JPH07328792A - アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 - Google Patents
アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法Info
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- JPH07328792A JPH07328792A JP6145454A JP14545494A JPH07328792A JP H07328792 A JPH07328792 A JP H07328792A JP 6145454 A JP6145454 A JP 6145454A JP 14545494 A JP14545494 A JP 14545494A JP H07328792 A JPH07328792 A JP H07328792A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる鋳
物等の部材を他の部材と接合し、高い接合強度の接合体
を提供する。 【構成】アルミニウム又はアルミニウム合金よりなる一
部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラミック
スよりなる他の部材との間にＡｌ、Ｓｉ及びＣｕを主成
分とするろう材を介在させて両者を接合した後、そのろ
う材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特徴とす
る。
物等の部材を他の部材と接合し、高い接合強度の接合体
を提供する。 【構成】アルミニウム又はアルミニウム合金よりなる一
部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラミック
スよりなる他の部材との間にＡｌ、Ｓｉ及びＣｕを主成
分とするろう材を介在させて両者を接合した後、そのろ
う材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【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方法に関し、更に詳しくはアルミニ
ウム鋳造材どうしあるいはセラミックスとアルミニウム
鋳造材のろう付に関する。このろう付け方法は、ロッカ
ーアーム、バルブリフタ、シリンダーブロック、マニホ
ールド、ラジエータフィン等の自動車部品、船舶、鉄道
車両等に好適に利用され得る。
ニウム合金のろう付方法に関し、更に詳しくはアルミニ
ウム鋳造材どうしあるいはセラミックスとアルミニウム
鋳造材のろう付に関する。このろう付け方法は、ロッカ
ーアーム、バルブリフタ、シリンダーブロック、マニホ
ールド、ラジエータフィン等の自動車部品、船舶、鉄道
車両等に好適に利用され得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金よりなる部材を他の部材と接合する場合に用いら
れるろう材としてはＡｌ−Ｓｉ系の合金が広く用いられ
ている。その理由は、この系が、５８０℃の共晶点を有
し、一般的な他のアルミニウム合金に比べて融点が低い
こと、また溶融時の流動性が良いこと、更には接合部の
耐食性も高いことなどの利点を有するからである。
ム合金よりなる部材を他の部材と接合する場合に用いら
れるろう材としてはＡｌ−Ｓｉ系の合金が広く用いられ
ている。その理由は、この系が、５８０℃の共晶点を有
し、一般的な他のアルミニウム合金に比べて融点が低い
こと、また溶融時の流動性が良いこと、更には接合部の
耐食性も高いことなどの利点を有するからである。
【０００３】一方、アルミニウム合金鋳物についても、
鋳造時の溶湯流動性の見地からＡｌ−Ｓｉ系合金が選定
されることが多い。従って、接合される部材としての鋳
物と接合に用いる前記ろう材とで融点がほぼ同じである
ため、事実上アルミニウム鋳物のろう付は不可能であ
る。ただし、ろう材側のＡｌ−Ｓｉ系合金にＣｕを添加
し、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ３元共晶の組成を選択すれば、ろ
う材の液相点が５３０℃程度まで低下するため、ろう付
け時に鋳物が溶けることはなく、融点の関係からはＡｌ
−Ｓｉ系鋳物のろう付は可能である。
鋳造時の溶湯流動性の見地からＡｌ−Ｓｉ系合金が選定
されることが多い。従って、接合される部材としての鋳
物と接合に用いる前記ろう材とで融点がほぼ同じである
ため、事実上アルミニウム鋳物のろう付は不可能であ
る。ただし、ろう材側のＡｌ−Ｓｉ系合金にＣｕを添加
し、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ３元共晶の組成を選択すれば、ろ
う材の液相点が５３０℃程度まで低下するため、ろう付
け時に鋳物が溶けることはなく、融点の関係からはＡｌ
−Ｓｉ系鋳物のろう付は可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ３元共晶は、Ｃｕの含有量が１３原子％程度
と多いため、接合部にＡｌ2Ｃｕなどの脆い金属間化合
物相を形成し、充分なろう付強度が得られない。この発
明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金からな
る鋳物等の部材を他の部材と接合し、高い接合強度の接
合体を提供することにある。
Ｓｉ−Ｃｕ３元共晶は、Ｃｕの含有量が１３原子％程度
と多いため、接合部にＡｌ2Ｃｕなどの脆い金属間化合
物相を形成し、充分なろう付強度が得られない。この発
明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金からな
る鋳物等の部材を他の部材と接合し、高い接合強度の接
合体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、この発明のアルミニウム又はアルミニウム合金のろ
う付方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりな
る一部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラミ
ックスよりなる他の部材との間にＡｌ、Ｓｉ及びＣｕを
主成分とするろう材を介在させて両者を接合した後、そ
のろう材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特徴
とする。
に、この発明のアルミニウム又はアルミニウム合金のろ
う付方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりな
る一部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラミ
ックスよりなる他の部材との間にＡｌ、Ｓｉ及びＣｕを
主成分とするろう材を介在させて両者を接合した後、そ
のろう材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特徴
とする。
【０００６】
【作用】この方法によれば、ろう付後に接合面に生成し
た脆い金属間化合物相を分解し、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる鋳物等の部材中に拡散させること
ができるため、接合面の機械的特性が向上する。
た脆い金属間化合物相を分解し、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる鋳物等の部材中に拡散させること
ができるため、接合面の機械的特性が向上する。
【０００７】拡散焼鈍は、ろう付後一旦室温まで冷却し
てから再度加熱して実施しても良いし、ろう付後室温ま
で冷却する過程で所定温度に保持することによって実施
しても良い。拡散焼鈍の条件はろう材の固相点以下で金
属間化合物の分解が起こる温度以上であればどの様な条
件でも良いが、あまり温度が低いと拡散速度が遅いため
処理に長時間を要するから、製造工数の見地からは温度
が高い方が望ましい。具体的には４００℃〜５００℃程
度が好ましい。
てから再度加熱して実施しても良いし、ろう付後室温ま
で冷却する過程で所定温度に保持することによって実施
しても良い。拡散焼鈍の条件はろう材の固相点以下で金
属間化合物の分解が起こる温度以上であればどの様な条
件でも良いが、あまり温度が低いと拡散速度が遅いため
処理に長時間を要するから、製造工数の見地からは温度
が高い方が望ましい。具体的には４００℃〜５００℃程
度が好ましい。
【０００８】用いるろう材の組成は、原子％で実質的に
Ｓｉ４〜６．５％、Ｃｕ１２〜１５％及び残部Ａｌが望
ましい。この組成範囲はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ３元系の共晶
近傍の組成で、５４０℃以下まで液相点が低下する組成
である。従って、不可避不純物を除けば、上記３成分の
みからなるのが望ましい。ただし、上記組成に更にＺｎ
を８％以下含むろう材でもよい。Ｚｎの添加により、ろ
う材の液相点を５１０℃程度まで低下させることができ
るからである。８％以下としたのは、８％を超えると逆
に接合強度が低下するからである。なお、ろう材に含ま
れる不可避不純物とはＦｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等である
が、これらの総量は通常１％以下であり、この発明の作
用に影響を及ぼす程ではない。
Ｓｉ４〜６．５％、Ｃｕ１２〜１５％及び残部Ａｌが望
ましい。この組成範囲はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ３元系の共晶
近傍の組成で、５４０℃以下まで液相点が低下する組成
である。従って、不可避不純物を除けば、上記３成分の
みからなるのが望ましい。ただし、上記組成に更にＺｎ
を８％以下含むろう材でもよい。Ｚｎの添加により、ろ
う材の液相点を５１０℃程度まで低下させることができ
るからである。８％以下としたのは、８％を超えると逆
に接合強度が低下するからである。なお、ろう材に含ま
れる不可避不純物とはＦｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等である
が、これらの総量は通常１％以下であり、この発明の作
用に影響を及ぼす程ではない。
【０００９】
−実施例１− ２０ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍの表１にＪＩＳ形式で示
すアルミニウム合金製部材１，２を準備し、２０ｍｍ×
１５ｍｍの面を接合面とした。また、表１に示す組成・
固相点のろう材を準備し、これを溶かして、回転するＣ
ｕ製水冷ロール上に流すこと（液体急冷却法）によっ
て、厚さ１００μｍの箔とした。部材１、箔状ろう材及
び部材２を順に重ね合せ、治具に固定し、炉内に配置
し、表１に示す条件で３０分間保持し、室温まで冷却す
ることによって、ろう付を行った。得られた接合体につ
き、さらに表１中に示す条件で且つ大気中で拡散焼鈍し
た。比較のために、ろう付までの工程を全く同じにして
拡散焼鈍を省略した接合体も作製した。これらの接合体
の継手強度を確認するため、剪断試験により強度の評価
を行った。結果を表１に併せて示す。
すアルミニウム合金製部材１，２を準備し、２０ｍｍ×
１５ｍｍの面を接合面とした。また、表１に示す組成・
固相点のろう材を準備し、これを溶かして、回転するＣ
ｕ製水冷ロール上に流すこと（液体急冷却法）によっ
て、厚さ１００μｍの箔とした。部材１、箔状ろう材及
び部材２を順に重ね合せ、治具に固定し、炉内に配置
し、表１に示す条件で３０分間保持し、室温まで冷却す
ることによって、ろう付を行った。得られた接合体につ
き、さらに表１中に示す条件で且つ大気中で拡散焼鈍し
た。比較のために、ろう付までの工程を全く同じにして
拡散焼鈍を省略した接合体も作製した。これらの接合体
の継手強度を確認するため、剪断試験により強度の評価
を行った。結果を表１に併せて示す。
【００１０】
【表１】 表１にみられるように、拡散焼鈍を実施した接合体の接
合部は、被接合部材の剪断強度並みの剪断強度を有する
のに対し、焼鈍なしの接合体の接合部は低強度であっ
た。
合部は、被接合部材の剪断強度並みの剪断強度を有する
のに対し、焼鈍なしの接合体の接合部は低強度であっ
た。
【００１１】−実施例２− ２０ｍｍ×１５ｍｍ×５ｍｍの表２に示すセラミックス
製部材３及び２０ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍの表２にＪ
ＩＳ形式で示すアルミニウム合金製部材４を準備した。
部材３については、Ｎｏ．１０のＡｌ2Ｏ3とＮｏ．１２
のＺｒＯ2に対しては接合面にＭｏ−Ｍｎメタライズを
施した後、電解Ｎｉメッキを施した。また、Ｎｏ．１１
とＮｏ．１３のＳｉ3Ｎ4に対してはスパッタにてＳｉ3
Ｎ4側から順にＴｉ１０００オングストローム、Ｍｏ２
０００オングストローム、Ｎｉ５０００オングストロー
ムの金属薄膜メタライズを施した。別途、実施例１と同
様に液体急冷却法にて表２に示す組成の箔状ろう材を作
製した。そして、これら部材３、箔状ろう材及び部材４
を順に重ね合わせ、治具で固定して、炉内に配置し、表
２に示す条件で１時間保持することによって、ろう付を
行い、続いてろう付け温度から室温まで冷却する過程で
４５０℃に所定時間保持することによって拡散焼鈍を行
った。比較のために拡散焼鈍を省略した以外は本例と同
一製造方法の接合体も作製した。得られた接合体を剪断
試験で評価した結果を表２に示す。
製部材３及び２０ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍの表２にＪ
ＩＳ形式で示すアルミニウム合金製部材４を準備した。
部材３については、Ｎｏ．１０のＡｌ2Ｏ3とＮｏ．１２
のＺｒＯ2に対しては接合面にＭｏ−Ｍｎメタライズを
施した後、電解Ｎｉメッキを施した。また、Ｎｏ．１１
とＮｏ．１３のＳｉ3Ｎ4に対してはスパッタにてＳｉ3
Ｎ4側から順にＴｉ１０００オングストローム、Ｍｏ２
０００オングストローム、Ｎｉ５０００オングストロー
ムの金属薄膜メタライズを施した。別途、実施例１と同
様に液体急冷却法にて表２に示す組成の箔状ろう材を作
製した。そして、これら部材３、箔状ろう材及び部材４
を順に重ね合わせ、治具で固定して、炉内に配置し、表
２に示す条件で１時間保持することによって、ろう付を
行い、続いてろう付け温度から室温まで冷却する過程で
４５０℃に所定時間保持することによって拡散焼鈍を行
った。比較のために拡散焼鈍を省略した以外は本例と同
一製造方法の接合体も作製した。得られた接合体を剪断
試験で評価した結果を表２に示す。
【００１２】
【表２】 表２にみられるように、いずれも拡散焼鈍により強度が
向上している。また、拡散焼鈍した本発明例の破断形態
は接合面を起点としているものの破断面がセラミック製
部材３内部に進行しているのに対し、焼鈍なしの比較例
は全面が接合面での破断であった。これにより比較例の
接合体は接合界面に脆弱な相が存在することが推測され
た。
向上している。また、拡散焼鈍した本発明例の破断形態
は接合面を起点としているものの破断面がセラミック製
部材３内部に進行しているのに対し、焼鈍なしの比較例
は全面が接合面での破断であった。これにより比較例の
接合体は接合界面に脆弱な相が存在することが推測され
た。
【００１３】
【発明の効果】本発明によるろう付け法を用いれば、融
点の低いＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金をろうとして用いて、
かつ脆い金属間化合物の存在を抑えた接合体を得ること
ができるため、これまでろう付が不可能であったＡｌ−
Ｓｉ系鋳造材のろう付も可能となった。
点の低いＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金をろうとして用いて、
かつ脆い金属間化合物の存在を抑えた接合体を得ること
ができるため、これまでろう付が不可能であったＡｌ−
Ｓｉ系鋳造材のろう付も可能となった。
Claims (7)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金より
なる一部材とアルミニウム、アルミニウム合金又はセラ
ミックスよりなる他の部材との間にＡｌ、Ｓｉ及びＣｕ
を主成分とするろう材を介在させて両者を接合した後、
そのろう材の固相点以下の温度で拡散焼鈍することを特
徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方
法。 - 【請求項２】 ろう材が、実質的にＳｉ４〜６．５原子
％、Ｃｕ１２〜１５原子％及び残部Ａｌよりなる請求項
１に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項３】 更にＺｎを８原子％以下含有する請求項
２に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項４】 拡散焼鈍が、接合層に形成された金属間
化合物の分解温度以上で行われる請求項１〜３のいずれ
かに記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項５】 拡散焼鈍が、接合後に一旦室温まで冷却
し、所定温度に加熱することにより行われる請求項１〜
４のいずれかに記載のアルミニウム又はアルミニウム合
金のろう付け方法。 - 【請求項６】 拡散焼鈍が、接合後の冷却過程で所定温
度に保持することにより行われる請求項１〜４のいずれ
かに記載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付
け方法。 - 【請求項７】 アルミニウム又はアルミニウム合金より
なる一部材が、鋳物である請求項１〜６のいずれかに記
載のアルミニウム又はアルミニウム合金のろう付け方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14545494A JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14545494A JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07328792A true JPH07328792A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3352233B2 JP3352233B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=15385608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14545494A Expired - Fee Related JP3352233B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | アルミニウム又はアルミニウム合金のろう付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352233B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012210646A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Nisshin Steel Co Ltd | 箔状ろう材 |
| CN102873422A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-01-16 | 北京科技大学 | 一种铝及铝合金与铜的扩散钎焊工艺 |
| CN102941416A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-27 | 芜湖沃多福新材料有限责任公司 | 一种无钎剂钎焊泡沫铝芯板的合金钎料及其制备方法 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP14545494A patent/JP3352233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012210646A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Nisshin Steel Co Ltd | 箔状ろう材 |
| CN102873422A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-01-16 | 北京科技大学 | 一种铝及铝合金与铜的扩散钎焊工艺 |
| CN102873422B (zh) * | 2012-10-18 | 2015-06-03 | 北京科技大学 | 一种铝及铝合金与铜的扩散钎焊工艺 |
| CN102941416A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-27 | 芜湖沃多福新材料有限责任公司 | 一种无钎剂钎焊泡沫铝芯板的合金钎料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3352233B2 (ja) | 2002-12-03 |
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Legal Events
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