JPS61103674A - 耐食性に優れたアルミニウムろう付品の製造方法 - 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 この発明は耐食性に優れたアルミニウムろう付品の製造
方法、特にろう付性様によるアルミニウム製熱交換器の
製造に好適に用いられるアルミニウムろう付品の製造方
法に関する。

なお、この明細書においてアルミニウムの用語は、その
合金を含む意味において用いる。

従来の技術及び問題点 従来、自動車用ラジェーター、カークーラー用エバポレ
ーターあるいはコンデンサー等のアルミニウム製熱交換
器を、フラックスろう付性様によって製造する場合、塩
化亜鉛等を添加した塩化物系のフラックスを用いて熱交
換器用構成部材をろう付接合する方法が知られている。

これはろう付により各部材の接合と同時に、亜鉛をろう
付加熱により前記構成部材の表面に析出させ、かつ該部
材中に拡散せしめて、その亜鉛拡散層の犠牲ｒ９Ｊ極効
果により熱交換器の耐食性の向上を併せて期待するため
である。

しかしながら、このような方法では、使用するフラック
スが本質的に水溶性であり、強い吸湿性を有しているた
めに、ろう付模速やかにフラックスの残漬を洗浄除去す
る必要があり、このために設備費が高くなると共に、工
程が複雑化して多大の作業負荷がかかる欠点があった。

かつもちろんフラックス残漬の除去が不完全であると腐
食のおそれがあった。しかも、フラックス中に含まれる
少量の亜鉛成分を利用して拡散層を形成するものである
ため、充分な拡散層を形成することができないのみなら
ず、熱交換器のような複雑な組立物ではフラックスの均
一塗布が困難であるため亜鉛拡散層も場所によって不均
一なものとなり、従って、充分な防食効果を発揮し得る
ものではなかった。

一方、上記のようなフラックス洗浄を不要とするろう付
方法として、亜鉛−やフッ化亜鉛等を添加したフルオロ
アルミニウム錯塩（Ｋ３　ＡｇＦ２及びＫＡρＦａ　）
を組成物とする非腐食性のフッ化物系の７ラツクスを用
いてろう付けする方法も提案されている（例えば特開昭
５６−１６０８６９号）が、フラックス中の亜鉛成分を
利用して亜鉛拡散層を形成するものであることにかわり
ないｌｃめ、防食効果の点で依然問題を残すものであっ
た。しがも、このろう付は方法において（ま、使用され
るべきフラックスの製造簡易性の点でも問題を有するも
のであった。

即ち、このろう付は方法は、実際に工業的に生産して使
用に供されるようなフラックスでは、その組成比率が一
般に、なるべく融点の低いＫＡＱＦ４とに３ＡΩＦ６の
共晶点に近い範囲内で設定されるのが実情である。これ
は、フラックスの融点は使用ろう材との関係でろう材の
融点よりも１０℃〜２０℃程度低い方が好ましく、更に
この範囲においてはより低い方が実用上好ましいという
一般的要請に基づくものであるが、このような組成比率
を実現するフラックスの製造方法としては、多くの場合
、ＡＱＦ３とＫＦとを出発物質とし、該出発物質をその
共晶混合物であるＫＡＱＦ４とに３　ＡｇＦ２とが上記
の所期する比率となるような適正な比率で乾燥状態にて
混合し、この混合物を一旦溶融し、ざらにその溶融混合
物を冷却凝固せしめて製造する方法が採用されているた
め、工数が多く調製が面倒であるというような問題があ
った。

この発明は、上記のような諸事項に鑑み、調製簡易な非
腐食性フラックスの開発により、脱フラツクス処理を不
要にするとともに、アルミニウム材の犠牲防食効果に優
れたものとなし、可及的簡単かつ低コストの操作で耐食
性に優れたアルミニウムろう付品の製造方法を提供しよ
うとするものである。

問題点を解決するための手段 即ち、この発明に係る耐食性に優れたアルミニウムろう
付品の製造方法は、アルミニウムよりなる接合部材の表
面の一部あるいは全部に亜鉛を０．６〜１０ｇ／ｍ析出
させたのち、ＫＡＮＦ＋　：８０〜９９．８ｗｔ％、Ｋ
Ｆ　：　２０−０゜２ｗｔ％の混合物よりなるフラック
スを水等の液体中に懸濁させた懸濁液を前記接合部材に
塗布しかつ乾燥し、その後非酸化性雰囲気中で所定湿度
に加熱し、接合用ろう材を溶融してろう付することを特
徴とするものである。

この発明においては、まず、アルミニウムよりなる接合
部材の表面の一部あるいは全部に亜鉛を０．６〜１０ｙ
／Ｔｄ析出させるものとする。

亜鉛析出量を前記範囲に限定したのは、析出量が１０９
／ｍを超えると、ろう付後表面亜鉛濃度が高くなる結果
、初期腐食が早くなり儀牲防食期間が却って短縮される
ためであり、また０゜６　ｅｊ／ｍ未満では逆に表面亜
鉛濃度が低下して充分な犠牲防食効果が得られないため
である。

亜鉛析出法としては、化学置換メッキ、電気メッキ、溶
融メッキ等、公知の方法のうちのいずれを採用しても良
い。

ろう付はこの亜鉛析出後に行うものとする。

このろう付に用いるフラックスはＫＡＱＦ４　：８０〜
９９，８ｗｔ％とＫＦ：２０〜０．２ｗｔ％との混合物
である。ＫＡＱＦ４にＫＦを添加するのは、フラックス
の融点を低いものとしてろう付加熱時にフラックスを有
効に作用せしめ１９るためであり、ＫＦが許容下限値未
満ではその効果に乏しく、逆に許容上限値を超えて過多
に混合された場合にも融点の上昇を招いて良好なろう付
を行うことができなくなるとともに、甚しくはフラック
スの反応１ｆｌｌｌｆｆｉが接合部材とじてのアルミニ
ウムの融点以上になってろう付自体が不可能になるおそ
れがある。このフラックスの調製はＫＡｌＦ４とＫＦと
を上記比率で混合することにより行われるが、ＫＡｌＦ
３　、ＫＦとも市販品として取引され入手が容易である
ことから、調製の簡易性の点で、一般的にＡＱＦ３及び
ＫＦを出発物として製造されるフルオロアルミニウム錫
塩（Ｋｌ　Ａ塁Ｆ６及びＫＡＱＦ４）を組成物とするフ
ッ化物系フラックス等に較べて極めて有利である。しか
もこの発明に用いられるフラックスは、ろう付後の残漬
が非腐食性であるため、脱フラツクス処理を施さなくと
も製品の耐食性に何ら影響を与えるものではない。

ろう付を行うに際し、上記フラックス成分は、これを水
等の液体中にスラリーの形で懸濁して使用し、この懸濁
液をアルミニウムからなる接合部材の少なくともいずれ
か一方に均一に塗布する。この液中への懸濁および塗布
を行い易くし、ひいてはろう付性を良好にするために、
フラックス成分の粉末粒径は、概ね２００ｕＴｒＬ以下
のものとするのが良い。また上記の塗布の手段は、噴霧
あるいははけ塗り等を適用することも可能であるが、量
産性に適した均一な塗布手段として浸漬法を用いること
が准促される。

アルミニウムからなる接合部材は、上記フラックスの塗
布後これを乾燥させ、次いで接合部材より融点の低いア
ルミニウム合金ろう材を用いて、不活性ガス雰囲気等の
非酸化性雰囲気中で、上記接合部材の融点より低く、か
つフラックスの融点よりも高い約５８０〜６２０℃に加
熱することにより、ろう材を溶融してろう付接合が達成
される。上記ろう材にはＳｉ含含有的約４５〜１３，５
ｗｔ％程度のＡρ−３ｉ系合金が用いられるのが普通で
あり、該ろう材は作業性の点から、通常接合されるべき
部材の少なくとも一方のアルミニウム製構成部材にクラ
ッドして使用されるものである。このろう何工程にあけ
る加熱とともに、アルミニウム材の表面に析出した亜鉛
は、アルミニウム材の中心部に向つて拡散し、アルミニ
ウム材表面に均一かつ充分な亜鉛拡散層が形成される。

この拡散層の層厚は、防食効果の点から５０ＬｔＴｒＬ
以上とするのが望ましい。

発明の効果 上述のようなこの発明の実施によれば、アルミニウム材
の表面に亜鉛を析出させた後、ろう付を行うものである
から、ろう何工程における加熱によりアルミニウム材の
表面に均一かつ充分な亜鉛拡散層を形成でき、この亜鉛
拡散層の犠牲陽極効果により熱交換器等のアルミニウム
ろう骨品の耐食性を著しく向上し得る。

加えてこの発明では、フラックスとしてＫＡｌＦ４とＫ
Ｆとの混合物を用いることにより、アルミニウム材の極
めて良好なろう付接合を達成しうる。即ち該フラックス
が接合部表面の酸化物破壊作用、ろう材の濡れ拡がり促
進作用等において優れたフラックス作用を示し、強固な
ろう封接合部の形成を可能とし、特に真空ろう付に較べ
て優れたろう付性を発揮しうる。しかもこの発明に用い
るフラックスは、ろう付後の残漬が非腐食性のものであ
るため、従来の塩化物系フラックスを用いる場合のよう
に、ろう付後フラックス残渣を洗浄除去する必要性がな
くなるので、一連のろう付作業工程の簡素化、ひいては
製造コストの低減化をはかりつつ一層耐食性に優れた完
全な接合状態のアルミニウムろう付は製品の製造を可能
とする。

さらにこの発明に用いるフラックスは、ＫＡｌＦ４　、
ＫＦとも市販品として単体で入手容易であることから、
これらを出発物として混合することにより容易に調製可
能であるから、ＡＱＦ３、ＫＦを出発物とする従来のに
３ＡＱＦｓ−ＫＡρＦ４系フラックスのような複雑な調
製工程を必要とせず、その調製を簡易に行いつる効果を
も秦するものである。

実施例 次に、この発明の利点を明らかにするために、そのいく
つかの実施例を種々の比較例との対比において示す。

Ａｌ１００合金からなる肉Ｗ０．８ｍｍの中空扁平状押
出しチューブ材を、直管部を有する蛇行状に曲成すると
共に、該チューブ材を挾んで両側にＡ１１００合金から
なる厚さ１．Ｏ１／ｌＩｎの側板を配置し、次いでＢＡ
１２で表わされる厚さ０．１４５ｍの両面プレージング
シート（Ａ３００３合金芯材の両面に、Ａ４３４３合金
皮材を片面クラツド率１０％でクラッドしたもの）から
なるコルゲートフィン材を前記側板と押出しチューブ材
との間及びチューブ材の直管部どうしの間に介在せしめ
てＩＪ−−ベンタイン型熱交換器に組立てた。

そして、上記熱交換器組立物をＮａＯＨ：３００ｇ／Ｑ
、Ｚｎ　Ｏ：　６０ｇ／Ｑを含有する２７℃の水溶液中
に浸漬して、下表の試料Ｎ０１１〜７に示す量の亜鉛を
それぞれ析出せしめ、水洗した。

次いで、同じく下表の試料Ｎ０．１〜７に示す各種組成
のフラックスに水を加えて濃度１０％の懸濁液とし、こ
の懸濁液中に、亜鉛を析出させた上記各熱交換器組立物
を浸漬し、乾燥した。

然る後、上記各組立物をＮ２ガスにて、露点−４０℃に
調整した炉中で、６０５℃×５分間加熱し、ろう付けを
行い、その後トーチによりＡ７Ｎ○１ユニオンを所定ケ
所にろう付けしてカークーラー用熱交換器を１ｑた。

そして、上記により得られた各熱交換器のろう付は状態
を調べ°ると共に、その耐食性を調べるためＪ　ｌ５−
Ｈ−８６８１に基づくキャス試験を実施した。その結果
を同表に示す。

［以下余白］ ろう付は状態：Ｏ・・・良好 ×・・・不良 この結果から明らかなように、本発明実施品である試料
Ｎ０１１〜４の場合においては、ろう付は状態も良好で
、チューブ材に貫通孔が発生するまでの時間が２０００
時間以上にも及び耐食性に優れたものであった。これに
対し、Ｚｎ析出邑が本発明範囲に達しない試料Ｎ０．５
の場合においては、ろう付は状態は良好であったものの
６８０時間でチューブ材に貫通孔が発生するものであっ
た。また７ｎ析出量が本発明範囲を超えた試料Ｎ０１６
の場合においては、初期腐食が激しく、１００時間でフ
ィン材に甚しい侵食状態が呈されるものであった。また
、フラックス組成が本発明範囲を逸脱する試料Ｎ０９７
の場合においては、ろう付は自体が不可能なものであっ
た。

一方、ＺｎＦ含有フッ化物系フラックスを用いた従来法
との比較では次のとうりであった。

表中の試料Ｎ００８に示す組成のＺｎＦ含有含有フッ化
物系ブランクス濃度１０％の水性懸濁液とし、該液に７
−ｎ析出処理を行っていない前記チューブ材とフィン材
との組立物を浸漬、乾燥した後、前記と同一の条注でろ
う付けを行ない熱交換器を得た。この熱交換器のろう付
は状態は良好なものであったが、キャス試験においては
約５９０時間でチューブ材に貝通孔が発生するものであ
った。

以上の結果より、本発明によればろう付は状態も良好で
耐食性にも極めて優れた熱交換器を製作しうろことを確
認し得た。

以上 ３８７一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウムよりなる接合部材の表面の一部あるいは全
   部に亜鉛を０．６〜１０ｇ／ｍ＾２析出させたのち、Ｋ
   ＡｌＦ＿４：８０〜９９．８ｗｔ％、ＫＦ：２０〜０．
   ２ｗｔ％の混合物よりなるフラックスを水等の液体中に
   懸濁させた懸濁液を前記接合部材に塗布しかつ乾燥し、
   その後非酸化性雰囲気中で所定温度に加熱し、接合用ろ
   う材を溶融してろう付することを特徴とする耐食性に優
   れたアルミニウムろう付品の製造方法。