(57)【要約】【課題】  ろう付け層の融点が低く、ろう付け接合部が十分な接合強度及び耐食性を有するろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け方法並びにその方法を用いて製造したろう付け製品を提供するものである。【解決手段】  本発明に係るろう付け用複合材１０は、基材１１の表面にろう付け層１５を一体的に設けてなる複合材で構成され、被ろう付け部材とろう付けされるものであり、  ろう付け層１５を、２種類以上の金属の層１２，１３を２層以上に積層した積層体で構成し、かつ、基材１１を、Ｃｕ成分を２．０〜４．０ｍａｓｓ％の割合で含むＦｅ基合金で構成したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にろう付け層を一体的に設けてなる複合材で構成され、被ろう付け部材とろう付けされるろう付け用複合材において、
上記ろう付け層を、２種類以上の金属の層を２層以上に積層した積層体で構成し、かつ、上記基材を、Ｃｕ成分を２．０〜４．０ｍａｓｓ％の割合で含むＦｅ基合金で構成したことを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項２】
上記ろう付け層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層とＮｉ又はＮｉ合金層とで構成した請求項１記載のろう付け用複合材。
【請求項３】
上記ろう付け層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層、Ｎｉ又はＮｉ合金層、及びＦｅ又はＦｅ合金層で構成した請求項１記載のろう付け用複合材。
【請求項４】
上記基材を、Ｃｕ成分を２．０〜４．０ｍａｓｓ％の割合で含むステンレス鋼で構成した請求項１から３いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載のろう付け用複合材を用いて被ろう付け部材とのろう付けを行う方法であって、
真空度が1.0×10-1Ｐａ以下の圧力下でろう付け処理を行い、基材に含まれるＣｕ成分をろう付け層中に拡散させてろう付け層を溶融させると共に、ろう付け層中に拡散したＣｕ成分をろう溶融部から蒸発させることを特徴とするろう付け方法。
【請求項６】
上記ろう溶融部が完全に溶解した後、ろう溶融部を急冷する請求項５記載のろう付け方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載のろう付け方法を用いてろう付け用複合材と被ろう付け部材とをろう付け接合したことを特徴とするろう付け製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器や燃料電池用部材などの被ろう付け部材をろう付けするためのろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け方法並びにその方法を用いて製造したろう付け製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用オイルクーラの接合材としてステンレス基クラッド材が使用されている。これは、基材であるステンレス鋼板の片面又は両面に、ろう材としての機能を有するＣｕ材をクラッドしてなるものである。
【０００３】
また、ステンレス鋼や、Ｎｉ基又はＣｏ基合金などからなる部材のろう付け材として、ろう付け接合部の耐食性に優れる各種Ｎｉろう材が、ＪＩＳ規格により規定されている。さらに、熱交換器の接合に用いられるＮｉろう材として、粉末状のＮｉろう材に、Ｎｉ、Ｃｒ、又はＮｉ−Ｃｒ合金の中から選択される金属粉末を4〜22ｗｔ％添加してなる粉末Ｎｉろう材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、基材であるステンレス鋼の表面にＮｉ及びＴｉからなるろう付け層を有する自己ろう付け性複合材がある（例えば、特許文献２参照）。この自己ろう付け性複合材は、基材の表面に、基材側からＮｉ又はＮｉ合金層、Ｔｉ又はＴｉ合金層、Ｎｉ又はＮｉ合金層の順に積層されたろう付け層を一体的に設けたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０７８８３号公報
【特許文献２】特開平７−２９９５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献２記載の自己ろう付け性複合材を用いてろう付けを行う際、例えば、ろう付け層（ろう材）のＴｉ成分を38mass％、Ｎｉ成分を62mass％とし、被ろう付け部材をステンレス鋼などのＦｅ成分を含む材料とした場合、ろう材を十分に溶融させることが可能なろう付け処理温度は約1150℃となる。このため、このろう付け処理を、軟化温度が約1200℃の石英管で炉体が構成される熱処理炉内で行うと、炉体が軟化し易いという問題があった。
【０００７】
一方、ろう付け接合部の耐食性を維持しつつ、ろう付け層の融点を低下させるための方法として、ＮｉとＴｉのクラッド材において、Ｎｉに対するＴｉの割合を高くする方法がある。例えば、ろう付け層（ろう材）のＴｉ成分を72mass％、Ｎｉ成分を28mass％とすることで、ろう付け層の融点を942℃と最も低くすることができる。ところが、この場合、Ｔｉの割合を多くしたため、ろう付け処理後のろう付け接合部が著しく脆くなってしまい、十分な接合強度を得ることができないという問題があった。
【０００８】
また、ＮｉとＴｉのクラッド材に、更にＣｕをクラッドすることで、ろう付け層の融点を低下させる方法がある。ところが、この場合、クラッド材の製造工程数が増えると共に、ろう付け処理後のろう付け接合部の耐食性が悪化してしまうという問題があった。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ろう付け層の融点が低く、ろう付け接合部が十分な接合強度及び耐食性を有するろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け方法並びにその方法を用いて製造したろう付け製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく本発明に係るろう付け用複合材は、基材の表面にろう付け層を一体的に設けてなる複合材で構成され、被ろう付け部材とろう付けされるろう付け用複合材において、
上記ろう付け層を、２種類以上の金属の層を２層以上に積層した積層体で構成し、かつ、上記基材を、Ｃｕ成分を２．０〜４．０ｍａｓｓ％の割合で含むＦｅ基合金で構成したものである。
【００１１】
ここで、ろう付け層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層とＮｉ又はＮｉ合金層とで構成、或いは、ろう付け層を、Ｔｉ又はＴｉ合金層、Ｎｉ又はＮｉ合金層、及びＦｅ又はＦｅ合金層で構成することが好ましい。
【００１２】
また、基材を、Ｃｕ成分を２．０〜４．０ｍａｓｓ％の割合で含むステンレス鋼で構成することが好ましい。
【００１３】
一方、本発明に係るろう付け方法は、上述したろう付け用複合材を用いて被ろう付け部材とのろう付けを行う方法であって、
真空度が1.0×10-1Ｐａ以下の圧力下でろう付け処理を行い、基材に含まれるＣｕ成分をろう付け層中に拡散させてろう付け層を溶融させると共に、ろう付け層中に拡散したＣｕ成分をろう溶融部から蒸発させるものである。
【００１４】
ここで、ろう溶融部が完全に溶解した後、ろう溶融部を急冷することが好ましい。
【００１５】
また一方、本発明に係るろう付け製品は、上述したろう付け方法を用いて、前述のろう付け用複合材と被ろう付け部材とをろう付け接合したものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、1125℃未満といった低い温度でろう付け処理が可能なろう付け用複合材を得ることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
本発明の好適一実施の形態に係るろう付け用複合材の横断面図を図１に示す。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０は、被ろう付け部材とろう付けされるものであって、基材１１の表面（図１中では上面のみ）にろう付け層１５を一体的に設けてなるものである。このろう付け用複合材１０に適宜、圧延加工を施すことで、所望の厚さのろう付け用複合材（最終製品）が得られる。ここで言う基材１１の表面は、外部に露出する全ての面を示している。
【００２０】
ろう付け層１５は、Ｎｉ又はＮｉ合金層（以下、Ｎｉ層と表す）１２、Ｔｉ又はＴｉ合金層（以下、Ｔｉ層と表す）１３、Ｎｉ層１２の少なくとも３層の積層体で構成されるものである。図１中では、ろう付け層１５は、基材１１側から順に、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｎｉ層１２を配置、積層し、クラッドしてなるものである。
【００２１】
基材１１は、ろう付け製品を構成する構成部材（被ろう付け部材）と同一又はほぼ同一の材料で、かつ、Ｃｕ成分を2.0〜4.0mass％、好ましくは2.5〜4.0mass％の割合で含むＦｅ基合金で構成される。このようなＦｅ基合金としては、耐食性をより向上させたステンレス鋼、例えば、SUS316J1、SUS316J1L、SUSXM7、SUS630（全てJIS規格品）などが挙げられる。
【００２２】
基材１１に含まれるＣｕ成分の割合を2.0〜4.0mass％としたのは、Ｃｕ成分の割合が2.0mass％未満だと、ＴｉとＮｉが反応して得られるろう材の融点を低下させる効果が小さいためである。また、Ｃｕ成分の割合が4.0mass％を超えると、ろう付け接合部（後述）と比較して、基材１１の耐食性が低下するためである。
【００２３】
ろう付け層１５の［Ｎｉ］重量と［Ｎｉ＋Ｔｉ］重量との比（Ni/Ni+Ti）は0.58〜0.68、好ましくは0.60〜0.66に調整される。これらの調整は、Ｎｉ層１２及びＴｉ層１３の各層厚の調整、Ｎｉ層１２及びＴｉ層１３の各合金組成の調整などによってなされる。ここで、Ni/Ni+Tiが0.58未満、又は0.68を超えると、ろう付け層１５全体の融点が上昇するので、ろう付け処理温度が高温（例えば、1200℃以上）となってしまう。その結果、被ろう付け部材や基材１１自体の強度が低下するため、好ましくない。
【００２４】
このようにして得られたろう付け用複合材１０に、適宜、焼鈍処理、プレス成形（プレス加工）を施して所望の形状の半製品に形成する。その後、その半製品と接合を行う被ろう付け部材（図示せず）とを組み合わせ、ろう付け接合を行う部分（以下、ろう付け箇所と記す）を接触させる。その後、ろう付け箇所をメインにして、これらの組み合わせ部材に加熱によるろう付け処理を施すことで、ろう付け層１５が溶融、凝固し、ろう凝固部（ろう付け接合部）を介して接合されたろう付け製品が得られる。あるいは、被ろう付け部材として、ろう付け用複合材１０を用いてもよい。例えば、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０を複数個用意し、各複合材１０に適宜プレス加工を施してそれぞれ所望の形状の半製品に形成した後、それらの半製品を組み合わせ、ろう付け箇所を接触させる。その後、これらの組み合わせ部材に加熱によるろう付け処理を施すことで、ろう付け製品を得るようにしてもよい。
【００２５】
ろう付け製品としては、ＥＧＲ用クーラ等の高温・高腐食性のガス又は液体に晒される熱交換器、燃料電池の改質器用クーラ、燃料電池部材、オイルクーラ、ラジエータ、二次電池部材などが挙げられる。
【００２６】
本実施の形態においては、基材側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｎｉ層１２の順に積層してなる３層構造のろう付け層１５を有するろう付け用複合材１０について説明を行った。しかし、ろう付け層の構造は、これに特に限定するものではなく、例えば、基材１１側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、…の順に積層してなる４層構造以上のろう付け層であってもよい。
【００２７】
また、本実施の形態においては、基材１１の片面（図１中では上面）のみにろう付け層１５を設けたろう付け用複合材１０について説明を行ったが、これに特に限定するものではない。例えば、ろう付け層１５が基材１１の両面（図１中では上・下面）に設けられたろう付け用複合材であってもよい。
【００２８】
さらに、本実施の形態においては、箔状（薄板状）を呈したろう付け用複合材１０を用いて説明を行ったが、複合材の形状は箔状に特に限定するものではない。例えば、棒状又はワイヤ状の基材の表面に、基材側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｎｉ層１２の順に積層してなるろう付け層１５を一体的に設け、ろう付け用複合材としてもよい。この場合、Ｎｉ層１２及びＴｉ層１３の形成は、メッキ法、押出法、造管法などによってなされる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０を用いたろう付け方法を説明する。
【００３０】
先ず、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０にプレス加工を施し、半製品を作製する。この時、プレス加工に先立って、適宜、ろう付け用複合材１０に焼鈍処理を施してもよい。焼鈍処理を行うことによって、基材１１が十分に軟化され、プレス加工時に割れが生じることはなく、所望の形状の半製品を歩留りよく得ることができる。また、この焼鈍処理によって、ろう付け層１５におけるＮｉ層１２，１２とＴｉ層１３の各層間で拡散反応が進行する。
【００３１】
この半製品と被ろう付け部材（図示せず）とを組み合わせ、ろう付け箇所を接触させる。その後、これらの組み合わせ部材に、加熱炉を用いてろう付け処理を施すことで、ろう付け箇所においてろう付け層１５（ろう材）の溶融反応が生じる。このろう付け処理は、真空度が1×10-1Ｐａ以下、好ましくは1×10-2Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行う。ろう付け処理温度は、例えば、1050〜1125℃未満、好ましくは1100℃前後とされる。
【００３２】
このろう付け処理により、先ず、ろう付け層１５におけるＮｉ層１２，１２とＴｉ層１３との間で拡散反応が進行し、合金化がなされる。これと同時に、基材１１に含まれるＣｕ成分がろう付け層１５中に拡散する。つまり、ろう付け層１５中では、Ｃｕ成分、Ｎｉ成分、及びＴｉ成分による混合、合金化がなされる。これによって、ろう付け層１５の融点は、ＮｉとＴｉだけで構成されるろう付け層を溶融させる場合と比較して更に低下することから、より低い温度でのろう付け処理が可能となる。その結果、約1050〜1125℃未満の温度でろう付け層１５が溶融し始め、ろう付け層１５の流動が生じ、ろう付け層１５が溶融してろう溶融部が形成される。
【００３３】
また、ろう付け処理は、真空度が1×10-1Ｐａ以下の低圧雰囲気下で行われる。ここで、ろう溶融部において、Ｃｕはその他の金属元素（Ｎｉ、Ｔｉ）と比較して蒸気圧（飽和蒸気圧）が低いため、Ｃｕ蒸気が優先的にろう溶融部から蒸発し、脱離拡散される。その後、ろう付け層１５が完全に溶融した段階で急冷を行うことで、ろう溶融部が凝固してろう付け接合部となり、基材１１と被ろう付け部材とがろう付け接合部を介して接合され、ろう付け製品が得られる。
【００３４】
この冷却過程において、ろう溶融部から脱離拡散（蒸発）したＣｕ蒸気が、ろう溶融部の表面に再付着しないようにするために、加熱炉のチャンバー部分を、ろう溶融部よりも早く冷却することが好ましい。或いは、Ｃｕ蒸気を吸着させるためのゲッター材（吸着材）を加熱炉内に配置するようにしてもよい。
【００３５】
以上、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０（図１参照）は、基材１１を、Ｃｕ成分を2.0〜4.0mass％の割合で含むＦｅ基合金で構成したことで、このろう付け用複合材１０を用いてろう付け接合を行った際、基材１１からろう付け層１５中にＣｕ成分が拡散する。よって、ろう付け層１５の融点を1100℃前後にまで低下させることができる。その結果、被ろう付け部材や基材１１自体の強度が低下することがなくなると共に、石英管で構成される熱処理炉の炉体が軟化するおそれもなくなくなる。
【００３６】
ろう付け処理は、真空度が1×10-1Ｐａ以下の低圧雰囲気下で行われるため、基材１１からろう付け層１５中に拡散し、ろう付け層１５の融点低下に寄与したＣｕ成分は優先的に蒸発される。よって、最終的に得られたろう付け製品のろう付け接合部中に残存するＣｕ成分は極微量となる。その結果、ろう付け製品のろう付け接合部の耐食性を良好に保つことができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０においては、ろう付け層１５の融点低下に寄与するＣｕ成分は基材１１から供給される。このため、ろう付け層１５は、従来のろう付け用複合材のろう付け層と同様の製造工程で製造可能であり、容易、かつ、安価にろう付け用複合材１０を製造することができる。
【００３８】
また、本実施の形態に係るろう付け用複合材１０は、基材１１とろう付け層１５とが一体的に設けられているため、基材１１と被ろう付け部材とのろう付け箇所にろう材を配置する作業が不要となる。このため、良好なろう付け生産性で、ろう付け製品を得ることができる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４０】
本発明の他の好適一実施の形態に係るろう付け用複合材の横断面図を図２に示す。尚、図１と同様の部材については同じ符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、本実施の形態に係るろう付け用複合材２０は、被ろう付け部材とろう付けされるものであって、基材１１の表面（図２中では上面のみ）にろう付け層２５を一体的に設けてなるものである。このろう付け用複合材２０に適宜、圧延加工を施すことで、所望の厚さのろう付け用複合材（最終製品）が得られる。
【００４２】
ろう付け層２５は、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｆｅ又はＦｅ合金層（以下、Ｆｅ層と記す）１４の少なくとも３層の積層体で構成されるものである。図２中では、ろう付け層２５は、基材１１側から順に、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｆｅ層１４を配置、積層し、クラッドしてなるものである。
【００４３】
ろう付け層２５の［Ｎｉ］重量と［Ｎｉ＋Ｔｉ］重量との比（Ni/Ni+Ti）は0.58〜0.68、好ましくは0.60〜0.66に調整される。これらの調整は、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の各層厚の調整、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の各合金組成の調整などによってなされる。ここで、Ni/Ni+Tiが0.58未満、又は0.68を超えると、ろう付け層２５全体の融点が上昇するので、ろう付け処理温度が高温（例えば、1200℃以上）となってしまう。その結果、被ろう付け部材や基材１１自体の強度が低下するため、好ましくない。
【００４４】
ろう付け層２５全体に占めるＦｅの割合は6〜35mass％、好ましくは10〜30mass％に調整される。言い換えると、ろう付け用複合材２０は、ろう付け層２５全体の組成がNi-Ti-6〜35mass％Feとなるように調整したものである。これらの調整は、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の各層厚の調整、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の各合金組成の調整などによってなされる。ここで、Ｆｅの割合が6mass％未満だと、被ろう付け部材や基材１１からＦｅ成分が溶出するのを十分に抑制することができない。また、Ｆｅの割合が35mass％を超えると、ろう付け層２５全体の融点が上昇するので、ろう付け処理温度がより高温となってしまい、結果的に被ろう付け部材や基材１１の強度が低下する。
【００４５】
このようにして得られたろう付け用複合材２０に、適宜、焼鈍処理、プレス成形（プレス加工）を施して所望の形状の半製品に形成する。その後、その半製品と接合を行う被ろう付け部材（図示せず）とを組み合わせ、ろう付け箇所を接触させる。その後、ろう付け箇所をメインにして、これらの組み合わせ部材に加熱によるろう付け処理を施すことで、ろう付け層２５が溶融、凝固し、ろう付け接合部を介して接合されたろう付け製品が得られる。あるいは、被ろう付け部材として、ろう付け用複合材２０を用いてもよい。例えば、本実施の形態に係るろう付け用複合材２０を複数個用意し、各複合材２０に適宜プレス加工を施してそれぞれ所望の形状の半製品に形成した後、それらの半製品を組み合わせ、ろう付け箇所を接触させる。その後、これらの組み合わせ部材に加熱によるろう付け処理を施すことで、ろう付け製品を得るようにしてもよい。
【００４６】
本実施の形態においては、基材側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｆｅ層１４の順に積層してなる３層構造のろう付け層２５を有するろう付け用複合材２０について説明を行った。しかし、ろう付け層の構造は、これに特に限定するものではなく、例えば、基材１１側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｎｉ層１２、Ｆｅ層１４、…の順に積層してなる４層構造以上のろう付け層であってもよい。
【００４７】
また、本実施の形態においては、基材１１の片面（図２中では上面）のみにろう付け層２５を設けたろう付け用複合材２０について説明を行ったが、これに特に限定するものではない。例えば、ろう付け層２５が基材１１の両面（図２中では上・下面）に設けられたろう付け用複合材であってもよい。
【００４８】
さらに、本実施の形態においては、箔状（薄板状）を呈したろう付け用複合材２０を用いて説明を行ったが、複合材の形状は箔状に特に限定するものではない。例えば、棒状又はワイヤ状の基材の表面に、基材側からＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、Ｆｅ層１４の順に積層してなるろう付け層２５を一体的に設け、ろう付け用複合材としてもよい。この場合、Ｎｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の形成は、メッキ法、押出法、造管法などによってなされる。
【００４９】
次に、本実施の形態に係るろう付け用複合材２０を用いたろう付け方法を説明する。
【００５０】
先ず、本実施の形態に係るろう付け用複合材２０にプレス加工を施し、半製品を作製する。この時、プレス加工に先立って、適宜、ろう付け用複合材２０に焼鈍処理を施してもよい。焼鈍処理を行うことによって、基材１１が十分に軟化され、プレス加工時に割れが生じることはなく、所望の形状の半製品を歩留りよく得ることができる。また、この焼鈍処理によって、ろう付け層２５におけるＮｉ層１２、Ｔｉ層１３、及びＦｅ層１４の各層間で拡散反応が進行する。
【００５１】
この半製品と被ろう付け部材（図示せず）とを組み合わせ、ろう付け箇所を接触させる。その後、これらの組み合わせ部材に、加熱炉を用いてろう付け処理を施すことで、ろう付け箇所においてろう付け層２５（ろう材）の溶融反応が生じる。このろう付け処理は、真空度が1×10-1Ｐａ以下、好ましくは1×10-2Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行う。ろう付け処理温度は、例えば、1050〜1125℃未満、好ましくは1100℃前後とされる。
【００５２】
このろう付け処理により、先ず、ろう付け層２５におけるＮｉ層１２とＴｉ層１３との間で拡散反応が進行し、Ｎｉ層１２とＴｉ層１３との界面で溶融が生じ始める。その後、Ｆｅ層１４からＦｅ成分がろう付け層２５中に拡散し、これと同時に、基材１１に含まれるＣｕ成分がろう付け層２５中に拡散し、ろう付け層２５の溶融が更に進行する。つまり、ろう付け層２５中では、Ｎｉ成分、Ｔｉ成分、Ｆｅ成分、及びＣｕ成分による混合、合金化がなされる。これによって、ろう付け層２５の融点は、ＮｉとＴｉだけで構成されるろう付け層を溶融させる場合と比較して更に低下することから、より低い温度でのろう付け処理が可能となる。その結果、約1050〜1125℃未満の温度でろう付け層２５が溶融し始め、ろう付け層２５の流動が生じ、ろう付け層２５が溶融してろう溶融部が形成される。
【００５３】
また、ろう付け処理は、真空度が1×10-1Ｐａ以下の低圧雰囲気下で行われる。ここで、ろう溶融部において、Ｃｕはその他の金属元素（Ｎｉ、Ｔｉ、及びＦｅ）と比較して蒸気圧（飽和蒸気圧）が低いため、Ｃｕ蒸気が優先的にろう溶融部から蒸発し、脱離拡散される。その後、ろう付け層２５が完全に溶融した段階で急冷を行うことで、ろう溶融部が凝固してろう付け接合部となり、基材１１と被ろう付け部材とがろう付け接合部を介して接合され、ろう付け製品が得られる。
【００５４】
本実施の形態に係るろう付け用複合材２０においても、前実施の形態に係るろう付け用複合材１０と同様の作用効果が得られる。
【００５５】
また、本実施の形態に係るろう付け用複合材２０によれば、ろう付け処理時に、ろう付け層２５のＮｉ層１２及びＴｉ層１３に続いてＦｅ層１４が溶融し、Ｎｉ成分、Ｔｉ成分、及びＦｅ成分が混合されると共に、基材１１のＣｕ成分がろう付け層２５中に拡散して、ろう付け層２５に流動が生じる。ここで、ろう付け層２５の流動が生じる前に、ろう付け層２５中にＦｅ層１４が溶融するため、溶融したろう付け層２５全体のＦｅ濃度は、溶融前のろう付け層２５全体のＦｅ濃度と同じ6〜35mass％となる。ろう付け処理の際に、被ろう付け部材や基材１１のＦｅ成分がろう溶融部中に溶け込むことがあるが、溶け込みが生じるのはろう溶融部におけるＦｅ濃度が飽和に達するまでであり、溶け込み可能なＦｅ量には限界がある。よって、被ろう付け部材や基材１１、特に被ろう付け部材のＦｅ成分が、ろう溶融部中に溶け込むことが抑制され、被ろう付け部材や基材１１に侵食が発生するのを大幅に低減することができる。また、ろう溶融部中のＦｅ濃度は、湯流れ性を阻害しないように6〜35mass％に調整している。このため、ろう溶融部の湯流れ性は良好である。これらの結果、ろう付け後において、被ろう付け部材と基材１１とのろう付け接合部の強度低下が生じることはなく、ろう付け接合部の信頼性は良好である。
【００５６】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００５７】
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
板厚が0.84ｍｍのＮｉ板、板厚が2.0ｍｍの純Ｔｉ板、板厚が0.84ｍｍのＮｉ板を順に重ね合わせて３層構造の積層体を形成した。この積層体に熱間圧延処理を施して、板厚が1.4ｍｍのクラッド板を得た。このクラッド板に冷間圧延処理を施して、板厚が1.0ｍｍのクラッド板を作製した。
【００５９】
このクラッド板と基材（厚さ2.5ｍｍ、Ｃｕ成分を2.5mass％の割合で含むステンレス鋼板）とを重ね合わせ、圧延法によりクラッドして複合材を作製した。この複合材に冷間圧延処理を繰り返し施し、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Ni/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００６０】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は3.0×10-3Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００６１】
（実施例２）
板厚が1.67ｍｍのＮｉ板、板厚が2.0ｍｍの純Ｔｉ板、板厚が0.81ｍｍのＦｅ板を順に重ね合わせて３層構造の積層体を形成した。この積層体に熱間圧延処理を施して、板厚が1.4ｍｍのクラッド板を得た。このクラッド板に冷間圧延処理を施して、板厚が1.0ｍｍのクラッド板を作製した。
【００６２】
このクラッド板と基材（厚さ2.5ｍｍ、Ｃｕ成分を3.5mass％の割合で含むステンレス鋼板）とを重ね合わせ、圧延法によりクラッドして複合材を作製した。この複合材に冷間圧延処理を繰り返し施し、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Fe/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００６３】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は8.0×10-3Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００６４】
（比較例１）
基材としてＣｕ成分を0.5mass％の割合で含むステンレス鋼板を用いる以外は実施例１と同様にして、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Ni/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００６５】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は5.0×10-3Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００６６】
（比較例２）
基材としてＣｕ成分を5.5mass％の割合で含むステンレス鋼板を用いる以外は実施例２と同様にして、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Fe/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００６７】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は4.0×10-3Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００６８】
（比較例３）
基材としてＣｕ成分を3.0mass％の割合で含むステンレス鋼板を用いる以外は実施例１と同様にして、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Ni/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００６９】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は5.0×10-1Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００７０】
（比較例４）
基材としてSUS304（Ｃｕ成分の含有割合：0mass％）で構成されるステンレス鋼板を用いる以外は実施例１と同様にして、厚さが0.5ｍｍで、３層構造（Ni/Ti/Ni/基材）のろう付け層を有するろう付け用複合材を作製した。
【００７１】
このろう付け用複合材に対して、真空下（真空度は5.0×10-3Ｐａ）で加熱処理を施し、ろう付け層が完全に溶融した時点で急冷を行い、ろう付け処理を行った。
【００７２】
実施例１，２、比較例１〜４の各ろう付け用複合材について、それらの積層構造、基材中のＣｕ成分割合［mass％］、ろう付け処理時の圧力（真空度；［Pa］）、ろう付け層が完全に溶融した温度［℃］、ろう付け接合部の耐食性、基材の耐食性を表１に示す。
【００７３】
ろう付け接合部及び基材の耐食性の評価は、耐食性が良好なものを○、耐食性が悪いものを×とした。
【００７４】
【表１】
2006000862.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、実施例１，２の各ろう付け用複合材におけるろう付け層の溶融温度はいずれも1100℃であり、従来のろう付け用複合材におけるろう付け層の溶融温度（例えば、1150℃）と比較して、十分に低かった。また、ろう付け接合部及び基材の耐食性はいずれも良好であった。
【００７６】
これに対して、比較例１，４の各ろう付け用複合材は、ろう付け接合部及び基材の耐食性はいずれも良好であった。しかし、比較例１のろう付け用複合材は、基材のＣｕ成分含有割合が0.5mass％であり、規定範囲（2.0〜4.0mass％）よりも少ない。また、比較例４のろう付け用複合材は、基材がＣｕ成分を含有しないSUS304で構成されている。よって、比較例１，４の各ろう付け用複合材においては、ろう付け層の溶融温度の低下効果が不十分であり、ろう付け層の溶融温度は1125℃、1130℃とやや高めであった。
【００７７】
また、比較例２のろう付け用複合材は、ろう付け層の溶融温度が1080℃と十分に低く、かつ、ろう付け接合部の耐食性も良好であった。しかし、比較例２のろう付け用複合材は、基材のＣｕ成分含有割合が5.5mass％であり、規定範囲（2.0〜4.0mass％）よりも多い。このように、比較例２のろう付け用複合材においては、基材にＣｕ成分が多く含まれていることから、基材の耐食性が悪かった。
【００７８】
また、比較例３のろう付け用複合材は、ろう付け層の溶融温度が1100℃と十分に低く、かつ、基材の耐食性も良好であった。しかし、比較例３のろう付け用複合材は、ろう付け処理時の圧力が5.0×10-1Ｐａであり、規定範囲（1.0×10-1Ｐａ以下）よりも高い。このように、比較例３のろう付け用複合材においては、ろう付け処理時の圧力が高すぎるため、ろう付け処理時、ろう溶融部からＣｕ成分を十分に蒸発させることができず、結果的にろう付け接合部の耐食性が悪化した。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係るろう付け用複合材の横断面図である。
【図２】本発明の他の好適一実施の形態に係るろう付け用複合材の横断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ろう付け用複合材
１１  基材
１２  Ｎｉ層
１３  Ｔｉ層
１５  ろう付け層
【図１】
2006000862.tif 000004
【図２】
2006000862.tif 000005