
、ろう付け用のフラックスがさらに含まれてなることが
好ましく、この場合にフラツクス／アルミニウム合金粉
末の割合は０．１／９９．９〜６０／４０〈重量比〉で
ある． 又、アルミニウム合金粉末はその粒径が約１０〜２００
μ鋤であるものが好ましく、ス、樹脂バインダはその分
子量が１０００〜１００００００であるものが好ましい
． そして、ろう付け用のアルミニウム合金粉末は、＾１−
Ｓｉ合金、＾ｌ−Ｓｉ−Ｈｇ合金、＾ｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合
金、＾１−Ｚｎ合金等の接合しようとするアルミニウム
合金より融点の低いアルミニウム合金であれば良い．こ
の本発明になるアルミニウム合金のろう付け用組成物は
、ろう付け用のアルミニウム合金粉末及び熱可塑性のア
クリル系樹脂を、水あるいは有機溶剤（好ましくは水）
中で混合分散させればよく、この混合分散溶液をろう付
けしようとする個所に塗布やスプレー手段等で付着させ
、真空雰囲気下、不活性雰囲気下でのろう付け、フラッ
クスろう付け方法さらにはトーチろう付け方法等所定の
ろう付け手段でろう付けすればよい． 尚、フラックスを用いるろう付けの場合にあっては、塩
化物系やフッ化物系のフラックス或分を上記混合分散溶
液中に混合分散させておけば、その後のブラックス塗布
工程をなくすことができると共に、ろう付けに必要な量
だけフラックスを添加すれば良いから、フラックスを使
い過ぎることがなく、コスト的に有利である． フラックスとしては、ＫＣＩ−ＬｉＣｌ系、ＺｎＣＩｚ
系等の塩化物系のものやＫＦ−＾ＩＦ３系等のフッ化物
系のものが使用でき、その添加量はろう付け雰囲気によ
って異なるものの、フラッグス／ろう付け用アルミニウ
ム合金粉末は０．１／９９．９〜６０／　４０であれば
よい．

【実施例１】 ＾１０５０合金を押出により多穴管とし、これに平均粒
径約５０μ一の＾Ｉ−　１０ｗｔ％Ｓｉ合金粉末と分子
皿が数万のポリアクリル酸ブチル（熱可塑性〉とを９５
：５の割合（重量比）で混合し、これに水を適量加えて
水溶液とし、この水溶液を塗布、乾燥し、表面にＡＩ−
１０ｗｔ％Ｓｉ合金粉末がポリアクリル酸プチルで結着
されたくろう合金粉末の塗膜が形或された〉押出多穴管
１とする． この押出多穴管１に＾７０７２合金をコルゲート加工し
て得たフィン２を第１図のように組み合わせ、５％のフ
フ化物系フラックスを塗布する．そして、乾燥後、窒素
ガス雰囲気中で６００℃×５ｍｉｎの条件でろう付けを
行う．

【実施例２】 実施例１において、＾ｌ　　ｆｏｗｌ％Ｓｉ合金ろう粉
末とポリアクリル酸ブチルとの混合物中に、あらかじめ
フッ化物系フラックスをろう粉末／フラックスの重量比
が９９７１になるように混ぜておき、フッ化物系フラッ
クスを後で塗布することを省略する以外は同様に行った
．

【実施例３】 実施例２において、ろう粉末を＾ｌ１０ｗｔ％Ｓｉ−　
２ｗｔ％Ｚｎ合金とした以外は同様に行った．

【実施例
４】 実施例３において、フッ化物系フラックスの代わりに塩
化物系ブラックスを用い、かつ、ろう粉末／フラックス
の重量比は６０／４０になるようにし、その後大気炉中
で６００Ｘ５ｍｉｎの条件でろう付けを行う以外は同様
に行った．

【実施例５】 実施例１において用いた分子量が数万のポリアクリル酸
ブチルの代わりに、分子量が数十万のアクリル酸エスデ
ルのコボリマー（？Ｊ！．可塑性）を用いて同様に行っ
た．

【比較例１】 ＾７０７２合金の両面に厚さが各々１０％になるように
Ｂ＾４０４５合金を張り合わせた０．１問のプレージン
グシートをコルゲート加工によりフィンとし、これと＾
１０５０合金押出押多穴管を組み合わせ、これにフッ化
物系の７ラックスを塗布し、その後窒素ガス雰囲気中で
６００℃Ｘ５ｍｉｎの条件でろう付けを行った．

【比較例２】 実施例１において、ポリアクリル酸ブチル／ろう粉末を
４０／６０（重量比〉にする以外は同様に行った．

【比較例３】 実施例１において、ポリアクリル酸ブチルの代わりにカ
ルボキシメチルセルロースを用いて同様に行った．

【比較例４】 比較例３において、カルボキシメチルセルロース／ろう
粉末を０．５／９９．５（重量比）にする以外は同様に
行った．

【比較例５】 実施例１において、ポリアクリル酸ブチルの代わりに熱
硬化型のポリアクリル酸ナトリウムを用いて同様に行っ
た．

【比較例６】 比較例５に−おいて、熱硬化型のポリアクリル酸ナトリ
ウム／ろう粉末を１／９９（重量比）にする以外は同様
に行った，

【比較例７〜１２］ 実施例１において、ポリアクリル酸ブチルの代わりに塩
化ビニル系樹脂（比較例７）、エボキシ系樹脂（比較例
８）、ポリエチレンオキサイド（比較例９）、ポリオレ
フィンのアルカリ塩（比較例１０）、ボリイソブチレン
（比較例１１）、澱粉（比較例１２）を各々用いて同様
に行った． 【比較例１３】 実施例ｌにおいて、＾ｌ−　１０ｗｔ％Ｓｉ合金粉末と
分子塁が数万のポリアクリル酸ブチルとを含有させた水
溶液を用いる代わりに、フユージョ〉′社の１４８＾−
１０７ｃを用いて同様に行った．

【特性】

上記各例におけるろう付け性、フィンの変形具合及びＣ
ＡＳＳ試験７２０時間を行い、押出多穴管の最大孔食深
さを調べたので、その結果を表１に示す．又、アルミニ
ウム合金板の上にアルミニウム合余ろう粉末及びバイン
ダ樹脂を含む溶液を塗布し、乾燥させた後このアルミニ
ウム合金板を成形加工し、この加工特性も調べたので、
その結果も併せて表１に示す． 表　　　１

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、押出多穴管とフィンとの組立状態を示す説明
図である．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］ろう付け用のアルミニウム合金粉末と、ろう付け
   温度で分解炭化するより揮発性が高い熱可塑性でアクリ
   ル系の樹脂バインダとを含み、この樹脂バインダ／アル
   ミニウム合金粉末の割合が０．１／９９．０〜３５／６
   ５（重量比）であ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け用組成物。 ［２］特許請求の範囲第１項記載のアルミニウム又はア
   ルミニウム合金のろう付け用組成物において、ろう付け
   用のフラックスがさらに含まれてなり、このフラックス
   ／アルミニウム合金粉末の割合が０．１／９９．９〜６
   ０／４０（重量比）であるもの。 ［３］特許請求の範囲第１項又は第２項記載のアルミニ
   ウム又はアルミニウム合金用ろう付け組成物において、
   アルミニウム合金粉末は、その粒径が約１０〜２００μ
   ｍであるもの。 ［４］特許請求の範囲第１項又は第２項記載のアルミニ
   ウム又はアルミニウム合金用ろう付け組成物において、
   樹脂バインダは、その分子量が１０００〜１０００００
   ０であるもの。