JPH07164138A - ろう付け用アルミニウム材、その製造方法、およびろう付け方法 - Google Patents
ろう付け用アルミニウム材、その製造方法、およびろう付け方法Info
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- JPH07164138A JPH07164138A JP34246193A JP34246193A JPH07164138A JP H07164138 A JPH07164138 A JP H07164138A JP 34246193 A JP34246193 A JP 34246193A JP 34246193 A JP34246193 A JP 34246193A JP H07164138 A JPH07164138 A JP H07164138A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な製品形状に組み立ててからフラックス
を塗布することに起因する通常の非腐食性弗化物系フラ
ックスブレージングの問題点を回避し、また、ゲッター
材としてのMgを従来のように多量に含まなくても真空
ろう付け可能とする。 【構成】 アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度
の弗化アンモニウムを含む、あるいはさらに硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸の1種又は2種以上を含む水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理することに
より、表面に弗化アルミニウム皮膜を0.001μm〜
5μm形成する。
を塗布することに起因する通常の非腐食性弗化物系フラ
ックスブレージングの問題点を回避し、また、ゲッター
材としてのMgを従来のように多量に含まなくても真空
ろう付け可能とする。 【構成】 アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度
の弗化アンモニウムを含む、あるいはさらに硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸の1種又は2種以上を含む水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理することに
より、表面に弗化アルミニウム皮膜を0.001μm〜
5μm形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はろう付け仕様によって製
作されるアルミニウム製品、例えば自動車用ラジエータ
ー、カーエアコン用のエバポレーターやコンデンサー、
その他の電気、産業機械用の各種アルミニウム製熱交換
器、あるいは自動車用のアルミニウム製吸気マニホルド
等のアルミニウムろう付け品に使用するろう付け用アル
ミニウム材、その製造方法、およびその材を用いたろう
付け方法に関する。
作されるアルミニウム製品、例えば自動車用ラジエータ
ー、カーエアコン用のエバポレーターやコンデンサー、
その他の電気、産業機械用の各種アルミニウム製熱交換
器、あるいは自動車用のアルミニウム製吸気マニホルド
等のアルミニウムろう付け品に使用するろう付け用アル
ミニウム材、その製造方法、およびその材を用いたろう
付け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のようなアルミニウム製品をろう付
けによって製造する場合、非腐食性弗化物系フラックス
を用いて構成部材をろう付け接合する方法が多く用いら
れている。従来、かかる非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けを行う場合、まずアルミニウム材を必要に応じプ
レス成形や切断加工して製品形状に仮組み立てしてか
ら、フラックスの懸濁水溶液を、アルミニウム材の表面
に塗布した後、これを予備乾燥し、しかる後に非酸化性
雰囲気中でろう付け温度に加熱してろう付けを行ってい
た。またこの際、最近ではフラックスの予備乾燥炉とろ
う付け炉がつながった連続炉が主流となっている。通常
の非腐食性弗化物系フラックスブレージングのフラック
ス皮膜は、懸濁液に浸漬して形成するので厚さに極端な
むらができやすく厚い箇所では100μm程度になり脆
いので塗布・乾燥後、プレス加工やその他の取扱いを行
うと部分的に剥離してその部分のろう付けが不可能にな
る。そこで、通常は前述のように複雑な製品形状に組み
立ててろう付け直前に懸濁液の塗布作業・乾燥作業を行
っている。しかしながら、このような方法では、複雑な
製品形状に組み立ててから懸濁液の塗布作業・乾燥作業
を必要とするため作業効率が良くなかった。また、ろう
付け工程直前に乾燥工程があるのでこの工程に十分時間
をかけて行わないと発生水分がろう付け炉に持ち込まれ
て、ろう付け雰囲気中の露点が低下し、ろう付け性を低
下させる恐れがあり、一方乾燥工程にあまり時間をかけ
すぎるとライン全体の律速工程になってしまうというジ
レンマがあった。また、複雑な製品形状での塗布なの
で、塗布量が不均一になりやすく安全をみて多めに塗布
せざるを得なく、アルミニウム部材へのフラックス付着
量が概して多くなってしまう傾向があるため、ろう付け
炉が汚染されるとか、炉中で溶融したフラックスが滴下
して炉内に蓄積され金属製の炉壁が腐食するような事態
を生じ、このためろう付け炉のクリーニング、オーバー
ホールの頻度を多くせざるをえないという問題もあっ
た。さらには、通常用いられる非腐食性弗化物系フラッ
クス成分はろう付け温度で液相になるので余剰のフラッ
クスは流れ、ろう付け後のアルミニウム製品の表面に局
所的に残留した余剰のフラックスが、灰色ないし白色の
シミを生じ、色調斑を呈して外観体裁を損なうばかり
か、その後の表面処理を妨げるという問題もあった。ま
た、過剰のフラックス塗布はコスト面でも問題であっ
た。さらに、非腐食性弗化物系フラックスを用いるろう
付けではMgを含有するアルミニウム材料を用いるとフ
ラックス中のFとアルミニウム材料中のMgとが素早く
反応し濡れ性の悪いMgF2を形成するので0.2%を
こえるMgを含有する材料は使用できず強度向上し薄肉
軽量化するというユーザーニーズとぶつかっていた。
けによって製造する場合、非腐食性弗化物系フラックス
を用いて構成部材をろう付け接合する方法が多く用いら
れている。従来、かかる非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けを行う場合、まずアルミニウム材を必要に応じプ
レス成形や切断加工して製品形状に仮組み立てしてか
ら、フラックスの懸濁水溶液を、アルミニウム材の表面
に塗布した後、これを予備乾燥し、しかる後に非酸化性
雰囲気中でろう付け温度に加熱してろう付けを行ってい
た。またこの際、最近ではフラックスの予備乾燥炉とろ
う付け炉がつながった連続炉が主流となっている。通常
の非腐食性弗化物系フラックスブレージングのフラック
ス皮膜は、懸濁液に浸漬して形成するので厚さに極端な
むらができやすく厚い箇所では100μm程度になり脆
いので塗布・乾燥後、プレス加工やその他の取扱いを行
うと部分的に剥離してその部分のろう付けが不可能にな
る。そこで、通常は前述のように複雑な製品形状に組み
立ててろう付け直前に懸濁液の塗布作業・乾燥作業を行
っている。しかしながら、このような方法では、複雑な
製品形状に組み立ててから懸濁液の塗布作業・乾燥作業
を必要とするため作業効率が良くなかった。また、ろう
付け工程直前に乾燥工程があるのでこの工程に十分時間
をかけて行わないと発生水分がろう付け炉に持ち込まれ
て、ろう付け雰囲気中の露点が低下し、ろう付け性を低
下させる恐れがあり、一方乾燥工程にあまり時間をかけ
すぎるとライン全体の律速工程になってしまうというジ
レンマがあった。また、複雑な製品形状での塗布なの
で、塗布量が不均一になりやすく安全をみて多めに塗布
せざるを得なく、アルミニウム部材へのフラックス付着
量が概して多くなってしまう傾向があるため、ろう付け
炉が汚染されるとか、炉中で溶融したフラックスが滴下
して炉内に蓄積され金属製の炉壁が腐食するような事態
を生じ、このためろう付け炉のクリーニング、オーバー
ホールの頻度を多くせざるをえないという問題もあっ
た。さらには、通常用いられる非腐食性弗化物系フラッ
クス成分はろう付け温度で液相になるので余剰のフラッ
クスは流れ、ろう付け後のアルミニウム製品の表面に局
所的に残留した余剰のフラックスが、灰色ないし白色の
シミを生じ、色調斑を呈して外観体裁を損なうばかり
か、その後の表面処理を妨げるという問題もあった。ま
た、過剰のフラックス塗布はコスト面でも問題であっ
た。さらに、非腐食性弗化物系フラックスを用いるろう
付けではMgを含有するアルミニウム材料を用いるとフ
ラックス中のFとアルミニウム材料中のMgとが素早く
反応し濡れ性の悪いMgF2を形成するので0.2%を
こえるMgを含有する材料は使用できず強度向上し薄肉
軽量化するというユーザーニーズとぶつかっていた。
【0003】一方、フラックスを用いない真空ろう付け
も盛んに用いられる。アルミニウムのろう付けを真空中
で行う場合にはろう材にMgを添加し、ろう付け時にM
gの蒸発により表面に生成している酸化皮膜を破壊させ
て、ろう流れを良くしろう付けしている。しかし、ろう
材にMgが添加されていると、Mgが蒸発するために真
空炉内が汚染され、清掃等に時間がかかる欠点がある。
そこで、Mgゲッター材を使わないで真空ろう付けの可
能な方法も求められている。しかし、通常の非腐食性弗
化物系フラックスではろう付け温度で液相となりろう付
け炉を腐食させ易く汚染し易い。さらには、気化し易く
真空系全体の汚染にもつながるので、真空ろう付けには
使えなかった。
も盛んに用いられる。アルミニウムのろう付けを真空中
で行う場合にはろう材にMgを添加し、ろう付け時にM
gの蒸発により表面に生成している酸化皮膜を破壊させ
て、ろう流れを良くしろう付けしている。しかし、ろう
材にMgが添加されていると、Mgが蒸発するために真
空炉内が汚染され、清掃等に時間がかかる欠点がある。
そこで、Mgゲッター材を使わないで真空ろう付けの可
能な方法も求められている。しかし、通常の非腐食性弗
化物系フラックスではろう付け温度で液相となりろう付
け炉を腐食させ易く汚染し易い。さらには、気化し易く
真空系全体の汚染にもつながるので、真空ろう付けには
使えなかった。
【0004】これらの問題点に対して、アルミニウム材
に対する事前の表面処理でこれらの問題を解決しようと
する改良技術がある。非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングに近い方法としては、アルミニウム材をカリウ
ム及びフッ素を含有する処理溶液と接触せしめる事によ
り、該アルミニウム材の表面に化学反応によってK2A
lF5層を形成した後、ろう付けを行う方法が提案され
ている。(特開昭60−83771号)。さらに、上記
反応を促進して短時間でK2AlF5層を形成する方法と
して、上記処理溶液内でアルミニウム材を電解化成処理
する方法も提案されている。(特開昭61−52984
号)。これらの方法によれば、アルミニウム材へのフラ
ックス付着量を少なくでき、炉内の汚染の問題やろう付
け後の外観の体裁の問題を改善できるとされている。し
かし前者の方法は反応が遅いので生産性が低く、この
為、後者のように電解処理装置などが必要となりコスト
がかかりすぎる問題がある。さらには、このフラックス
の場合もろう付け温度で液相になるので外観を損なうば
かりか、その後の表面処理を妨げるという問題もある。
またフラックス皮膜の形成を乾式法(真空中でフラック
ス成分を揮発させその中にろう付け対象品を入れて蒸着
させる)で行いろう付けする方法も提案されている(特
開平4−111968号)。しかし、この方法は真空系
で実施するために、設備が非常に大がかりになり、コス
トがかかりすぎる欠点がある。また、窒素雰囲気ブレー
ジング法として、Mg等のゲッター剤を含まないろう材
をクラッドして合わせ板となし希弗酸洗浄後該合わせ板
を組み立てて加熱炉内に挿入し真空ポンプで残留酸素を
減少させた後、窒素ガスを封入し加熱する事を特徴とす
る方法が提案されている(特開昭56−50780
号)。しかし、フッ酸は希フッ酸といえども非常に反応
性が強く、アルミニウム材表面を侵すので表面が荒れて
フィレット形成が不均一になる恐れがあった。
に対する事前の表面処理でこれらの問題を解決しようと
する改良技術がある。非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングに近い方法としては、アルミニウム材をカリウ
ム及びフッ素を含有する処理溶液と接触せしめる事によ
り、該アルミニウム材の表面に化学反応によってK2A
lF5層を形成した後、ろう付けを行う方法が提案され
ている。(特開昭60−83771号)。さらに、上記
反応を促進して短時間でK2AlF5層を形成する方法と
して、上記処理溶液内でアルミニウム材を電解化成処理
する方法も提案されている。(特開昭61−52984
号)。これらの方法によれば、アルミニウム材へのフラ
ックス付着量を少なくでき、炉内の汚染の問題やろう付
け後の外観の体裁の問題を改善できるとされている。し
かし前者の方法は反応が遅いので生産性が低く、この
為、後者のように電解処理装置などが必要となりコスト
がかかりすぎる問題がある。さらには、このフラックス
の場合もろう付け温度で液相になるので外観を損なうば
かりか、その後の表面処理を妨げるという問題もある。
またフラックス皮膜の形成を乾式法(真空中でフラック
ス成分を揮発させその中にろう付け対象品を入れて蒸着
させる)で行いろう付けする方法も提案されている(特
開平4−111968号)。しかし、この方法は真空系
で実施するために、設備が非常に大がかりになり、コス
トがかかりすぎる欠点がある。また、窒素雰囲気ブレー
ジング法として、Mg等のゲッター剤を含まないろう材
をクラッドして合わせ板となし希弗酸洗浄後該合わせ板
を組み立てて加熱炉内に挿入し真空ポンプで残留酸素を
減少させた後、窒素ガスを封入し加熱する事を特徴とす
る方法が提案されている(特開昭56−50780
号)。しかし、フッ酸は希フッ酸といえども非常に反応
性が強く、アルミニウム材表面を侵すので表面が荒れて
フィレット形成が不均一になる恐れがあった。
【0005】さらに真空ブレージングで、ろう材にMg
を添加しない材料でろう付け前に水酸化ナトリウムや硫
酸で酸化皮膜を予め除去する方法(特開昭51−132
148号)も提案されている。しかしながら、上記の方
法はアルミニウム表面が新生面であり活性になっている
ために、酸化皮膜を除去したあと長時間放置すると、酸
化皮膜が成長し、ろう付け直前に処理しなければろう付
け性が劣るという欠点がある。従ってコイルでの連続処
理を施すことができない為に効率が劣るし、またコスト
もかかる。
を添加しない材料でろう付け前に水酸化ナトリウムや硫
酸で酸化皮膜を予め除去する方法(特開昭51−132
148号)も提案されている。しかしながら、上記の方
法はアルミニウム表面が新生面であり活性になっている
ために、酸化皮膜を除去したあと長時間放置すると、酸
化皮膜が成長し、ろう付け直前に処理しなければろう付
け性が劣るという欠点がある。従ってコイルでの連続処
理を施すことができない為に効率が劣るし、またコスト
もかかる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明者は、
複雑な製品形状に組み立ててからフラックスを塗布する
ことに起因する通常の非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングの上記問題点を回避し、ゲッター材としてのM
gを従来のように多量に含まなくても真空ろう付け可能
とし、かつ、上記した改良技術の問題点である、生産
性、設備コスト、表面性状、フィレット形成能等すべて
を改善したろう付け方法を求めて、平板状態で生成して
その後プレス加工やその他の取扱いを行なっても問題の
無いフラックス皮膜に代わるものおよびゲッター材とし
てのMgを多量に含まなくても真空ろう付け可能にする
ものを模索した。
複雑な製品形状に組み立ててからフラックスを塗布する
ことに起因する通常の非腐食性弗化物系フラックスブレ
ージングの上記問題点を回避し、ゲッター材としてのM
gを従来のように多量に含まなくても真空ろう付け可能
とし、かつ、上記した改良技術の問題点である、生産
性、設備コスト、表面性状、フィレット形成能等すべて
を改善したろう付け方法を求めて、平板状態で生成して
その後プレス加工やその他の取扱いを行なっても問題の
無いフラックス皮膜に代わるものおよびゲッター材とし
てのMgを多量に含まなくても真空ろう付け可能にする
ものを模索した。
【0007】
【課題を解決するための手段】その結果、当研究者らは
アルミニウム材を弗化アンモニウムあるいはさらに硝
酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液で処
理するとエッチングされると同時に弗化アルミニウムの
皮膜が生成し、この皮膜が好ましい特性を有することを
見いだし本願発明に至った。すなわち、請求項1の、ア
ルミニウム材の表面に弗化アルミニウム皮膜が0.00
1μm〜5μm形成されていることを特徴とするろう付
け用アルミニウム材。請求項2の、アルミニウム材を
0.01%〜40%の濃度の弗化アンモニウム水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理することを
特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方法。請求
項3の、アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度の
弗化アンモニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸
の1種又は2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の合計
で0.01%〜40%とを含む水溶液で、5℃〜70℃
の温度で1秒〜20分処理することを特徴とするろう付
け用アルミニウム材の製造方法。請求項4の、アルミニ
ウム材を、それぞれコイル又は平坦な切り板の状態で、
0.01%〜40%の濃度の弗化アンモニウム水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理し、その後
必要な加工後、仮組立して非酸化性雰囲気中でろう付け
することを特徴とするろう付け方法。請求項5の、ろう
材として通常のAl−Si系合金を用い、かつ、構造部
材として0.2%をこえたMgを含有するアルミニウム
合金を少なくとも一部に用いて構成されるろう付け品
の、少なくともろう材およびろう材と接してフィレット
の形成に寄与する部材表面を、それぞれコイル又は平坦
な切り板の状態で、0.01%〜40%の濃度の弗化ア
ンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20
分処理し、その後必要な加工後、仮組立して窒素雰囲気
ろう付けすることを特徴とするろう付け方法。請求項6
の、ろう材としてMgを全くあるいは0.5%未満しか
含有しないAl−Si系ろう材を用いてろう付けされる
ろう付け品の、少なくともろう材およびろう材と接して
フィレットの形成に寄与する部材表面を、それぞれコイ
ル又は平坦な切り板の状態で、0.01%〜40%の濃
度の弗化アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で
1秒〜20分処理し、その後必要な加工後、仮組立して
真空ろう付けすることを特徴とするろう付け方法。請求
項7の水溶液が0.01%〜40%の濃度の弗化アンモ
ニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸の1種又は
2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の合計で0.01
%〜40%とを含む水溶液であることを特徴とする上記
請求項4,5,6記載のろう付け方法。である。
アルミニウム材を弗化アンモニウムあるいはさらに硝
酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液で処
理するとエッチングされると同時に弗化アルミニウムの
皮膜が生成し、この皮膜が好ましい特性を有することを
見いだし本願発明に至った。すなわち、請求項1の、ア
ルミニウム材の表面に弗化アルミニウム皮膜が0.00
1μm〜5μm形成されていることを特徴とするろう付
け用アルミニウム材。請求項2の、アルミニウム材を
0.01%〜40%の濃度の弗化アンモニウム水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理することを
特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方法。請求
項3の、アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度の
弗化アンモニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸
の1種又は2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の合計
で0.01%〜40%とを含む水溶液で、5℃〜70℃
の温度で1秒〜20分処理することを特徴とするろう付
け用アルミニウム材の製造方法。請求項4の、アルミニ
ウム材を、それぞれコイル又は平坦な切り板の状態で、
0.01%〜40%の濃度の弗化アンモニウム水溶液
で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理し、その後
必要な加工後、仮組立して非酸化性雰囲気中でろう付け
することを特徴とするろう付け方法。請求項5の、ろう
材として通常のAl−Si系合金を用い、かつ、構造部
材として0.2%をこえたMgを含有するアルミニウム
合金を少なくとも一部に用いて構成されるろう付け品
の、少なくともろう材およびろう材と接してフィレット
の形成に寄与する部材表面を、それぞれコイル又は平坦
な切り板の状態で、0.01%〜40%の濃度の弗化ア
ンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20
分処理し、その後必要な加工後、仮組立して窒素雰囲気
ろう付けすることを特徴とするろう付け方法。請求項6
の、ろう材としてMgを全くあるいは0.5%未満しか
含有しないAl−Si系ろう材を用いてろう付けされる
ろう付け品の、少なくともろう材およびろう材と接して
フィレットの形成に寄与する部材表面を、それぞれコイ
ル又は平坦な切り板の状態で、0.01%〜40%の濃
度の弗化アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で
1秒〜20分処理し、その後必要な加工後、仮組立して
真空ろう付けすることを特徴とするろう付け方法。請求
項7の水溶液が0.01%〜40%の濃度の弗化アンモ
ニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸の1種又は
2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の合計で0.01
%〜40%とを含む水溶液であることを特徴とする上記
請求項4,5,6記載のろう付け方法。である。
【0008】
【作用】弗化アルミニウム皮膜厚が0.001μm未満
であると酸化防止効果が劣るためにろう付け性が悪化す
る。5μmをこえた皮膜を生成させてもいっそうの効果
は期待できず、処理に時間がかかり生産性が悪くなる。
よって皮膜厚は0.001〜5μmとする。またこの皮
膜は下記のように弗化アンモニウムあるいはさらに硝
酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液によ
る処理で生成させる場合には一部窒素元素が含まれるこ
とがあるし、用いる水溶液によっては他の元素が含まれ
ることがあるが、主に弗化アルミニウムからなる皮膜で
あればかまわない。この皮膜の生成方法は、具体的に
は、アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度の弗化
アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で1秒〜2
0分処理するわけだが、その処理方法は、浸漬法でも、
スプレー法でもかまわない。弗化アンモニウム水溶液中
でのアルミニウム材表面への弗化アルミニウム皮膜の生
成は、基本的には置換反応であり、厚みはエッチングと
皮膜成長の兼ね合いで決まる。工業生産性から考えると
弗化アンモニウム水溶液の濃度は0.01%〜40%、
処理温度は5〜70℃が適当である。処理温度が70℃
より高かったり濃度が40%をこえるとエッチングは進
むが皮膜が成長しにくくなる。一方処理温度が5℃より
低かったり濃度が0.01%より低いとエッチングも皮
膜生成反応も進まない。また、前記の皮膜厚を得るため
には、最大濃度と最高温度の組み合わせだと処理時間は
最短1秒ですむが最小濃度と最低温度の組み合わせだと
処理時間は最長20分かかる。よって処理時間は1秒か
ら20分とする。なお処理用の水溶液には0.01%〜
40%の濃度の弗化アンモニウムのほかに、硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸の1種又は2種以上を弗化物を除く
これら無機酸の合計で0.01%〜40%とを含んでも
良い。これら無機酸を含むとアルミニウム材との反応が
一層穏やかになる。処理の効率上通常はコイル又は平坦
な切り板の状態のアルミニウム材を弗化アンモニウムあ
るいはさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を
含む水溶液で処理する。しかし、この点に目をつむれ
ば、切断、成形等必要な加工後仮組立したものにこの処
理を行っても良い。本発明によれば通常の非腐食性弗化
物系フラックスでは不可能だったMgを0.2%をこえ
て含有するアルミニウム合金構成部材(ブレージングシ
ート芯材であっても、ブレージングシートに対向する他
の構成部材であっても良い)の窒素雰囲気中でのろう付
けが可能となる。これは、非腐食性弗化物系フラックス
と違い本願発明の弗化アルミニウム皮膜は融点が高く、
ろう付け温度付近で液相にならず固相のままなので材料
中のMgとは反応しにくく、濡れ性の悪いMgF2を形
成しないため、ろうの流れが良いためである。さらに、
真空ブレージングにおいては本願の処理が施されていれ
ばろう材中にゲッター材を無理に含有する必要はなくM
gを全く含有しないか0.5%未満しか含有しないAl
−Si系ろう材を用いても真空ろう付けが可能となる。
であると酸化防止効果が劣るためにろう付け性が悪化す
る。5μmをこえた皮膜を生成させてもいっそうの効果
は期待できず、処理に時間がかかり生産性が悪くなる。
よって皮膜厚は0.001〜5μmとする。またこの皮
膜は下記のように弗化アンモニウムあるいはさらに硝
酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液によ
る処理で生成させる場合には一部窒素元素が含まれるこ
とがあるし、用いる水溶液によっては他の元素が含まれ
ることがあるが、主に弗化アルミニウムからなる皮膜で
あればかまわない。この皮膜の生成方法は、具体的に
は、アルミニウム材を0.01%〜40%の濃度の弗化
アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で1秒〜2
0分処理するわけだが、その処理方法は、浸漬法でも、
スプレー法でもかまわない。弗化アンモニウム水溶液中
でのアルミニウム材表面への弗化アルミニウム皮膜の生
成は、基本的には置換反応であり、厚みはエッチングと
皮膜成長の兼ね合いで決まる。工業生産性から考えると
弗化アンモニウム水溶液の濃度は0.01%〜40%、
処理温度は5〜70℃が適当である。処理温度が70℃
より高かったり濃度が40%をこえるとエッチングは進
むが皮膜が成長しにくくなる。一方処理温度が5℃より
低かったり濃度が0.01%より低いとエッチングも皮
膜生成反応も進まない。また、前記の皮膜厚を得るため
には、最大濃度と最高温度の組み合わせだと処理時間は
最短1秒ですむが最小濃度と最低温度の組み合わせだと
処理時間は最長20分かかる。よって処理時間は1秒か
ら20分とする。なお処理用の水溶液には0.01%〜
40%の濃度の弗化アンモニウムのほかに、硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸の1種又は2種以上を弗化物を除く
これら無機酸の合計で0.01%〜40%とを含んでも
良い。これら無機酸を含むとアルミニウム材との反応が
一層穏やかになる。処理の効率上通常はコイル又は平坦
な切り板の状態のアルミニウム材を弗化アンモニウムあ
るいはさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を
含む水溶液で処理する。しかし、この点に目をつむれ
ば、切断、成形等必要な加工後仮組立したものにこの処
理を行っても良い。本発明によれば通常の非腐食性弗化
物系フラックスでは不可能だったMgを0.2%をこえ
て含有するアルミニウム合金構成部材(ブレージングシ
ート芯材であっても、ブレージングシートに対向する他
の構成部材であっても良い)の窒素雰囲気中でのろう付
けが可能となる。これは、非腐食性弗化物系フラックス
と違い本願発明の弗化アルミニウム皮膜は融点が高く、
ろう付け温度付近で液相にならず固相のままなので材料
中のMgとは反応しにくく、濡れ性の悪いMgF2を形
成しないため、ろうの流れが良いためである。さらに、
真空ブレージングにおいては本願の処理が施されていれ
ばろう材中にゲッター材を無理に含有する必要はなくM
gを全く含有しないか0.5%未満しか含有しないAl
−Si系ろう材を用いても真空ろう付けが可能となる。
【0009】弗化アンモニウムあるいはさらに硝酸、硫
酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液による処理
の前に、材料表面の汚れ及び酸化皮膜を除去するため
に、ケイ酸ソーダ、リン酸ソーダや水酸化ナトリウム等
のアルカリ脱脂、及び/又は硫酸、硝酸等の酸脱脂を施
すのが好ましいが、材料が汚れていない場合は直接に弗
化アンモニウムあるいはさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロ
ム酸等の無機酸を含む水溶液で処理しても良い。
酸、燐酸、クロム酸等の無機酸を含む水溶液による処理
の前に、材料表面の汚れ及び酸化皮膜を除去するため
に、ケイ酸ソーダ、リン酸ソーダや水酸化ナトリウム等
のアルカリ脱脂、及び/又は硫酸、硝酸等の酸脱脂を施
すのが好ましいが、材料が汚れていない場合は直接に弗
化アンモニウムあるいはさらに硝酸、硫酸、燐酸、クロ
ム酸等の無機酸を含む水溶液で処理しても良い。
【0010】このような皮膜を生成したアルミニウム材
は、その後、必要な大きさに切断されたりプレスなどの
成形加工を受けたのち最終製品形状に仮組立てされろう
付けされる。ろう付けは非酸化性雰囲気、すなわち窒素
雰囲気や真空中で行う。本材料を用いて窒素雰囲気ろう
付けする場合は、酸素濃度を100ppm以下、露点温
度を−20℃以下とすることが好ましく、ろう材として
通常のAl−Si系合金を用いる。また本材料を用いて
真空ろう付けする場合は、10-4Torr=1.33Pa以
下の気圧にすることが好ましく、前述のようにろう材と
して通常の真空ろう付け用のろう材より低いMgを全く
含有しないか0.5%未満しかMgを含有しないAl−
Si系ろう材を用いることができる。もちろん、真空ブ
レージングにおいても構造部材として0.2%をこえた
Mgを含有するアルミニウム合金を用いることができ
る。弗化アルミニウム皮膜の形成は、もちろんアルミニ
ウム材の全面でもかまわないが、少なくともろう材およ
びろう材と接してフィレットの形成に寄与する部材表面
に弗化アルミニウム皮膜を形成する必要がある。この弗
化アルミニウムの皮膜は緻密なので一旦生成すると長時
間経過してもアルミニウム面の新たな酸化を防止する。
またこの皮膜は通常のろう付け用非腐食性弗化物系フラ
ックスと異なり薄く緻密な皮膜なのでコイルや平坦な切
り板状態で皮膜を生成させその後成形その他の取り扱い
を行っても皮膜のはがれ等が少ない。また、コイルや平
坦な切り板状態での皮膜生成は、平坦表面に対する処理
なので、均一な皮膜生成が容易で、かつほとんどの水分
は絞りロール等で除去することが可能なので乾燥時間も
大幅に短縮でき大変生産性が高い。この弗化アルミニウ
ムはろう付け温度で固相のままでありアルミニウムと熱
膨張率が異なるため皮膜が破壊され、そのために酸化し
ていないアルミ面が出現し濡れ性が向上してろう付けが
できると考えられる。また、ほとんど揮発しないので真
空ろう付けに用いてもろう付け炉や真空系に及ぼす悪影
響がなく、この場合にはろう材のMg含有量が0.5%
未満(0%を含む)であってもろう付け可能である。
は、その後、必要な大きさに切断されたりプレスなどの
成形加工を受けたのち最終製品形状に仮組立てされろう
付けされる。ろう付けは非酸化性雰囲気、すなわち窒素
雰囲気や真空中で行う。本材料を用いて窒素雰囲気ろう
付けする場合は、酸素濃度を100ppm以下、露点温
度を−20℃以下とすることが好ましく、ろう材として
通常のAl−Si系合金を用いる。また本材料を用いて
真空ろう付けする場合は、10-4Torr=1.33Pa以
下の気圧にすることが好ましく、前述のようにろう材と
して通常の真空ろう付け用のろう材より低いMgを全く
含有しないか0.5%未満しかMgを含有しないAl−
Si系ろう材を用いることができる。もちろん、真空ブ
レージングにおいても構造部材として0.2%をこえた
Mgを含有するアルミニウム合金を用いることができ
る。弗化アルミニウム皮膜の形成は、もちろんアルミニ
ウム材の全面でもかまわないが、少なくともろう材およ
びろう材と接してフィレットの形成に寄与する部材表面
に弗化アルミニウム皮膜を形成する必要がある。この弗
化アルミニウムの皮膜は緻密なので一旦生成すると長時
間経過してもアルミニウム面の新たな酸化を防止する。
またこの皮膜は通常のろう付け用非腐食性弗化物系フラ
ックスと異なり薄く緻密な皮膜なのでコイルや平坦な切
り板状態で皮膜を生成させその後成形その他の取り扱い
を行っても皮膜のはがれ等が少ない。また、コイルや平
坦な切り板状態での皮膜生成は、平坦表面に対する処理
なので、均一な皮膜生成が容易で、かつほとんどの水分
は絞りロール等で除去することが可能なので乾燥時間も
大幅に短縮でき大変生産性が高い。この弗化アルミニウ
ムはろう付け温度で固相のままでありアルミニウムと熱
膨張率が異なるため皮膜が破壊され、そのために酸化し
ていないアルミ面が出現し濡れ性が向上してろう付けが
できると考えられる。また、ほとんど揮発しないので真
空ろう付けに用いてもろう付け炉や真空系に及ぼす悪影
響がなく、この場合にはろう材のMg含有量が0.5%
未満(0%を含む)であってもろう付け可能である。
【0011】以上ろう付け工程において仮組立前のアル
ミ板、条についての処理する場合について説明したが、
ろう付け品を仮組立した後に処理しても塗布乾燥の効率
は劣るが他のメリットは享受できる。本願発明で用いる
弗化アンモニウムは弗酸よりも反応性が低いので、弗酸
よりも均一な皮膜がアルミニウム表面に生成し外観もフ
ィレット形成能も良好である。さらに、反応で消費され
る成分が主にFだけで弗化アンモニウムは単一の化合物
なので、K及びFを含有する処理溶液と接触せしめてK
2AlF5を生成する方法(特開昭60−83771号、
特開昭61−52984号)等に比べ、浴の管理が簡単
で、しかも、KおよびF元素が必須の通常のろう付け非
腐食性弗化物系フラックス(ノコロック)や特開昭60
−83771号、特開昭61−52984号等に比べコ
ストも低い。
ミ板、条についての処理する場合について説明したが、
ろう付け品を仮組立した後に処理しても塗布乾燥の効率
は劣るが他のメリットは享受できる。本願発明で用いる
弗化アンモニウムは弗酸よりも反応性が低いので、弗酸
よりも均一な皮膜がアルミニウム表面に生成し外観もフ
ィレット形成能も良好である。さらに、反応で消費され
る成分が主にFだけで弗化アンモニウムは単一の化合物
なので、K及びFを含有する処理溶液と接触せしめてK
2AlF5を生成する方法(特開昭60−83771号、
特開昭61−52984号)等に比べ、浴の管理が簡単
で、しかも、KおよびF元素が必須の通常のろう付け非
腐食性弗化物系フラックス(ノコロック)や特開昭60
−83771号、特開昭61−52984号等に比べコ
ストも低い。
【0012】
【実施例】以下に実施例にもとづき本発明を更に詳細に
説明する。 (発明例1〜10)板厚1.0mmのブレージング用ア
ルミニウムクラッド材(Al−10%Si/3003/
Al−10%Si、及び3003芯材にMgを0.3
%、0.5%、1.0%添加したもの)のコイルを巻き
戻しながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表
1に示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞り
ロールで水分を除去してから100℃の温風で乾燥しな
がら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に4段に組み立てた。
説明する。 (発明例1〜10)板厚1.0mmのブレージング用ア
ルミニウムクラッド材(Al−10%Si/3003/
Al−10%Si、及び3003芯材にMgを0.3
%、0.5%、1.0%添加したもの)のコイルを巻き
戻しながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表
1に示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞り
ロールで水分を除去してから100℃の温風で乾燥しな
がら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に4段に組み立てた。
【0013】
【表1】
【0014】(比較例1〜2)発明例1と同じブレージ
ング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しなが
ら、表面を40℃の1%弗酸水溶液(比較例1)あるい
は1%弗酸+2%弗化カリウム水溶液(比較例2)で処
理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を除
去してから100℃の温風で乾燥しながら再びコイルに
巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形した
ものを交互に4段に組み立てた。 (比較例3)発明例1と同じブレージング用アルミニウ
ムクラッド材を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤
(メチルエチルケトン)で脱脂後組み立てた。次いで該
組み立て品を水に分散させた非腐食性弗化物系フラック
ス(ノコロック)の懸濁液中に浸漬させた後120℃×
20分で乾燥させ、3.0g/m2のフラックスを塗布
した。 (比較例4)材料に発明例4と同じものを用いたほかは
比較例3と同様の処理をしたもの。
ング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しなが
ら、表面を40℃の1%弗酸水溶液(比較例1)あるい
は1%弗酸+2%弗化カリウム水溶液(比較例2)で処
理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を除
去してから100℃の温風で乾燥しながら再びコイルに
巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形した
ものを交互に4段に組み立てた。 (比較例3)発明例1と同じブレージング用アルミニウ
ムクラッド材を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤
(メチルエチルケトン)で脱脂後組み立てた。次いで該
組み立て品を水に分散させた非腐食性弗化物系フラック
ス(ノコロック)の懸濁液中に浸漬させた後120℃×
20分で乾燥させ、3.0g/m2のフラックスを塗布
した。 (比較例4)材料に発明例4と同じものを用いたほかは
比較例3と同様の処理をしたもの。
【0015】以上の発明例1〜10及び比較例1〜4に
ついて、切断前の平板状態で外観を目視観察し、経済
性、効率性の評価とあわせて表2に記入した。 ろう付け前外観の評価基準は◎ 皮膜処理後のむらが全
くない。 ○ 皮膜処理後のむら面積率5%以下。 △ 皮膜処理後のむら面積率5を超え20%以下。 × 皮膜処理後のむら面積率20%を超える。 ろう付け前の経済性の評価は◎ 設備も簡便で消耗する
薬剤のランニングコストも安く処理できる。 × 消耗する薬剤のランニングコストが高い。 ろう付け前の効率性の評価は◎ コイル状態の板を連続
的に迅速に処理できる。 × 仮組立体の処理で効率が悪い。 また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を、大気圧で窒
素置換をし炉内の酸素濃度50ppm、露点温度−40
℃、ろう付け温度600℃で10分の窒素雰囲気ろう付
けを施し、ろう付け品について、処理直後にろう付けし
た場合と皮膜処理後しばらく放置してからろう付けした
場合のろう付け性を目視観察すると共に直後にろう付け
した場合のみ外観、表面処理性の評価を行った。表面処
理性は各ろう付け品をアロジン#1200溶液中に45
℃で2分間浸漬して化成処理を行った後、アクリル系塗
料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥した。次いで、ろう
付け品の平坦部において塗膜面に1mm目のマス目を縦
横各10個づつ100個けがいてテープ剥離試験を実施
し塗膜の残ったマス目の数で評価した。これらの結果を
表2に示す。 ろう付け後外観の評価は◎ ろう付け後のむらが全くな
い。 ○ ろう付け後のむら面積率5%以下。 △ ろう付け後のむら面積率5を超え20%以下。 × ろう付け後のむら面積率20%を超える。 ろう付け性の評価は ◎ フィレット形成とろうの流れ
が非常に良いもの。 ○ フィレット形成とろうの流れが良いもの。 △ フィレット形成とろうの流れがやや劣るもの。 × フィレット形成とろうの流れが劣るもの。 炉汚染性の評価は5バッチ連続してろう付けしたときの
フラックスの滴下が無いものを ◎ 、フラックスの滴
下が認められたものを × とした。
ついて、切断前の平板状態で外観を目視観察し、経済
性、効率性の評価とあわせて表2に記入した。 ろう付け前外観の評価基準は◎ 皮膜処理後のむらが全
くない。 ○ 皮膜処理後のむら面積率5%以下。 △ 皮膜処理後のむら面積率5を超え20%以下。 × 皮膜処理後のむら面積率20%を超える。 ろう付け前の経済性の評価は◎ 設備も簡便で消耗する
薬剤のランニングコストも安く処理できる。 × 消耗する薬剤のランニングコストが高い。 ろう付け前の効率性の評価は◎ コイル状態の板を連続
的に迅速に処理できる。 × 仮組立体の処理で効率が悪い。 また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を、大気圧で窒
素置換をし炉内の酸素濃度50ppm、露点温度−40
℃、ろう付け温度600℃で10分の窒素雰囲気ろう付
けを施し、ろう付け品について、処理直後にろう付けし
た場合と皮膜処理後しばらく放置してからろう付けした
場合のろう付け性を目視観察すると共に直後にろう付け
した場合のみ外観、表面処理性の評価を行った。表面処
理性は各ろう付け品をアロジン#1200溶液中に45
℃で2分間浸漬して化成処理を行った後、アクリル系塗
料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥した。次いで、ろう
付け品の平坦部において塗膜面に1mm目のマス目を縦
横各10個づつ100個けがいてテープ剥離試験を実施
し塗膜の残ったマス目の数で評価した。これらの結果を
表2に示す。 ろう付け後外観の評価は◎ ろう付け後のむらが全くな
い。 ○ ろう付け後のむら面積率5%以下。 △ ろう付け後のむら面積率5を超え20%以下。 × ろう付け後のむら面積率20%を超える。 ろう付け性の評価は ◎ フィレット形成とろうの流れ
が非常に良いもの。 ○ フィレット形成とろうの流れが良いもの。 △ フィレット形成とろうの流れがやや劣るもの。 × フィレット形成とろうの流れが劣るもの。 炉汚染性の評価は5バッチ連続してろう付けしたときの
フラックスの滴下が無いものを ◎ 、フラックスの滴
下が認められたものを × とした。
【0016】
【表2】
【0017】反応性の強いHF水溶液で処理した比較例
1はアルミ板表面が溶解しろう付け前の外観が不均一な
皮膜のためむらになり、そのためろう付け後の外観も劣
る。ろう付け性は皮膜処理直後にろう付けすればまあま
あだが皮膜が不均一のためろう付けまでの放置時間が長
くなるとろう付け性が悪くなる。HFとKFの混合水溶
液で処理した比較例2は皮膜にKが含まれるのでろう付
け時に液相になるため、ろう付け後の外観が模様状のむ
らになり、またろう付け後にも皮膜ができ洗浄しても落
ちきらないので表面処理性(塗膜密着性)が劣る。比較
例3は通常の非腐食性弗化物系フラックスの懸濁液によ
る仮組立後の処理のためろう付け前の経済性、効率性が
劣り、またフラックス皮膜が不均一である。さらにこの
フラックスはろう付け時に液相になるので、ろう付け後
の外観が模様状のむらになり、またろう付け後にも皮膜
ができ洗浄しても落ちきらないので表面処理性(塗膜密
着性)が劣る。比較例3と同じフラックスを用いている
が芯材にMgを含有するアルミ材料に用いると比較例3
の欠点のほかに、フラックスとMgとが反応し濡れ性が
悪くなりフィレットの形成が劣る。一方、発明例5は芯
材のMg量が多いのでろう付け性がやや劣るが実用レベ
ルである。他の発明例は評価した全項目が良好である。
以上の結果から、プレコート処理(コイル又は平坦な切
り板の状態での処理)により弗化アルミニウム皮膜を形
成した本発明のろう付け用アルミニウム材は、その表面
の外観もよく、かつ均一に皮膜が形成されている。そし
て、本発明実施品は皮膜処理してから長時間放置しても
経時変化もなく良好な窒素雰囲気ろう付けが達成された
ばかりか、得られたろう付け品はその表面状態も良好で
あることを確認しえた。
1はアルミ板表面が溶解しろう付け前の外観が不均一な
皮膜のためむらになり、そのためろう付け後の外観も劣
る。ろう付け性は皮膜処理直後にろう付けすればまあま
あだが皮膜が不均一のためろう付けまでの放置時間が長
くなるとろう付け性が悪くなる。HFとKFの混合水溶
液で処理した比較例2は皮膜にKが含まれるのでろう付
け時に液相になるため、ろう付け後の外観が模様状のむ
らになり、またろう付け後にも皮膜ができ洗浄しても落
ちきらないので表面処理性(塗膜密着性)が劣る。比較
例3は通常の非腐食性弗化物系フラックスの懸濁液によ
る仮組立後の処理のためろう付け前の経済性、効率性が
劣り、またフラックス皮膜が不均一である。さらにこの
フラックスはろう付け時に液相になるので、ろう付け後
の外観が模様状のむらになり、またろう付け後にも皮膜
ができ洗浄しても落ちきらないので表面処理性(塗膜密
着性)が劣る。比較例3と同じフラックスを用いている
が芯材にMgを含有するアルミ材料に用いると比較例3
の欠点のほかに、フラックスとMgとが反応し濡れ性が
悪くなりフィレットの形成が劣る。一方、発明例5は芯
材のMg量が多いのでろう付け性がやや劣るが実用レベ
ルである。他の発明例は評価した全項目が良好である。
以上の結果から、プレコート処理(コイル又は平坦な切
り板の状態での処理)により弗化アルミニウム皮膜を形
成した本発明のろう付け用アルミニウム材は、その表面
の外観もよく、かつ均一に皮膜が形成されている。そし
て、本発明実施品は皮膜処理してから長時間放置しても
経時変化もなく良好な窒素雰囲気ろう付けが達成された
ばかりか、得られたろう付け品はその表面状態も良好で
あることを確認しえた。
【0018】(発明例11〜15)発明例1と同じブレ
ージング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻し
ながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表3に
示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞りロー
ルで水分を除去してから100℃で乾燥しながら再度コ
イルに巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成
形したものを交互に4段に組み立てた。
ージング用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻し
ながら、表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、表3に
示した条件で処理し次に水洗・純水洗した後、絞りロー
ルで水分を除去してから100℃で乾燥しながら再度コ
イルに巻いた。その後、必要な寸法に切断し、カップ成
形したものを交互に4段に組み立てた。
【0019】
【表3】
【0020】(比較例5)発明例1と同じブレージング
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を1%弗酸水溶液で処理した後水洗し、純水洗した
後、絞りロールで水分を除去してから100℃で乾燥し
ながら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に4段に組み立てた。
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を1%弗酸水溶液で処理した後水洗し、純水洗した
後、絞りロールで水分を除去してから100℃で乾燥し
ながら再度コイルに巻いた。その後、必要な寸法に切断
し、カップ成形したものを交互に4段に組み立てた。
【0021】(比較例6)発明例1と同じブレージング
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を40℃の10%NaOH水溶液で60秒処理した
後水洗し、40℃の20%HNO3で30秒デスマット
処理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を
除去してから100℃で乾燥しながら再度コイルに巻い
た。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形したもの
を交互に4段に組み立てた。
用アルミニウムクラッド材のコイルを巻き戻しながら、
表面を40℃の10%NaOH水溶液で60秒処理した
後水洗し、40℃の20%HNO3で30秒デスマット
処理した後水洗し、純水洗した後、絞りロールで水分を
除去してから100℃で乾燥しながら再度コイルに巻い
た。その後、必要な寸法に切断し、カップ成形したもの
を交互に4段に組み立てた。
【0022】(比較例7)板厚1.0mmの真空ブレー
ジング用アルミニウムクラッド材(Al−10%Si−
1.2%Mg/3003/Al−10%Si−1.2%
Mg)を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤(メチル
エチルケトン)で脱脂後組み立てた。
ジング用アルミニウムクラッド材(Al−10%Si−
1.2%Mg/3003/Al−10%Si−1.2%
Mg)を必要の寸法に切断、カップ成形、溶剤(メチル
エチルケトン)で脱脂後組み立てた。
【0023】以上の各プレコート処理した実施例及びポ
ストコートした比較例及びMg入りろう材の比較例で得
た成形品を外観、経済性、効率性について評価を行っ
た。また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を真空炉で
5×10-5Torr中で600℃×3分加熱してろう付けを
行った。上記により得た各ろう付け品について、処理直
後にろう付けした場合と皮膜処理後しばらく放置してか
らろう付けした場合のろう付け性を目視観察すると共に
直後にろう付けした場合のみ外観、表面処理性の評価を
行った。表面処理性は各ろう付け品をアロジン#120
0溶液中に45℃で2分間浸漬して化成処理を行った
後、アクリル系塗料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥し
た。次いで、ろう付け品の平坦部において塗膜面に1m
m目のマス目を縦横各10個づつ100個けがいてテー
プ剥離試験を実施し塗膜の残ったマス目の数で評価し
た。また、真空炉の汚染についても次の方法で評価し
た。すなわち、炉内にガラス板を立てかけ一定量の供試
材を処理した後に取り出し、Mgの付着を観察した。付
着が認められないものを ◎ 、付着が認められたもの
を × とした。これらの結果を表4に示す。
ストコートした比較例及びMg入りろう材の比較例で得
た成形品を外観、経済性、効率性について評価を行っ
た。また、モデルカップ各熱交換器仮組立物を真空炉で
5×10-5Torr中で600℃×3分加熱してろう付けを
行った。上記により得た各ろう付け品について、処理直
後にろう付けした場合と皮膜処理後しばらく放置してか
らろう付けした場合のろう付け性を目視観察すると共に
直後にろう付けした場合のみ外観、表面処理性の評価を
行った。表面処理性は各ろう付け品をアロジン#120
0溶液中に45℃で2分間浸漬して化成処理を行った
後、アクリル系塗料を用いて浸漬塗装を行い焼付乾燥し
た。次いで、ろう付け品の平坦部において塗膜面に1m
m目のマス目を縦横各10個づつ100個けがいてテー
プ剥離試験を実施し塗膜の残ったマス目の数で評価し
た。また、真空炉の汚染についても次の方法で評価し
た。すなわち、炉内にガラス板を立てかけ一定量の供試
材を処理した後に取り出し、Mgの付着を観察した。付
着が認められないものを ◎ 、付着が認められたもの
を × とした。これらの結果を表4に示す。
【0024】
【表4】
【0025】窒素雰囲気ろう付けの比較例1と同じ反応
性の強いHF水溶液で処理した比較例5はアルミ板表面
が溶解し不均一な皮膜のためむらになり、また、そのた
め真空ろう付け後における外観も劣る。ろう付け性は皮
膜処理直後にろう付けすればまあまあだが皮膜が不均一
のためろう付けまでの放置時間が長くなるとろう付け性
が悪くなる。NaOH水溶液で処理後HNO3でデスマ
ットした比較例6はコイル処理できもとの酸化皮膜が溶
解除去されるのでろう付け前の経済性、効率性、外観は
良好で、ろう付け性は処理直後にろう付けすれば良好だ
がろう付けまでの放置時間が長くなると酸化皮膜が成長
するためろう付け性が悪くなる。比較例7は通常の真空
ろう付け用のゲッターとしてろう材中にMgを含む材料
なのでろう付け性は良好であるが、Mgにより炉が汚染
される。一方、発明例は評価した全項目が良好である。
以上の結果から、プレコート処理により弗化アルミニウ
ム皮膜を形成した本発明のろう付け用アルミニウム材
は、Mgを含有しないろう材を用いた真空ろう付けにお
いても、良好なろう付けが達成されたばかりか、得られ
たろう付け品はその表面状態も良好であることを確認し
えた。
性の強いHF水溶液で処理した比較例5はアルミ板表面
が溶解し不均一な皮膜のためむらになり、また、そのた
め真空ろう付け後における外観も劣る。ろう付け性は皮
膜処理直後にろう付けすればまあまあだが皮膜が不均一
のためろう付けまでの放置時間が長くなるとろう付け性
が悪くなる。NaOH水溶液で処理後HNO3でデスマ
ットした比較例6はコイル処理できもとの酸化皮膜が溶
解除去されるのでろう付け前の経済性、効率性、外観は
良好で、ろう付け性は処理直後にろう付けすれば良好だ
がろう付けまでの放置時間が長くなると酸化皮膜が成長
するためろう付け性が悪くなる。比較例7は通常の真空
ろう付け用のゲッターとしてろう材中にMgを含む材料
なのでろう付け性は良好であるが、Mgにより炉が汚染
される。一方、発明例は評価した全項目が良好である。
以上の結果から、プレコート処理により弗化アルミニウ
ム皮膜を形成した本発明のろう付け用アルミニウム材
は、Mgを含有しないろう材を用いた真空ろう付けにお
いても、良好なろう付けが達成されたばかりか、得られ
たろう付け品はその表面状態も良好であることを確認し
えた。
【0026】
【効果】本発明は化成処理皮膜の平坦材形状での形成を
可能にしたことにより、また、この化成処理皮膜が、経
時変化の少ない、ろう付け時に固相のままの皮膜である
ことから、下記の様に、大変多くの利点を有するもので
ある。すなわち、 A 窒素雰囲気中で行う非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けにおける 1.複雑な製品形状に組み立ててからのフラックス塗布
・乾燥から生ずるという生産性阻害要因を排除し、 2.連続炉を用いる場合に水分が乾燥炉からろう付け炉
に持ち込まれることによっておこるろう付け性低下を防
止し、 3.フラックスを多めに塗布しがちになることによる、
ろう付け炉の汚染、このためのろう付け炉のクリーニン
グ、オーバーホールの頻度増加、コスト増加の不利の全
てを回避し、 4.さらには、ろう付け温度でフラックスが液相になる
ことによる、ろう付け後の製品表面の外観不良、その後
の表面処理への悪影響を排除し、 5.処理のための大がかりな設備を不要とし、 6.構成部材へのMg含有アルミニウム合金を使用可能
とした。さらにまた、 B 真空ろう付け時の 1.ろう材中に多量のMg等のゲッター材を添加するこ
と無しにろう付けを可能にすることによりろう付け炉の
汚染を防止し 2.あるいは、ろう付け直前での非効率的な表面処理を
不要となし、生産の効率を向上できる。
可能にしたことにより、また、この化成処理皮膜が、経
時変化の少ない、ろう付け時に固相のままの皮膜である
ことから、下記の様に、大変多くの利点を有するもので
ある。すなわち、 A 窒素雰囲気中で行う非腐食性弗化物系フラックスろ
う付けにおける 1.複雑な製品形状に組み立ててからのフラックス塗布
・乾燥から生ずるという生産性阻害要因を排除し、 2.連続炉を用いる場合に水分が乾燥炉からろう付け炉
に持ち込まれることによっておこるろう付け性低下を防
止し、 3.フラックスを多めに塗布しがちになることによる、
ろう付け炉の汚染、このためのろう付け炉のクリーニン
グ、オーバーホールの頻度増加、コスト増加の不利の全
てを回避し、 4.さらには、ろう付け温度でフラックスが液相になる
ことによる、ろう付け後の製品表面の外観不良、その後
の表面処理への悪影響を排除し、 5.処理のための大がかりな設備を不要とし、 6.構成部材へのMg含有アルミニウム合金を使用可能
とした。さらにまた、 B 真空ろう付け時の 1.ろう材中に多量のMg等のゲッター材を添加するこ
と無しにろう付けを可能にすることによりろう付け炉の
汚染を防止し 2.あるいは、ろう付け直前での非効率的な表面処理を
不要となし、生産の効率を向上できる。
Claims (7)
- 【請求項1】アルミニウム材の表面に弗化アルミニウム
皮膜が0.001μm〜5μm形成されていることを特
徴とするろう付け用アルミニウム材。 - 【請求項2】アルミニウム材を0.01%〜40%の濃
度の弗化アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で
1秒〜20分処理することを特徴とするろう付け用アル
ミニウム材の製造方法。 - 【請求項3】アルミニウム材を0.01%〜40%の濃
度の弗化アンモニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロ
ム酸の1種又は2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の
合計で0.01%〜40%とを含む水溶液で、5℃〜7
0℃の温度で1秒〜20分処理することを特徴とするろ
う付け用アルミニウム材の製造方法。 - 【請求項4】アルミニウム材を、コイル又は平坦な切り
板の状態で、0.01%〜40%の濃度の弗化アンモニ
ウム水溶液で、5℃〜70℃の温度で1秒〜20分処理
し、その後必要な加工後、仮組立して非酸化性雰囲気中
でろう付けすることを特徴とするろう付け方法。 - 【請求項5】ろう材として通常のAl−Si系合金を用
い、かつ、構造部材として0.2%をこえたMgを含有
するアルミニウム合金を少なくとも一部に用いて構成さ
れるろう付け品の、少なくともろう材およびろう材と接
してフィレットの形成に寄与する部材表面を、それぞれ
コイル又は平坦な切り板の状態で、0.01%〜40%
の濃度の弗化アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃の温
度で1秒〜20分処理し、その後必要な加工後、仮組立
して窒素雰囲気ろう付けすることを特徴とするろう付け
方法。 - 【請求項6】ろう材としてMgを全くあるいは0.5%
未満しか含有しないAl−Si系ろう材を用いてろう付
けされるろう付け品の、少なくともろう材およびろう材
と接してフィレットの形成に寄与する部材表面を、それ
ぞれコイル又は平坦な切り板の状態で、0.01%〜4
0%の濃度の弗化アンモニウム水溶液で、5℃〜70℃
の温度で1秒〜20分処理し、その後必要な加工後、仮
組立して真空ろう付けすることを特徴とするろう付け方
法。 - 【請求項7】水溶液が0.01%〜40%の濃度の弗化
アンモニウムを含み、硝酸、硫酸、燐酸、クロム酸の1
種又は2種以上を弗化物を除くこれら無機酸の合計で
0.01%〜40%とを含む水溶液であることを特徴と
する請求項4,5,6記載のろう付け方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34246193A JP2510950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ろう付け用アルミニウム材、その製造方法、およびろう付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34246193A JP2510950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ろう付け用アルミニウム材、その製造方法、およびろう付け方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07164138A true JPH07164138A (ja) | 1995-06-27 |
JP2510950B2 JP2510950B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=18353923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34246193A Expired - Lifetime JP2510950B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ろう付け用アルミニウム材、その製造方法、およびろう付け方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2510950B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008144195A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Sankyo Tateyama Aluminium Inc | アルミニウム材の表面処理方法 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP34246193A patent/JP2510950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008144195A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Sankyo Tateyama Aluminium Inc | アルミニウム材の表面処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2510950B2 (ja) | 1996-06-26 |
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