JPH08112691A - フラックス含有Al合金ろう材 - Google Patents

フラックス含有Al合金ろう材

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JPH08112691A
JPH08112691A JP24650794A JP24650794A JPH08112691A JP H08112691 A JPH08112691 A JP H08112691A JP 24650794 A JP24650794 A JP 24650794A JP 24650794 A JP24650794 A JP 24650794A JP H08112691 A JPH08112691 A JP H08112691A
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JP
Japan
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flux
brazing
filler metal
alloy
powder
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Pending
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JP24650794A
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English (en)
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Masahiro Yoshida
正宏 吉田
Shoichi Sato
昭一 佐藤
Yasuhiro Osame
康弘 納
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Showa Aluminum Can Corp
Original Assignee
Showa Aluminum Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ろう付性に優れるとともに、加工性にも優れ
たフラックス含有Al合金ろう材を目的とする。 【構成】 フラックス含有Al合金ろう材は、Alまた
はAl−Si系合金からなり、長さ方向に2個以上の孔
2が形成された中空材1の前記孔2に、フラックス粉末
3と、必要に応じてろう材成分用の金属粉末とが充填さ
れ、フラックスを除くろう材成分中のSi含有量が3〜
15wt%に規定されるとともに、フラックスを除くろう
材成分とフラックスとの重量比が99.9:0.1〜7
0:30に規定されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウムまたは
その合金材、あるいはアルミニウム材と異種金属とのろ
う付に用いられるフラックス含有Al合金ろう材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミニウムまたはその合金材の
ろう付、あるいはアルミニウム材と異種金属とのろう付
は、接合部にろう材を供給するとともに、フラックス懸
濁液を接合部に塗布しこの状態で加熱するか、またはフ
ラックスをガス状にしてろう付炉の雰囲気中に供給しつ
つ加熱することにより行われていた。しかしながら、こ
のようなフラックスろう付では、ろう材とフラックスと
を別々に接合部に供給しなければならないために、ろう
付作業が面倒であること、フラックス供給量の均一化が
困難であること、過剰量のフラックスがろう付品やろう
付炉を汚染すること等の問題点があった。
【0003】そこで、これらの問題点を解決するため
に、Si含有量が3〜15wt%のAl−Si合金系ろう
材であって、該ろう材にフラックスを含有させたフラッ
クス含有Al合金ろう材が本出願人によって開発された
(例えば、特願平3−346994号、特願平4−50
31号に記載のろう材)。
【0004】このようなフラックス含有Al合金ろう材
は、例えば本出願人によって開発された次のような方法
で製造されている。
【0005】即ち、先ず、ろう材成分およびフラックス
成分であるAl粉末、Si粉末、Al−Si合金粉末、
KF−AlF共晶粉末等を粒度調整して良く乾燥さ
せ、これらを所定割合にて室温で良く混合攪拌する。次
いで、この混合粉末を円筒形の缶体等からなる容器に充
填し、480〜500℃程度の熱間で容器内を1Torr以
下で真空脱ガス後、容器を密封し、プレス等により加熱
圧粉すると粉末粒子が軟化接着するとともに圧粉体と容
器とが圧着されて一体化する。次いで、この圧粉成形体
の容器部分を切削除去し、大気中で加熱するとともに板
状等の所要形状に押出成形してフラックス含有Al合金
ろう材を得るというものである。そして、この得られた
ろう材は、アルミニウムマトリックス中にフラックスが
均一分散状態に存在した状態となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ろう材は接
合部に適した形状のものが必要であり、前述のフラック
ス含有Al合金ろう材の製造方法においては、圧粉成形
体を二次成形することにより所要形状を得ている。
【0007】しかしながら、フラックスはAl、Si等
のろう材成分よりも脆く、そのフラックスがマトリック
ス中に均一に分布している前記ろう材は伸びが悪く、形
状によっては所望形状に加工できないという問題点があ
った。例えば、細い棒状に成形し、さらに小径のリング
状に加工するとろう材が破断することがあった。
【0008】この発明は、前述されたような問題点を解
消することを目的として、ろう付性に優れるとともに、
加工性にも優れたフラックス含有Al合金ろう材を提供
しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明のフラックス含
有Al合金ろう材は、前記目的を達成するために、Al
またはAl−Si系合金からなり、長さ方向に2個以上
の孔(2) が形成された中空材(1) の前記孔(2) に、フラ
ックス粉末(3) と、必要に応じてろう材成分用の金属粉
末とが充填され、フラックスを除くろう材成分中のSi
含有量が3〜15wt%に規定されるとともに、フラック
スを除くろう材成分とフラックスとの重量比が99.
9:0.1〜70:30に規定されてなることを特徴と
するものである。
【0010】この発明のフラックス含有Al合金ろう材
において、フラックスを除くろう材成分は、前記中空材
(1) と必要に応じて中空材(1) の孔(2) に充填されるろ
う材成分用の金属粉末との合計組成によって決定され
る。従って、前記中空材(1) として、Al−Si系合金
製のみならずAl製のものも使用できる。また、Al−
Si系合金製のものを使用する場合も、その合金組成は
所期するろう材成分組成と完全に一致させる必要はな
く、ろう材成分用の金属粉末の充填によって組成調整を
行うことができる。ここで、ろう材成分用の金属粉末と
は、フラックスを除くAl、Si等のろう材成分を構成
する金属元素粉末を言い、具体的にはAlまたはSiの
単体粉末、またはAl−Si系合金粉末、あるいはこれ
らの混合粉末である。
【0011】前記フラックス含有Al合金ろう材のフラ
ックスを除くろう材成分において、Si含有量は、ろう
材としての適正な液相線温度を確保して良好なろう付を
実現するため、含有量は3〜15wt%とする必要があ
り、特に下限値を6wt%、上限値を12wt%とするのが
好ましい。なお、Siの他に、ろう材の融点調整や強度
向上等のために微量の他成分を添加しても良く、残部は
Alであり不可避不純物の存在も許容される。従って、
前記中空材(1) の材料であるAlまたはAl−Si系合
金には、Al、またはAlおよびSiの他に、任意添加
元素を含有しうる。また、充填されるろう材成分用の金
属粉末においても、任意添加元素を単体あるいは合金と
して含有しうる。
【0012】前記中空材(1) の孔(2) 数は2個以上であ
り特に個数の上限は定めないが、後述のフラックスとの
比率の関係で10個程度以下が良い。また、前記中空材
(1)は、所要の断面形状の押出材でも良く、また中実材
に孔(2) を穿設したものでも良い。また、フラックス粉
末等の充填作業の便宜上、孔(2) の一端部が封じられて
いても良い。ただし、Si含有量が10wt%を超えると
押出成形の困難性が増大し中空材(1) の製造コストが高
くなるため、押出形材を用いてSi含有量10wt%以上
のろう材を製造する場合は、ろう材の製造工程全体を考
慮すると充填粉末により成分調整をする方が容易にフラ
ックス含有Alろう材を製造できる。
【0013】この発明に使用するフラックス粉末(3)
は、その種類が特に限定されるものではなく、弗化物系
でも塩化物系でも使用できる。弗化物系フラックスとし
ては、ろう材の融点との関係で605℃以下で溶融する
ものが好ましく、一般式;KαAlα+3(αは1以上
の整数)で表されるKAlF,KAlFおよびK
AlF、KFとAlFとの混合物または共晶組成
物、フルオロアルミン酸カリウム錯体等を例示でき、こ
れらを1種または2種以上を混合して用いれば良い。ま
た、塩化物系フラックスとしては、595℃以下で溶融
し、ろう付部位の腐食を抑制する意味で吸湿性が小さい
ものが好ましく、具体的には、BaCl、NaCl、
KCl、ZnClを主成分とするものが良く、これら
を1種または2種以上を混合して用いれば良い。
【0014】前記フラックス含有Al合金ろう材におい
て、前記フラックスを除くろう材成分とフラックスとの
割合は重量比で99.9:0.1〜70:30の範囲と
しなければならない。これは、フラックスが99.9:
0.1よりも少なくなると十分なフラックス効果が発現
せずろう付が困難となり、一方70:30を超えてフラ
ックスが多くなってもフラックス効果が飽和するため増
量する意味がなくなるからである。フラックス量の好ま
しい下限値は99.9:0.1、上限値は85:15で
あり、特に好ましい下限値は98:2、上限値は90:
10である。なお、前記比率は、中空材(1) の孔(2) の
径寸法と数、フラックス粉末の充填密度によって調整可
能であるが、充填粉末に前記ろう材成分用の金属粉末を
配合することによっても調整することもできる。このよ
うにすれば、同一組成、同一形状の中空材(1) を用いて
フラックスの含有比率の異なるフラックス含有Al合金
ろう材を製造することができる。
【0015】この発明にかかるフラックス含有Al合金
ろう材は、一般的には、長さ方向に2個以上の孔(一端
底付き)のあいた中空ビレットの前記孔に、フラックス
粉末やろう材成分用の金属粉末を充填したのち、このビ
レットを棒状ないし線状に押出し、さらに要すれば引抜
いて製造される。このように製造することによって、電
縫管のような継目が中空体に存在することのない機械的
にも強固なろう材を提供できる。そして、ろう材供給部
の形状等に応じて、リング加工等の曲げ加工を施して、
あるいは曲げ加工を施すことなくろう付に供される。
【0016】
【作用】この発明のフラックス含有Al合金ろう材にお
いては、フラックス(3) は中空材(1) に形成された孔
(2) に充填されているため、孔(2) 以外の部分について
は、長さ方向の全域に、中空材(1) を構成する金属成分
のみが存在することになる。そのため、ろう材を曲げ加
工したときは、中空材(1) を曲げ加工したのと同じこと
になり、伸びが良く、破断することなく、所要形状に成
形することができる。なお、成形加工の際に、孔(2) 内
のフラックスが中空材(1) とともに伸びきらずに部分的
に破断したとしても、フラックス含有Al合金ろう材の
加工形状には影響がなく所要形状のろう材が得られる。
また、ろう付の際には、破断部分にも溶融したフラック
スが流れ込んで供給されるため、ろう付性に悪影響を及
ぼすこともない。
【0017】
【実施例】次に、この発明のフラックス含有Al合金ろ
う材の具体的実施例について説明する。
【0018】[実施例1]図2(A)(B)に示すよう
に、直径3インチ×長さ100mmのAl−10%Si合
金ビレット(10)に、直径17mmの一端底付き孔(20)を7
個穿設した。この孔(20)に、フラックスとして平均粒径
15μmの45.8%KF−54.2%AlF共晶粉
末を、前記ビレット(10)とフラックス粉末とが重量比で
80:20となるように充填した。そして、フラックス
粉末を充填したビレット(10)を直径10mmの棒状に押出
し、さらに引き抜いて直径2mmの細棒とした。最終的に
得たフラックス含有Al合金ろう材の断面形状(図1に
示す)は、フラックス粉末を充填した図2のビレットの
相似形となる。
【0019】[実施例2]図3に示すように、直径3イ
ンチ×長さ100mmのAl−10%Si合金ビレット(3
0)に、直径22mmの孔(40)を4個穿設した。この孔(40)
に、実施例1と同じ45.8%KF−54.2%AlF
共晶粉末を、前記ビレット(30)とフラックス粉末とが
重量比で80:20となるように充填した。そして、実
施例1と同様にビレット(30)を直径10mmの棒状に押出
し、さらに直径2mmの細棒に引き抜いた。最終的に得た
フラックス含有Al合金ろう材の断面形状は、フラック
ス粉末を充填した図3のビレット(30)の相似形となる。
【0020】[比較例(特願平3−346994号に記
載の方法)]まず、平均粒径44μmのAl粉末を72
wt%、平均粒径1μmのSi粉末を8wt%、実施例1と
同じ45.8%KF−54.2%AlF共晶粉末を2
0wt%の割合で混合した。そして、この混合粉末をA1
100からなる直径3インチ×高さ200mmの円筒形の
缶に充填して封缶し、前記容器を500℃の炉中に配置
し、缶の上部に設けた配管ピンチから脱ガスして1Torr
以下の真空下で加熱した。次いで、前記配管ピンチを溶
接して缶を密封し、480℃に保持して熱間プレスを用
いて最大圧力400トンにて熱圧成形したところ、混合
粉末の圧粉体は固形化されるとともに容器と実質的に一
体化されていた。このとき、プレスにより固形化された
容器は高さ110mmとなった。次いで、前記缶を切削除
去したのち、前記圧粉体を大気中で500℃に加熱して
直径2mmの線状に押出した。このフラックス含有Al合
金ろう材は、ろう材全体にフラックスが均一に分布して
いる。
【0021】前述の方法により製作したフラックス含有
Al合金ろう材は、いずれもフラックスを除くろう材成
分中のSi含有量が20wt%、ろう材成分とフラックス
成分との割合が重量比で80:20である。これらのフ
ラックス含有Al合金ろう材について、加工性、ろう付
性および伸びについて、次の方法により評価した。これ
らの評価結果を表1に示す。
【0022】[加工性]線状のフラックス含有Al合金
ろう材を内径5mmにリング加工したときの亀裂の有無に
ついて調べた。 [ろう付性]図4に示すように、JISA3003合金
からなる厚さ1mm×幅70mm×奥行50mmの平板(5) 上
にJISA3003合金からなる直径5mmの棒(6) を垂
直に立て、前記加工性試験においてリング加工したフラ
ックス含有Al合金ろう材(7) を置き、窒素ガス中で6
00℃×5分加熱してろう付した。接合部を目視観察し
てろう付性を評価した。なお、比較例はリング加工時に
破断したため、ろう付性を試験するに至らなかった。 [伸び]直径2mmφの細径棒に引張試験機で引張荷重を
加えることにより行い、伸び(%)を測定した。
【0023】
【表1】
【0024】表1の結果から、各実施例のフラックス含
有Al合金ろう材は、ろう付性はもとより、伸びが良く
加工性に優れていることを確認できた。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明のフラックス含
有Al合金ろう材は、AlまたはAl−Si系合金から
なり、長さ方向に2個以上の孔が形成された中空材の前
記孔に、フラックス粉末と、必要に応じてろう材成分用
の金属粉末とが充填され、フラックスを除くろう材成分
中のSi含有量が3〜15wt%に規定されるとともに、
フラックスを除くろう材成分とフラックスとの重量比が
99.9:0.1〜70:30に規定されてなるから、
フラックスは内部のみに存在して、孔以外の部分には伸
びの良い金属のみが存在することになる。このため、曲
げ加工等に際しては中空材を曲げ加工等するのと同じ状
態になるから、加工性が良く所望形状に加工することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるフラックス含有A
l合金ろう材を長さ方向に切断した状態の斜視図であ
る。
【図2】この発明にかかるフラックス含有Al合金ろう
材の実施例1に使用するビレットであり、(A)は斜視
図、(B)は(A)のB−B断面視図である。
【図3】この発明にかかるフラックス含有Al合金ろう
材の実施例2に使用するビレットの横断面図である。
【図4】ろう付性の試験方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…中空材 2…孔 3…フラックス粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 21/02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AlまたはAl−Si系合金からなり、
    長さ方向に2個以上の孔(2) が形成された中空材(1) の
    前記孔(2) に、フラックス粉末(3) と、必要に応じてろ
    う材成分用の金属粉末とが充填され、フラックスを除く
    ろう材成分中のSi含有量が3〜15wt%に規定される
    とともに、フラックスを除くろう材成分とフラックスと
    の重量比が99.9:0.1〜70:30に規定されて
    なることを特徴とするフラックス含有Al合金ろう材。
JP24650794A 1994-10-12 1994-10-12 フラックス含有Al合金ろう材 Pending JPH08112691A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010521308A (ja) * 2007-03-14 2010-06-24 サンドヴィック オスプレイ リミテッド ろう付け部材、ろう付け部材を造る方法、ろう付け方法、およびろう付け方法から造られる構成部品。
KR101372665B1 (ko) * 2011-12-26 2014-03-12 주식회사 포스코 고순도 실리콘 제조를 위한 플럭스 및 그 제조방법

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