JPS61195798A - Flux composition for brazing - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To remove easily a residual flux by incorporating specific components into a flux for brazing. CONSTITUTION:The flux is manufactured by pulverizing a mixture composed of K2SiF6 and AlF3 to grains of a prescribed size and mixing such pulverous powder with water to prepare the suspension. The suspension is stuck on the surface of an Al material by suitable means such as dipping, coating or spraying and is dried thoroughly in an atm. furnace kept in a prescribed temp. range, by which the moisture is removed. The brazing operation is thereafter executed in a furnace in which an inert gaseous atmosphere is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金の
部材をこれらより低融点のアルミニウム合金ろうを用い
てろう付する場合に用いられるろう付用フラツクス組成
物に関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a brazing flux composition used when, for example, aluminum or aluminum alloy members are brazed using an aluminum alloy solder having a lower melting point than these members. It is related to.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

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）材は、軽量で熱伝導性が良い等の特長を有してお
シ、各種の自動車部品及びラジェーター、コンデンサー
、エバポレーター等の自動車用熱交換器に利用されてい
る。Aluminum or aluminum alloy (hereinafter simply referred to as aluminum) has features such as being lightweight and having good thermal conductivity, and is used in various automobile parts and automobile heat exchangers such as radiators, condensers, and evaporators. There is.

そして、例えば熱交換器の大部分は多くの微小な個所を
接合する必要から主としてろう付によって組み立てられ
ており、このろう付手段としては例えば真空ろう付、不
活性ガス雰囲気ろう付、あるいはフラックスを用いての
炉中ろう付等がある。For example, most heat exchangers are assembled mainly by brazing because it is necessary to join many minute parts, and the brazing methods include vacuum brazing, inert gas atmosphere brazing, or flux. Furnace brazing, etc.

これらのろう付手段のうち真空ろう付は、フラックスを
使用しないので残留フラックスを除去する工程が省略さ
れるといったメリットがあるものの、装置が高価なこと
、及び完成品の腐食防止の為に貼り合わされている犠牲
陽極材（０，５〜２重量％のＺｎを添加したアルミニウ
ム合金材）の中のＺｎの多くが蒸発して失われることか
ら耐食性が不充分となり、他のコスト高な腐食防止手段
に頼らざるを得ないといった欠点がある。Among these brazing methods, vacuum brazing has the advantage of omitting the process of removing residual flux because it does not use flux, but the equipment is expensive and it is difficult to bond the finished product to prevent corrosion. Much of the Zn in the sacrificial anode material (aluminum alloy material with 0.5 to 2% Zn added) is lost by evaporation, resulting in insufficient corrosion resistance and requiring other costly corrosion prevention measures. There are drawbacks such as having to rely on

又、不活性ガス雰囲気ろう付は、上記の場合のよりなＺ
ｎの蒸発といったことがないものの、ろう付置前にアル
ミニウム材の表面酸化皮膜を除去する為のアルカリ洗浄
が必要であったり、用いる不活性ガスが一６０℃以下の
低露点のものであることが要求されたりすること等工程
が煩雑でコスト高な欠点がある。In addition, inert gas atmosphere brazing is more
Although there is no evaporation of n, it is necessary to perform alkaline cleaning to remove the surface oxide film of the aluminum material before brazing, and the inert gas used has a low dew point of 160°C or less. The drawback is that the process is complicated and the cost is high.

又、フラックスを用いての炉中ろう付の場合は、Ｚｎの
蒸発といった問題がなく、かつ隙間充填性を考慮したろ
う付性に優れているものの、完成品の腐食を促進する残
留フラックスの除去が困難であり、この為コスト高なも
のとなる欠点がある０〔発明の開示〕 本発明者は、犠牲陽極材中のＺｎの蒸発といった問題が
なく、かつろう付性に優れているものの、ろう付後にお
ける残留フラックスの点で問題がちるとされているフラ
ックスを用いての炉中ろう封手段についての研究を進め
ているうちに、フラックスの組成分としてに２ＳｉＦ、
とＡｌＦ３とを用いたものは、残留フラックスの問題が
極めて少ない、つまりろう付後の残留フラックスの除去
が容易であり、かつ残留フラックスによる腐食等の問題
が著しく少ないものとなることを見い出した。In addition, in the case of furnace brazing using flux, there is no problem such as evaporation of Zn and the brazing performance is excellent considering gap filling properties, but it is difficult to remove the residual flux that promotes corrosion of the finished product. [Disclosure of the Invention] The present inventor has found that although there is no problem such as evaporation of Zn in the sacrificial anode material and it has excellent brazing properties, While conducting research on furnace brazing means using flux, which is said to have a problem with residual flux after brazing, we discovered that 2SiF, 2SiF,
It has been found that the problem of residual flux is extremely small in the case of using aluminum and AlF3, that is, the residual flux can be easily removed after brazing, and problems such as corrosion caused by the residual flux are significantly reduced.

すなわち、　Ｋ２Ｓ１Ｆ、ｌとＡｌＦ３とを組成分とす
るフラックスを用いてろう付が行なわれた場合には、完
成品の種々の表面処理を行なう上で障害となる残留フラ
ックスの除去が容易であり、しかもフラックスが除去し
きれずに残留していてもこの残留フラックスの悪影響は
著しく少ないことを見い出したのである。That is, when brazing is performed using a flux containing K2S1F,1 and AlF3 as components, it is easy to remove the residual flux that becomes an obstacle when performing various surface treatments on the finished product. Furthermore, it has been found that even if the flux is not completely removed and remains, the negative effects of this residual flux are extremely small.

このようにに２ＳｉＦ、とＡｌＦ３とが用いられると優
れた効果を発揮するのは、次のような理由によるものと
推察される。すなわち、ろう付過程において、Ｋ２Ｓｉ
Ｆ６は一部解離し、Ｓｉがアルミニウム材表面に析出す
る為ろうの隙間充填性を補う効果があり、又、Ｓｉの還
元反応を通じてろうの広が９を促進し、ろう付性を向上
させ、又、残留したフラックスの主たる成分はＫＡＩＦ
、とＫｓＡ＃Ｆ６となっていて、これらの組成物は非吸
質性でアルミニウム材の腐食を促進させる因子ではない
からと考えられる。The reason why 2SiF and AlF3 exhibit excellent effects when used in this way is presumed to be due to the following reasons. That is, in the brazing process, K2Si
F6 partially dissociates and Si precipitates on the surface of the aluminum material, which has the effect of supplementing the gap-filling properties of the solder. Also, through the reduction reaction of Si, it promotes the spread of the solder9 and improves the brazing properties. Also, the main component of the remaining flux is KAIF.
, and KsA#F6, which is thought to be because these compositions are non-absorbent and are not a factor that promotes corrosion of aluminum materials.

同、Ｋ２Ｓ１Ｆ、とＡｌＦ３との割合は、Ｋ２Ｓ１Ｆ、
が約５６〜６３ｗｔ％、ＡｌＦ３が約４４〜３７ｗｔ％
である場合に、その効果が著しく顕著である。これは、
前記の割合から大巾にずれた組成の場合には、フラック
スの融点が上昇し、アルミニウム材のろう付性向上に寄
与する度合が低下する傾向があるからと考えられる。The ratio of K2S1F and AlF3 is K2S1F,
is approximately 56 to 63 wt%, and AlF3 is approximately 44 to 37 wt%.
The effect is particularly pronounced when . this is,
This is believed to be because, in the case of a composition that deviates significantly from the above ratio, the melting point of the flux increases, and the extent to which it contributes to improving the brazability of aluminum materials tends to decrease.

又、本発明のフラックスには、Ｋ２Ｓ県とＡ７Ｆ３以外
のものが本発明の効果を阻害しない程度であれば含まれ
ていてもよく、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属
、　Ｚｎのフッ化物をはじめとする不純物等が約５ｗｔ
％以内程度含まれていても、フラックスの融点が用いら
れるアルミニウム合金ろう材の融点より高くはならず、
本発明の効果が減少することはほとんどない。Furthermore, the flux of the present invention may contain substances other than K2S and A7F3 as long as they do not impede the effects of the present invention, such as alkali metals, alkaline earth metals, Zn fluorides, etc. Approximately 5wt of impurities, etc.
Even if the flux is contained within %, the melting point of the flux will not be higher than the melting point of the aluminum alloy brazing filler metal used,
The effectiveness of the invention is hardly diminished.

そして、本発明のフラックスは、例えば５６〜６３Ｗｔ
チのに２ＳｉＦと４４〜３７ｗｔ％のＡＩＦ’３との混
合物を約２００メツシユ以下の大きさの粒に粉砕し、こ
の微粉末を約５〜２０チの濃度となるよう例えば水と混
合して懸濁液を作製し、そしてこの懸濁液を浸漬、塗布
あるいは吹付手段等適宜な手段でアルミニウム材表面に
付着させ、そして約５０〜２００℃の大気炉中で充分に
乾燥して水分を除去した彼、露点を一１５℃以下に調整
したＡｒ又はＮ２等の不活性ガス雰囲気の炉中でろう付
作業がなされることによってろう付が行なわれる。The flux of the present invention is, for example, 56 to 63 Wt.
A mixture of 2SiF and 44 to 37 wt% AIF'3 is ground into particles with a size of about 200 mesh or less, and this fine powder is mixed with water, for example, to a concentration of about 5 to 20 mesh. A suspension is prepared, and this suspension is applied to the surface of the aluminum material by dipping, coating, or spraying, and then thoroughly dried in an atmospheric oven at approximately 50 to 200°C to remove moisture. Then, brazing is performed by performing the brazing operation in a furnace in an atmosphere of an inert gas such as Ar or N2 whose dew point is adjusted to below -15°C.

〔実施例〕〔Example〕

Ｋ２ＳｉＦ６約５６〜６３重量部とＡｌＦ３約４４〜３
７重量部とを混合し、そしてこの混合物を約２００メツ
シユ以下の粒度のものに粉砕する。About 56-63 parts by weight of K2SiF6 and about 44-3 parts by weight of AlF3
7 parts by weight, and the mixture is ground to a particle size of about 200 mesh or less.

そして、上記２００メツシュ以下Ｏ粒度に粉砕されたに
２ＳｉＦ６−ＡｌＦ３粉を、濃度が約５〜２０％のもの
となるよう水に懸濁して懸濁液を作る。Then, the 2SiF6-AlF3 powder pulverized to a particle size of 200 mesh or less is suspended in water to a concentration of about 5 to 20% to form a suspension.

次に、例えばＪＩＳ−Ｈ４０００に規定されているＡ３
００３を心材、′及びＪＩＳ−Ｚ３２６３に規定されて
いるＢＡ４０４５をろう材としたプレージングシートと
同様のＡ３００３の板を丁字形に組み合わせて、このフ
ラックス懸濁液を塗布する。同、この塗布に先立って、
懸濁液が上記の丁字形に組み合わせた試験体の表面に均
一に分布するように予め試験体を脱脂液で洗浄する。Next, for example, A3 specified in JIS-H4000.
This flux suspension is applied to plates of A3003 similar to the plating sheet in which 003 is used as the core material and BA4045 specified in JIS-Z3263 is used as the brazing material. Same, prior to this application,
The test specimen is preliminarily washed with a degreasing solution so that the suspension is uniformly distributed over the surface of the test specimen assembled in the T-shape.

そして、このフラックス懸濁液を塗布した試験体を約１
５０℃の大気炉中で乾燥した後、所定のろう付（ろう付
温度６００°Ｃの不活性ガス雰囲気中で５分間保持）を
行なう。Then, the test piece coated with this flux suspension was
After drying in an atmospheric oven at 50°C, predetermined brazing (brazing temperature 600°C, held in an inert gas atmosphere for 5 minutes) is performed.

〔比較例〕[Comparative example]

実施例　において用いたに２ＳｉＦ　−Ａ７Ｆ３の系よ
りなるフラックスの代りにＫＦ−ＡＩＦｎ系よりなるフ
ラックスを用いて同様にしてろう付作業を行なう〇〔特
性〕 上記実施例及び比較例で得た製品のろう付性及び残留フ
ラックスについて調べると、表に示す通りである。Brazing work was performed in the same manner using a flux made of KF-AIFn system instead of the flux made of 2SiF-A7F3 system used in the example. [Characteristics] The products obtained in the above examples and comparative examples. The results of the brazing properties and residual flux are shown in the table.

表 ・ろう付性テストの評価は、充分大きなフィレットが途
切れなく形成されている場合を○印で、一部にろうのま
わりが悪くろう切れが見られる場合をΔ印で、はとんど
フィレットの形成されていない場合をＸ印で表わした。The evaluation of the brazeability test is as follows: ○ indicates that a sufficiently large fillet is formed without interruption, and Δ indicates that the solder is not well-circumscribed in some areas and breaks in the solder. The case where no formation was made is indicated by an X mark.

・比較例におけるフラックス懸濁液はエチルアルコール
を用いて構成。- The flux suspension in the comparative example was composed of ethyl alcohol.

・比較例におけるフラックス組成の欄で示されている會
印のフラックス組成はに２ＳｉＦ６ではな（ＫＦである
。- The flux composition shown in the flux composition column in the comparative example is not 2SiF6 (KF).

この表かられかるように、ＫＦ−Ａ７Ｆ３系のフラック
スに比べてに２ＳｉＦ６−ＡｌＦＪのフラックスが用い
られた場合には、そのろう付性が一段と良く、又残留フ
ラックスは少量であって、しかもこの残留フラックスの
除去は極めて容易である。As can be seen from this table, when 2SiF6-AlFJ flux is used compared to KF-A7F3-based flux, its brazing properties are much better, and the residual flux is small. Removal of residual flux is extremely easy.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] Ｋ＿２ＳｉＦ＿６とＡｌＦ＿３とを含むことを特徴とす
るろう付用フラツクス組成物。A brazing flux composition comprising K_2SiF_6 and AlF_3.