(57)【要約】  アルミニウム又はアルミニウム合金からなる心材と、当該心材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金からなるろう材とを備え、前記心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇを含有するアルミニウムブレージングシートを、アルゴンガス含有雰囲気の炉内においてフラックスを用いないで加熱してろう付することを特徴とするアルミニウム合金のろう付方法、ならびに、これに使用するろう付装置により、良好で安定したろう付性を有し、工業的に適用可能なろう付方法を提供する。
2012057197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる心材と、当該心材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金からなるろう材とを備え、前記心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇを含有するブレージングシートからなるアルミニウム部材を、アルゴンガス含有雰囲気の炉内においてフラックスを用いないで加熱してろう付することを特徴とするアルミニウム部材のろう付方法。
【請求項２】
グロー放電発光分析による酸素原子の発光強度に対する窒素原子の発光強度の比を発光強度比（Ｎ／Ｏ）とし、ろう付後のろう材において、内部の一定値を示す発光強度比（Ｎ／Ｏ）を１．０としたときに、ろう材表面から前記一定値を示す深さまでにおける発光強度比（Ｎ／Ｏ）が１．２以下である、請求項１に記載のアルミニウム部材のろう付方法。
【請求項３】
前記炉内のアルゴンガス含有雰囲気がアルゴンガス雰囲気又はアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気であり、炉内の酸素濃度が２５ｐｐｍ以下である、請求項１又は２に記載のアルミニウム部材のろう付方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のろう付方法に使用するろう付装置。
【請求項５】
請求項３に記載のろう付方法に使用するろう付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、フラックスを使用しないアルミニウム部材のろう付方法に関し、特に熱交換器の製造に好適なろう付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  アルミニウム材料は熱伝導性が高く軽量であるため、自動車搭載用をはじめとする熱交換器に多く使用されている。内部に水やオイル等を循環させ熱交換させる熱交換器は、タンク、チューブ、フィン等の部材から構成され、各部材はろう付により金属的に接合されている。【０００３】  ろう付により製造される熱交換器を構成するアルミニウム材料としては、心材となるアルミニウム合金板の片面又は両面にろう材等をクラッドしたブレージングシートが用いられる。一般的にはブレージングシートの心材合金としては溶融温度が６００℃以上のアルミニウム合金が使用され、クラッドされるろう材合金としては溶融温度が６００℃以下のＡｌ−Ｓｉ系合金が使用される。このブレージングシートにより熱交換器の部材を作製してこれらを組み合わせ、６００℃前後の温度に加熱することにより、ブレージングシートのろう材部のみを溶融して他部材とろう付された熱交換器を作製することができる。ブレージンシートを使用することにより、熱交換器を構成する多数の部材を一度にろう付することができるため、ブレージングシートは熱交換器用の材料として広く利用されている。【０００４】  主に実用化されているろう付方法としては、真空ろう付法とノコロックろう付法が挙げられる。真空ろう付法はＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなるろう材が用いられ、真空中で加熱することによりろう材中のＭｇが材料から蒸発し、その際に材料表面の酸化皮膜を破壊してろう付を可能にするものである。しかしながら、真空ろう付法は高価な真空加熱装置を必要とする欠点があった。一方、ノコロックろう付法はＡｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材が用いられ、フラックスを塗布した後に不活性ガス中で加熱し、フラックスにより材料表面の酸化皮膜を破壊してろう付を可能にするものである。しかしながら、フラックス塗布において塗りムラがあるとろう付不良の原因となるため、フラックスを必要箇所に均一に塗布する必要であった。【０００５】  これらに対して、高価な真空加熱装置やフラックスを用いないで不活性ガス中で加熱することによりろう付を可能にするろう付方法が提案されている。特許文献１には、Ｍｇを含有するろう付品を炭素質カバーで覆って加熱し、フラックスを用いずにろう付する方法が記載されている。この方法では、Ｍｇにより炭素質カバー内の酸素濃度を低減し、酸化を防止することでろう付を可能にする。また、特許文献２には、ろう材にＭｇを含有するクラッド材を使用して熱交換器を構成し、フラックスを用いずにろう付する方法が記載されている。この方法では、ろう材中のＭｇにより表面の酸化皮膜を除去することで、ろう付を可能にしている。【０００６】  これらフラックスを用いないろう付方法はいずれも、材料中のＭｇにより酸化皮膜を破壊してろう付を可能にするものであるが、真空ろう付法やノコロックろう付法と比較してＭｇによる酸化皮膜の破壊作用が弱いため、安定したろう付性を得ることが困難であった。また、炉内の酸素濃度を低くすることによりろう付性は改善するが、工業的に低酸素雰囲気を維持するのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０４４７１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊作用を利用したフラックスを用いないろう付方法において、より良好で安定したろう付性を有し、工業的にも適用可能なろう付方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、ろう付時の雰囲気ガスの種類がろう付性に大きな影響を与えることに注目し、雰囲気ガスとしてアルゴンガスを用いることにより良好なろう付性が達成されることを見出した。【００１０】  本発明は請求項１では、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる心材と、当該心材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金からなるろう材とを備え、前記心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇを含有するブレージングシートからなるアルミニウム部材を、アルゴンガス含有雰囲気の炉内においてフラックスを用いないで加熱してろう付することを特徴とするアルミニウム部材のろう付方法とした。【００１１】  本発明は請求項２では、グロー放電発光分析による酸素原子の発光強度に対する窒素原子の発光強度の比を発光強度比（Ｎ／Ｏ）とし、ろう付後のろう材において、内部の一定値を示す発光強度比（Ｎ／Ｏ）を１．０としたときに、ろう材表面から前記一定値を示す深さまでにおける発光強度比（Ｎ／Ｏ）を１．２以下とした。【００１２】  本発明は請求項３において、前記炉内のアルゴンガス含有雰囲気をアルゴンガス雰囲気又はアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気とし、炉内の酸素濃度を２５ｐｐｍ以下とした。【００１３】  本発明は請求項４において、請求項１〜３のいずれか一項に記載のろう付方法に使用するろう付装置とした。
【発明の効果】
【００１４】  本発明のろう付方法により、Ｍｇの酸化皮膜破壊作用を利用しフラックスを用いない良好なろう付性を得ることができる。このろう付方法は、安定したろう付性を与えるので、工業的にも好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ろう付したろう材における、スパッタ時間と発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒの関係を示すグラフである。
【図２】隙間充填試験の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下に本発明について詳細に説明する。Ａ．ブレージングシート  まず、本発明のろう付方法に使用するブレージングシートについて説明する。  本発明で用いるブレージングシートの構成の態様は、アルミニウム合金の心材と、心材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金のろう材とを備える。すなわち、心材の片面にろう材がクラッドされた２層構造のものと、心材の両面にろう材がそれぞれクラッドされた３層構造のものが用いられる。ろう材のクラッド率は、片面で２〜３０％である。また、ブレージングシートの厚さは、２層構造で０．１〜３ｍｍ、３層構造で０．０５〜３ｍｍである。
【００１７】  なお、上記態様の他に、皮材を更にクラッドした、皮材／ろう材／心材の３層構造、皮材／ろう材／心材／ろう材／皮材の５層構造、犠牲陽極材を更にクラッドした、ろう材／心材／犠牲陽極材の３層構造などの構造を有する態様としても良い。これらの態様では、心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇが含有される。
【００１８】  本発明では、心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇを含有することにより、Ｍｇによるアルミニウム酸化皮膜の破壊作用を利用する。（１）ろう材にＭｇが含有される場合には、ろう付加熱の昇温中においてろう材中に含有されるＭｇがろう材表面の酸化皮膜を還元破壊する。（２）一方、心材にＭｇが含有される場合には、ろう付加熱の昇温中において心材からろう材に拡散したＭｇがろう材表面の酸化皮膜を還元破壊する。（３）更に、心材とろう材の両方にＭｇが含有される場合には、前述の（１）と（２）の両方が生起する。
【００１９】  ろう材のアルミニウム合金にＭｇが含有される場合には、Ｍｇ含有量を０．５〜２．０ｍａｓｓ％（以下、単に「％」と記す）とするのが好ましい。０．５％未満では、有効な酸化膜破壊作用を発揮し得るだけの十分なＭｇ量が得られず、ろう付性が低下する。また、２．０％を超えると、ろう付加熱中にろう材表面に過剰量のＭｇが拡散して、ろう材表面から蒸発せずに残留するＭｇが多量に存在することになる。その結果、ＭｇＯの酸化膜が形成され、これが厚膜化してろう付性を低下させる。
【００２０】  心材のアルミニウム合金にＭｇが含有される場合には、Ｍｇ含有量を０．１５〜２．５％とするのが好ましい。０．１５％未満では、ろう付加熱中にブレージングシートのろう材に拡散していくＭｇ量が少なくなり、十分なＭｇ量が得られずろう付性が低下する。また、２．５％を超えると、ろう付加熱中に心材からろう材に過剰量のＭｇが拡散し、上述のようにＭｇＯの酸化膜の厚膜化によりろう付性を低下させる。
【００２１】  ろう材と心材の両方のアルミニウム合金にＭｇが含有される場合には、ろう材中のＭｇ含有量を０．１〜１．４％とし、心材中のＭｇ含有量を０．１５〜１．２％とするのが好ましい。ろう材中の含有量が０．１％未満であったり、心材中の含有量が０．１５％未満の場合には、十分なＭｇ量が得られずろう付性が低下する。一方、ろう材中の含有量が１．４％を超えたり、心材中の含有量が１．２％を超える場合には、ろう付加熱中にろう材表面に過剰量のＭｇが拡散し、上述のようにＭｇＯの酸化膜の厚膜化によりろう付性を低下させる。
【００２２】  ろう付温度で溶融しない範囲であれば、材料の強度や耐食性の観点からＭｇ以外の元素を心材に添加してもよい。このような元素として、材料の強度を向上させるためには、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ等が挙げられ、またブレージングシートに犠牲防食効果をもたせて耐食性を向上させるためには、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等が挙げられる。
【００２３】  また、Ｍｇ以外の添加元素として、ろう材に含有される公知の元素をろう材中に含有させてもよい。このような元素を含有するろう材としては、７．０〜１３．０重量％のＳｉを含有するＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金が好適に用いられる。Ｓｉ以外にも、ブレージングシートの融点や電位を調整するためにＺｎ、Ｃｕ等の元素を添加したろう材を使用することもできる。
【００２４】Ｂ．ろう付性に対する雰囲気ガスの影響  Ｍｇを含有するアルミニウム材のブレージングシートをフラックスを用いないでろう付する方法では、Ｍｇによってアルミニウム材表面におけるアルミニウムの酸化皮膜が破壊されることによりろう付を可能にしている。雰囲気ガスとしては、不活性ガスが用いられる。通常は窒素ガス又はアルゴンガスが用いられるが、より安価な窒素ガスを用いるのが一般的である。しかしながら、窒素ガス中でろう付加熱すると、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊作用が弱いため、酸化皮膜が十分に破壊されず、或いは、酸化皮膜が一度破壊されて露出したアルミニウム材表面が再び酸化されることにより、安定したろう付性が得られないことがある。そのため、Ｍｇによる酸化皮膜破壊作用の十分な発揮により安定したろう付性を達成するために、より低い酸素濃度の雰囲気でのろう付性について検討した。その結果、低酸素雰囲気で加熱することによりろう付性は僅かに良好となるが、大幅な改善効果は得られないことが判明した。また、工業的にろう付する工程において炉内を低酸素雰囲気に維持するのには、装置の複雑化や維持コストなどの点で限界があることが判明した。
【００２５】  そこで、不活性ガスとして窒素ガスに代えてアルゴンガスの使用を検討した。炉内の酸素濃度を窒素ガスの場合と同等にしてアルゴンガス中でアルミニウム材のろう付加熱を行ったところ、ろう付性は大幅に改善し、安定したろう付性が達成できることが判明した。そこで、アルゴンガス中におけるろう付性改善の要因について検討した。その結果、同じ酸素濃度であっても、窒素ガス中で加熱したアルミニウム材とアルゴンガス中で加熱したものでは、ろう付加熱後におけるろう材表面近傍の性状が異なることが判明した。具体的には、窒素ガス中で加熱したろう材表面近傍には窒素の集積が観察され、アルミニウムと窒素との反応生成物の存在が推測されるに至った。
【００２６】  この点について更に検討を加えたところ、窒素ガス中でろう付加熱すると、アルミニウム材表面の酸化皮膜はＭｇにより還元破壊され、金属アルミニウムの面が窒素雰囲気中に露出する。露出した金属アルミニウムは雰囲気ガスである窒素ガスと反応し、その反応生成物がアルミニウム材表面近傍に形成される。この反応生成物は窒素とアルミニウムからなる皮膜状のものと推測され、これによってろう付性が低下するものと考えられる。このような窒素とアルミニウムの皮膜状のものは、もはやＭｇによって破壊されることはないためろう付性の低下を招くものと考えられる。
【００２７】  これに対して、アルゴンガス中でアルミニウム材を加熱する場合においても、Ｍｇによるアルミニウムの酸化皮膜の破壊後に金属アルミニウム面がアルゴンガス中に露出する。しかしながら、露出した金属アルミニウム面では反応性が極めて低いアルゴンとの反応が生起せず、ろう付性を阻害する反応物が生成されることがない。その結果、良好なろう付性が達成されるものと考えられる。フラックスを使用したノコロックろう付では、フラックスによって酸化皮膜が破壊された後の金属アルミニウム面はフラックスを介して雰囲気ガスと接しているため、窒素ガスとアルゴンガスの相違によるろう付性への影響は見られない。しかしながら、フラックスを用いないろう付では、窒素ガスではなくアルゴンガスを使用することでろう付性改善に大きな効果があることが判明した。
【００２８】  本発明者らは、上述の露出した金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応生成物について検討した。具体的には、グロー放電発光分析装置により、ろう付後のろう材表面から内部における窒素原子と酸素原子の発光強度を測定するものである。表面から内部に向けてろう材をスパッタリングしつつ、スパッタ面における窒素原子と酸素原子の発光強度を連続して測定するものである。
【００２９】  ここで、各スパッタ時間における、酸素原子の発光強度に対する窒素原子の発光強度の比、すなわち、「窒素原子の発光強度／酸素原子の発光強度」（以下、「発光強度比（Ｎ／Ｏ）」と記す）を計算したところ、スパッタ時間が所定時間以上において、すなわち、ろう材の所定深さより深い内部においては発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定値となることが実験的に判明した。この傾向は、種々の条件でろう付した全てのろう材において同様に見られるものであった。但し、発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となるスパッタ時間は、ろう材の合金組成やろう付条件で異なるものであった。なお、ここで言う「一定値」とは、振れ幅が全くない完全な一定値を意味するものではなく、±１０％程度の振れ幅を有するものとする。
【００３０】  スパッタ時間と発光強度比（Ｎ／Ｏ）との関係をより明瞭にすべく、上述のスパッタ時間が所定時間以上における発光強度比（Ｎ／Ｏ）の一定値をノーマライズした数値を「１．０」とし、各スパッタ時間における発光強度比（Ｎ／Ｏ）も同じ比率でノーマライズした。このようにして計算されるノーマライズした発光強度比（Ｎ／Ｏ）を「発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒ」とする。図１は、スパッタ時間と発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒとの関係を示す例をグラフにしたものである。図１において、横軸はスパッタ時間を表わし、時間０（ｓｅｃ）がろう材表面に対応する。スパッタ時間が経過するにつれ、ろう材表面からの深さも増す。スパッタ時間とろう材表面からのスパッタ深さは比例する。縦軸は、発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒを示す。
【００３１】  図１から、窒素ガス中においてろう付されたろう材では、スパッタ時間が４．６（ｓｅｃ）以上の１．０の発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒに対して、それ以前のスパッタ時間における発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒは最大値１．６を示している。このことは、窒素ガス中においてろう付されたろう材では、発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となる内部に比べて表面近傍の方が、酸素原子に対する窒素原子の存在割合が最大で６０％も多いことを示すものである。これにより、上述のような、金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応物がろう材表面近傍に生成することが推認される。
【００３２】  図１から、アルゴンガス中においてろう付されたろう材においても、スパッタ時間が４．６（ｓｅｃ）以上において発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となることは、窒素ガスと同様であった。スパッタ時間が４．６（ｓｅｃ）以上の１．０にノーマライズした発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒに対して、それ以前のスパッタ時間における発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒは殆どが０．８〜１．０を示しており、１．０を超えてもその最大値は１．０５程度である。このことは、アルゴンガス中においてろう付されたろう材では、発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となる内部に比べて表面近傍の方が全体的に、酸素原子に対する窒素原子の存在割合が少ないことを示すものである。これにより、窒素ガス中でのろう付のような金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応物は、ろう材表面近傍には生成していないことが推認される。  なお、本発明者らは、内部の１．０にノーマライズした発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒに対する、それまでに至る表面近傍の発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒについて種々の条件の下に検討した。その結果、これが１．２以下の場合において、金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応物のろう材表面近傍での生成が抑制され、ろう付性が阻害されることがないことを見出した。
【００３３】  アルゴンガスは、窒素ガスと比較して高価である。そのため、本発明に係るろう付法を工業的に適用するには、従来のノコロックろう付用の炉での使用においてアルゴンガスの使用量を減少させる必要がある。酸素濃度を上昇させない程度に、炉内へのアルゴンガス導入量を減少させるのが好ましい。より密閉性の高いろう付炉を使用することにより、アルゴンガスの導入量を減少させることが可能となる。アルゴンガスの使用量を更に低減するには、窒素とアルゴンの混合ガスを使用してアルゴンガスの割合を減少させることも有用である。例えば、窒素ガスとアルゴンガスの体積割合が１：１の混合ガスを使用することにより、アルミニウムと窒素の反応生成量を窒素ガスを使用した場合の半分程度に抑制することが可能となり、ろう付性の改善に有効である。
【００３４】Ｃ．ろう付性に対する酸素ガスの影響  アルゴンガス中でのフラックスを用いないろう付においても、炉中の酸素濃度が高いとアルミニウム材表面が再酸化するためにろう付性が低下する。良好なろう付性を得るためには炉内の酸素濃度を、２５ｐｐｍ以下とするのが好ましい。炉内の酸素濃度が２５ｐｐｍを超えると、アルミニウム材表面が酸化し易くなるためろう付性が低下する。炉内の酸素濃度は、より好ましくは１０ｐｐｍ以下である。
【００３５】  低酸素の雰囲気を達成するためには、ろう付炉のアルゴンガスと接触する内部の構成部材を炭素材で構成するのが好ましい。このような構成部材としては炉内壁、バッフル、被ろう付物運搬用のメッシュベルト等が挙げられ、これら全ての部材又はこれらの一部を炭素材とするものである。炭素材はアルゴンガス中に微量に存在する酸素と反応してＣＯを生成するため、炉内の酸素濃度を低下させることができる。既存のろう付炉でろう付する場合は、炉内に炭素材を別途設置するようにしてもよい。
【００３６】Ｄ．ろう付装置  本発明に係るろう付装置は、上記ろう付方法に使用するろう付装置である。ろう付加熱が施される炉としては、上述のように炉内酸素濃度が２５ｐｐｍ以下に調製できるものが好適に用いられる。更に、上述のように、低酸素雰囲気を達成するためには、アルゴンガスと接触する内部の構成部材が炭素材で構成されている炉を備えたろう付装置を用いるのが好ましい。
【００３７】  炉内への微量な酸素の混入は、主に被ろう付物によって取り込まれることが多い。特に熱交換器のように被ろう付物内部に中空構造が存在する場合には、内部に存在する酸素が十分に置換されないために炉内雰囲気中の酸素濃度低減の妨げとなる。そのため、被ろう付物の導入室、予備加熱室、ろう付加熱室などの複数の炉室を備えたろう付装置を用い、例えば予備加熱室での予備加熱中において被ろう付物内部に存在する酸素濃度を十分に低減することで、より低濃度の酸素雰囲気中でのろう付加熱が可能となる。
【００３８】  更に、被ろう付物を炉内に導入後に炉内を真空脱気し、その後にアルゴンガスを炉内に吹き込んで炉内の雰囲気ガスを置換することで炉内の酸素濃度上昇を防ぐことができる。そのためには、炉室中の雰囲気ガスを置換する装置を更に備えたろう付装置を用いるのが好ましい。これにより、短時間のうちに安定したろう付性が達成できるので工業的に有用である。
【００３９】Ｅ．ろう付条件  本発明に係るろう付方法の条件としては、一般的な条件を用いることができる。ろう材の溶融温度までに達するのに要する時間は、１０〜３０分である。ろう付温度は、ろう材の溶融温度以上の温度でありろう材の合金組成により異なるが、通常、５９０〜６１０℃である。保持時間は、通常３〜１０分である。
【実施例】
【００４０】  次に、本発明を実施例及び比較例に基づき説明する。（本発明例１〜１１及び比較例１）  ０．５％のＭｇを添加した又は添加しないＪＩＳＡ３００３を心材とし、その片面に、Ｍｇを添加した又は添加しないＪＩＳＡ４０４５のろう材をクラッドしたブレージングシートを常法に従って製造した。すなわち、表１に示す合金組成を有する心材とろう材用の鋳塊を鋳造し、面削した。次いで、ろう材を熱間圧延した後に、この熱間圧延したろう材を心材と合わせて熱間圧延し、更に冷間圧延を施して、表１のＮｏ．１〜１１の心材とろう材の組み合わせに係るブレージングシートを作製した。各ブレージングシートの板厚は０．７５ｍｍ、ろう材のクラッド率は１０％であった。【００４１】
【表１】
2012057197.tif 000003
【００４２】（隙間充填試験）  図２に示すように、隙間充填試験によりろう付性を評価した。上記のようにして作製したブレージングシートを７０×２０ｍｍに切断し、ろう材面を上面として水平板（２）とした。水平板（２）上に垂直に立てる垂直板（１）には、板厚１．０ｍｍのＪＩＳＡ３００３のベア材を、６０×２０ｍｍに切断したものを使用した。隙間形成用のスペーサー（３）はφ１．０ｍｍのステンレス線を使用し、水平板（２）と垂直板（１）の接点から５０ｍｍの位置に配設した。【００４３】  このようにして作製した隙間充填試験用の試料を用いて、実施例１〜３では、フラックスを塗布せずにアルゴンガス雰囲気の炉内でろう付した。各実施例において、ブレージングシートＮｏ．３、６、１０を水平板に用いた３種類のろう付を行った。すなわち、水平板（２）の上面と、これに対向する垂直板（１）の下面とをろう付した。炉内の酸素濃度は１０、２５、５０ｐｐｍとした。ろう付加熱は、隙間充填試験用の試料の温度を測定しつつ行った。まず、試料の温度が６００℃となるまでの到達時間が１０分程度となるような昇温条件で加熱した後に、試料を６００℃で３分間保持し、その後冷却して炉外に取り出した。比較例１では、実施例１で用いたアルゴンガスに代えて窒素ガスを用いてろう付を実施した。表２に、雰囲気ガスと炉内の酸素濃度を示す。【００４４】
【表２】
2012057197.tif 000004
【００４５】  ろう付後の試料において、水平板（２）と垂直板（１）の接点からスペーサー（３）に向かってフィレット（４）が形成された。上記接点からのフィレット（４）の長さを測定し、隙間充填長さ（５）とした。各ブレージングシートにおける隙間充填長さ（５）を表２に示す。【００４６】  表２から、アルゴンガス中で加熱ろう付した実施例１〜３ではいずれも、隙間充填長さが２０ｍｍを超え良好なろう付性が得られた。これに対して、窒素中で加熱ろう付した比較例１では隙間充填長さが１２ｍｍ以下となり、ろう付性が劣った。【００４７】  ろう付後のろう材を用いて、グロー放電発光分光分析装置により（高周波電力３０Ｗの条件）窒素原子と酸素原子の発光強度を測定し、これに基づいて、スパッタ時間と発光強度比（Ｎ／Ｏ）ｎｏｒとの関係を調べた。上述の図１における窒素ガス中でのろう付の結果が比較例１についてのものであり、アルゴンガス中でのろう付の結果が実施例１についてのものである。【００４８】  既に述べたように、窒素ガス中においてろう付されたろう材では、発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となる内部に比べて表面近傍の方が、酸素原子に対する窒素原子の存在割合が多いことが判明した。このことより、ろう付性を阻害する金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応物がろう材表面近傍に生成することが推認された。これに対して、アルゴンガス中においてろう付されたろう材では、発光強度比（Ｎ／Ｏ）が一定となる内部に比べて表面近傍の方が全体的に、酸素原子に対する窒素原子の存在割合が少ないことが判明した。これにより、ろう付性を阻害する金属アルミニウムと窒素ガスとの皮膜状の反応物がろう材表面近傍には生成していないことが推認された。【００４９】  実施例４〜１１では、フラックスを塗布せずにアルゴンガス雰囲気、ならびに、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気（体積比は、アルゴン：窒素＝１：１）の炉内でろう付した。炉内の酸素濃度は、いずれも１０ｐｐｍとした。実施例４〜１１では、ブレージングシートＮｏ．１、２、４、５、７〜９、１１をそれぞれ用いた。ブレージングシートの作製方法、その厚さ及びろう材のクラッド率、ならびに、隙間充填試験用の試料の作製、試験方法及びフィレットの長さ測定は、実施例１と同じである。各実施例におけるアルゴンガス雰囲気と混合ガス雰囲気での隙間充填長さを表３に示す。【００５０】
【表３】
2012057197.tif 000005
【００５１】  表３から、実施例４〜１１では、アルゴンガス雰囲気中及び混合ガス雰囲気中のいずれの加熱ろう付においても、隙間充填長さが２０ｍｍを超え良好なろう付性が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５２】  本発明のろう付方法を適用し、Ｍｇの酸化皮膜破壊作用を利用しフラックスを用いずにアルゴンガス中で加熱することで優れたろう付性を達成できる。また、安定した高信頼性のろう付性も可能であり、工業的な適用性にも優れる。
【符号の説明】
【００５３】１・・・垂直板２・・・水平板３・・・スペーサー４・・・フィレット５・・・隙間充填長さ
【図１】
2012057197.tif 000006
【図２】
2012057197.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月27日(2012.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる心材と、当該心材の片面又は両面にクラッドされたアルミニウム合金からなるろう材とを備え、前記心材及びろう材の少なくともいずれか一方にＭｇを含有するブレージングシートからなるアルミニウム部材を、アルゴンガス含有雰囲気の炉内においてフラックスを用いないで加熱してろう付するアルミニウム部材のろう付方法において、グロー放電発光分析による酸素原子の発光強度に対する窒素原子の発光強度の比を発光強度比（Ｎ／Ｏ）とし、ろう付後のろう材において、内部の一定値を示す発光強度比（Ｎ／Ｏ）を１．０としたときに、ろう材表面から前記一定値を示す深さまでにおける発光強度比（Ｎ／Ｏ）が１．２以下であることを特徴とするアルミニウム部材のろう付方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記炉内のアルゴンガス含有雰囲気がアルゴンガス雰囲気又はアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気であり、炉内の酸素濃度が２５ｐｐｍ以下である、請求項１に記載のアルミニウム部材のろう付方法。
【請求項４】
請求項１に記載のろう付方法に使用するろう付装置。
【請求項５】
請求項３に記載のろう付方法に使用するろう付装置。
【国際調査報告】
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