(57)【要約】  フラックスフリーろう付において、露点及び酸素濃度の変動によるろう付性の悪化を抑制することができるブレージングシートの製造方法を提供する。アルミニウム材からなる心材用塊と、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材用塊と、を含み、少なくとも１つの塊にＡｌよりも酸化されやすい金属元素が含まれてい複数のアルミニウム塊を重ね合わせてクラッド塊を作製する。クラッド塊に熱間圧延を行い、心材用塊からなる心材と、ろう材用塊からなり心材の少なくとも片面上に配置されたろう材と、を含む複数の層からなるクラッド板を作製する。次いで、酸を含むエッチング液を用いてクラッド板の表面をエッチングする。その後、クラッド板を所望の厚みまで冷間圧延することにより、ブレージングシートを作製する。
2020054564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス雰囲気中でフラックスを用いずにアルミニウム材のろう付を行うためのブレージングシートの製造方法であって、
アルミニウム材からなる心材用塊と、Ａｌ−Ｓｉ系合金からなるろう材用塊と、を含み、少なくとも１つの塊にＡｌよりも酸化されやすい金属元素が含まれている複数のアルミニウム塊を重ね合わせてクラッド塊を作製し、
前記クラッド塊に熱間圧延を行い、前記心材用塊からなる心材と、前記ろう材用塊からなり前記心材の少なくとも片面上に配置されたろう材と、を備えたクラッド板を作製し、
酸を含むエッチング液を用いて前記クラッド板の表面をエッチングし、
その後、前記クラッド板を所望の厚みまで冷間圧延する、ブレージングシートの製造方法。
【請求項２】
前記エッチングにおいて、エッチング量が０．０５〜２ｇ／ｍ2となるように前記クラッド板をエッチングする、請求項１に記載のブレージングシートの製造方法。
【請求項３】
前記エッチングにおいて、酸として、フッ酸とフッ酸以外の無機酸とを含むエッチング液を用いて前記クラッド板の表面をエッチングする、請求項１または２に記載のブレージングシートの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングを行った後に、５〜８０％の圧下率で前記クラッド板を冷間圧延する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブレージングシートの製造方法。
【請求項５】
前記熱間圧延を行った後、前記エッチングを行うまでの間に２０％以上の圧下率で前記クラッド板を冷間圧延する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のブレージングシートの製造方法。
【請求項６】
前記ろう材は、０．１０質量％超え２．０質量％以下のＭｇを含有するＡｌ−Ｓｉ系合金から構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレージングシートの製造方法。
【請求項７】
前記ろう材は、０．１０質量％以下のＭｇを含有するＡｌ−Ｓｉ系合金から構成されており、前記ろう材に隣接する層は、０．２０質量％以上のＭｇを含有するアルミニウム合金から構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレージングシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレージングシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器や機械用部品などのアルミニウム製品は、アルミニウム材（アルミニウム及びアルミニウム合金を含む。以下同じ。）からなる多数の部品を有している。これらの部品は、心材と、心材の少なくとも一方の面上に設けられたろう材とを有するブレージングシートによりろう付されていることが多い。ブレージングシートの心材は、一般的には、固相線温度が６２０℃以上であるアルミニウム合金から構成されている。また、ろう材は、固相線温度が５７７℃程度であるＡｌ−Ｓｉ合金から構成されている。【０００３】
アルミニウム材のろう付方法としては、被接合部、つまりろう付によって接合しようとする部分の表面にフラックスを塗布してろう付を行うフラックスろう付法が多用されている。しかし、フラックスろう付法においては、ろう付が完了した後に、フラックスやその残渣がアルミニウム製品の表面に付着する。アルミニウム製品の用途によっては、これらのフラックスやその残渣が問題を起こすことがある。さらに、フラックスやその残渣を除去するためには、酸洗処理を行う必要があり、近年では、当該処理のコスト負担が問題視されている。【０００４】
フラックスの使用に伴う前述の問題を回避するため、アルミニウム製品の用途によっては、被接合部の表面にフラックスを塗布せずに真空中においてろう付を行う、いわゆる真空ろう付法を採用することもある。しかし、真空ろう付法は、フラックスろう付法に比べて生産性が低い、あるいはろう付接合の品質が悪化しやすいという問題がある。また、真空ろう付法に用いるろう付炉は、一般的なろう付炉に比べて設備費やメンテナンス費が高くなる。【０００５】
そこで、被接合部の表面にフラックスを塗布せずに不活性ガス雰囲気中でろう付を行う、いわゆるフラックスフリーろう付法が提案されている。フラックスフリーろう付においては、ＭｇやＬｉ等のＡｌよりも酸化されやすい金属元素がブレージングシートや相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊する作用を利用してアルミニウム材のろう付を行っている。そのため、フラックスフリーろう付に用いられるブレージングシートは、これらの金属元素を含む心材やろう材を有している。【０００６】
しかし、これらの金属元素は、フラックスに比べて酸化皮膜を破壊する作用が弱いため、ろう付炉内の雰囲気の露点及び酸素濃度が上昇すると、Ｍｇ等による酸化皮膜の破壊が不十分となりやすい。そのため、フラックスフリーろう付においては、ろう付炉内の露点及び酸素濃度をフラックスろう付よりも低減する必要がある。【０００７】
ところが、ろう付炉内の雰囲気の露点及び酸素濃度は、種々の理由により、ろう付炉内に供給する不活性ガスの露点及び酸素濃度から変動することがある。それ故、フラックスフリーろう付を行う場合、ろう付炉内の露点及び酸素濃度の変動によってろう付性が悪化しやすいという問題がある。【０００８】
かかる問題に対し、ブレージングシートを作製した後に、エッチングを行って表面に存在する酸化皮膜を除去するブレージングシートの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１８０４８９号公報
【特許文献２】特開２０１５−３０８６１号公報
【特許文献３】特表２０１７−５０５２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１〜３に記載された製造方法においては、エッチングによってブレージングシートの表面に存在する酸化皮膜を除去することにより、フラックスフリーろう付におけるろう付性の向上を図っている。しかし、アルミニウムは、空気中の酸素等と接触した際に容易に酸化される。そのため、エッチングが完了した後、エッチング液の洗浄および乾燥を行っている間にブレージングシートが空気に晒されることにより、ブレージングシートの表面に、再度酸化皮膜が形成される。【００１１】
それ故、特許文献１〜３に記載された製造方法では、ブレージングシートの表面から完全に酸化皮膜を除去することが難しい。また、ブレージングシートの表面に酸化皮膜が残存しているため、かかるブレージングシートを用いても、露点及び酸素濃度の変動によってろう付性が悪化する場合がある。【００１２】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、フラックスフリーろう付において、露点及び酸素濃度の変動によるろう付性の悪化を抑制することができるブレージングシートの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、不活性ガス雰囲気中でフラックスを用いずにアルミニウム材のろう付を行うためのブレージングシートの製造方法であって、
アルミニウム材からなる心材用塊と、Ａｌ−Ｓｉ（アルミニウム−シリコン）系合金からなるろう材用塊と、を含み、少なくとも１つの塊にＡｌよりも酸化されやすい金属元素が含まれている複数のアルミニウム塊を重ね合わせてクラッド塊を作製し、
前記クラッド塊に熱間圧延を行い、
前記心材用塊からなる心材と、前記ろう材用塊からなり前記心材の少なくとも片面上に配置されたろう材と、を備えたクラッド板を作製し、
酸を含むエッチング液を用いて前記クラッド板の表面をエッチングし、
その後、前記クラッド板を所望の厚みまで冷間圧延する、ブレージングシートの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１４】
上記製造方法により得られるブレージングシートは、後述する実施例から明らかなように優れた作用効果を発揮する。この優れた作用効果は、以下のメカニズムにより生じるものと推測される。
すなわち、前記ブレージングシートの製造方法においては、心材と、心材の少なくとも片面上に配置されたろう材とを備えたクラッド板を作製した後、酸を含むエッチング液を用いてクラッド板の表面をエッチングする。これにより、ろう材の表面において熱間圧延等を経て蓄積されてきた比較的厚い酸化皮膜は一旦除去され、その後、空気との接触により新たな酸化皮膜が再生成されるが、その酸化皮膜はエッチング前に比べて厚みが小さく脆弱化したものとなる。【００１５】
そして、エッチング後にクラッド板を所望の厚みまで冷間圧延することにより、ろう材の表面に存在する脆弱化された酸化皮膜を複数の小片に分断することができる。分断された小片の酸化皮膜の境界においては、新生面が露出した後に新たな酸化皮膜が形成されるものの、少なくとも小片と同等以下の厚みの脆弱なものとなる。すなわち、クラッド板にエッチングを施した後冷間圧延をしたろう材の表面は、複数に分断された小片状の脆弱な酸化皮膜が、脆弱な境界部によって連なった状態の酸化皮膜が形成されることとなる。【００１６】
それ故、かかるブレージングシートを用いてろう付を行うと、ろう材が溶融した際に、小片間の多数の境界が起点となって酸化皮膜の破壊が迅速に進む。その結果、従来よりもろう材の流動性が向上し、従来のブレージングシートに比べて露点及び酸素濃度の変動によるろう付性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実験例における、間隙充填試験に用いる試験体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
前記ブレージングシートの製造方法においては、まず、心材用塊と、ろう材用塊とを含む複数のアルミニウム塊を重ね合わせてクラッド塊を作製する。このクラッド塊に熱間圧延を行うことにより、心材と、心材の少なくとも片面上に設けられたろう材とを備えたクラッド板を作製する。クラッド板の積層構造は、種々の態様をとり得る。例えば、クラッド板は、心材と、心材の片面上に積層されたろう材とを備えた２層構造を有していてもよいし、心材と、心材の両面上に積層されたろう材とを備えた３層構造を有していてもよい。また、これらの積層構造において、心材とろう材との間に、これらの層とは別の化学成分を有する中間材を設けることもできる。
【００１９】
更に、心材の一方の面上にろう材を積層し、他方の面上に、心材及びろう材とは異なる化学成分を有する層を積層することもできる。かかる層としては、例えば、心材よりも自然電極電位が卑なアルミニウム合金からなる犠牲陽極材等がある。
【００２０】
前記クラッド塊を構成する複数のアルミニウム塊のうち少なくとも１つの塊には、Ａｌよりも酸化されやすい金属元素が含まれている。かかるクラッド塊を熱間圧延することにより、クラッド板を構成する層のうち少なくとも１つの層を、Ａｌよりも酸化されやすい金属元素を含むアルミニウム合金から構成することができる。
【００２１】
前述したＡｌよりも酸化されやすい金属元素（以下、適宜、「酸化皮膜破壊元素」という。）は、例えば、心材中に含まれていてもよいし、ろう材中に含まれていてもよい。また、酸化皮膜破壊元素は、心材及びろう材の両方に含まれていてもよい。心材とろう材との間に中間材が介在している場合には、酸化皮膜破壊元素を中間材に添加することもできる。これにより、ろう付時に、ブレージングシートの表面に存在する酸化皮膜の小片や相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊し、ろう付を行うことができる。
【００２２】
かかる酸化皮膜破壊元素としては、例えば、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｌｉ（リチウム）、Ｃａ（カルシウム）等がある。フラックスフリーろう付におけるろう付性をより向上させる観点からは、前記クラッド板は、酸化皮膜破壊元素として、Ｍｇ及びＬｉのうち少なくとも１種を有していることが好ましく、Ｍｇを含有していることがより好ましい。
【００２３】
前記アルミニウム塊及びクラッド板を構成する各層の化学成分について、より詳細に説明する。
【００２４】
（心材用塊及び心材）
心材用塊は、クラッド板の心材となるアルミニウム塊である。心材としては、ろう材の固相線温度よりも高い固相線温度を有するアルミニウム材を採用することができる。例えば、心材としては、ＪＩＳ  Ａ１０００系アルミニウム、Ａ３０００系合金、Ａ５０００系合金、Ａ６０００系合金等を採用することができる。
【００２５】
心材中に酸化皮膜を破壊する作用を有する金属元素が含まれる場合、心材は、例えば、Ｍｇ（マグネシウム）：０．１０〜４．０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。この場合、ろう材中に、酸化皮膜破壊元素が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。
【００２６】
心材中のＭｇは、ろう付時の加熱によって拡散してろう材へ移動する。そして、ろう材へ移動したＭｇがろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することにより、フラックスを使用せずにろう付を行うことができる。
【００２７】
心材中のＭｇ量を０．１０質量％以上、好ましくは０．２０質量％以上とすることにより、ろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を十分に破壊し、ろう付を行うことができる。心材中のＭｇ量が０．１０質量％未満の場合には、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊が不十分となり、ろう付を行うことができなくなるおそれがある。
【００２８】
一方、心材中のＭｇ量が過度に多くなると、ブレージングシートの表面にＭｇの酸化物が形成されやすくなる。Ｍｇの酸化物が過度に多くなると、ろう付性の悪化を招くおそれがある。心材中のＭｇ量を４．０質量％以下、好ましくは１．５質量％以下とすることにより、Ｍｇの酸化によるろう付性の悪化を回避することができる。
【００２９】
心材中には、更に、Ｍｎ（マンガン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）のうち１種または２種以上が含まれていてもよい。
【００３０】
心材中にＭｎが含まれている場合、Ｍｎ量は、０．０５質量％以上１．６０質量％以下とすることができる。心材中のＭｎ量を０．０５質量％以上とすることにより、心材の強度をより向上させるとともに、心材の電位を調整し、耐食性をより向上させることができる。しかし、心材中のＭｎ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において心材に割れが発生しやすくなる。心材中のＭｎ量を１．６０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつ心材の強度及び耐食性をより向上させることができる。
【００３１】
心材中にＳｉが含まれている場合、Ｓｉ量は、０質量％超え１．０質量％以下とすることができる。Ｓｉは、心材の強度を向上させる作用を有している。しかし、心材中のＳｉ量が過度に多くなると、心材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。心材中のＳｉ量を１．０質量％以下とすることにより、ろう付性の悪化を回避しつつ心材の強度をより向上させることができる。
【００３２】
心材中にＦｅが含まれている場合、Ｆｅ量は、０質量％超え１．０質量％以下とすることができる。Ｆｅは、心材の強度を向上させる作用を有している。しかし、心材中のＦｅ量が過度に多くなると、心材の耐食性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、心材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの成形性の低下を招くおそれもある。心材中のＦｅ量を１．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ心材の強度をより向上させることができる。
【００３３】
心材中にＣｕが含まれている場合、Ｃｕ量は、０質量％超え２．０質量％以下とすることができる。Ｃｕは、心材の強度を向上させる作用を有している。また、Ｃｕは、心材の電位を調整し、耐食性を向上させる作用を有している。しかし、心材中のＣｕ量が過度に多くなると、粒界腐食が発生しやすくなる。また、この場合には、心材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。心材中のＣｕ量を２．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ心材の強度及び耐食性をより向上させることができる。
【００３４】
心材中にＺｎが含まれている場合、Ｚｎ量は、０質量％超え６．５０質量％以下とすることができる。Ｚｎは、心材の自然電極電位を卑にする作用を有している。心材の自然電位を卑にすることにより、心材を犠牲陽極として機能させることができる。しかし、Ｚｎの含有量が過度に多くなると、心材の自然電極電位が過度に低下し、犠牲防食効果が早期に損なわれるおそれがある。Ｚｎの含有量を６．５０質量％以下とすることにより、心材による犠牲防食効果をより長期間にわたって維持することができる。
【００３５】
心材中にＴｉが含まれている場合、Ｔｉ量は、０質量％超え０．２０質量％以下とすることができる。Ｔｉは、心材の腐食を層状に進行させ、深さ方向への腐食の進行を抑制する作用を有している。しかし、Ｔｉの含有量が過度に多くなると、心材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの製造過程における圧延性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、かえって心材の耐食性の悪化を招くおそれもある。心材中のＴｉ量を０．２０質量％以下とすることにより、かかる問題を回避しつつ心材の深さ方向への腐食の進行をより効果的に抑制することができる。
【００３６】
心材中にＣｒが含まれている場合、Ｃｒ量は、０質量％超え０．５０質量％以下とすることができる。Ｃｒは、心材の結晶粒径を大きくし、エロージョンの発生を抑制する作用を有している。しかし、心材中のＣｒ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において心材に割れが発生しやすくなる。心材中のＣｒ量を０．５０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつエロージョンの発生をより効果的に抑制することができる。
【００３７】
心材中にＺｒが含まれている場合、Ｚｒ量は、０質量％超え０．５０質量％以下とすることができる。Ｚｒは、心材の結晶粒径を大きくし、エロージョンの発生を抑制する作用を有している。しかし、心材中のＺｒ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において心材に割れが発生しやすくなる。心材中のＺｒ量を０．５０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつエロージョンの発生をより効果的に抑制することができる。
【００３８】
（ろう材用塊及びろう材）
ろう材用塊は、クラッド板のろう材となるアルミニウム塊である。ろう材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金から構成されている。ろう材を構成するＡｌ−Ｓｉ系合金は、例えば、Ｓｉ：６．０〜１３．０質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。ろう材中のＳｉ量を前記特定の範囲とすることにより、ろう材の融点を適度に低下させ、ろう付加熱時に溶融ろうを流動させてろう付を行うことができる。ろう材中のＳｉ量が６．０質量％未満の場合には、ろうの量が不足する、あるいはろうの流動性が低下する等の問題が生じるおそれがある。
【００３９】
ろう材中のＳｉ量が１３．０質量％を超える場合には、ろう付加熱時の心材の溶解量が過度に多くなるおそれがある。また、この場合には、ろう材中に粗大な初晶Ｓｉが形成されやすくなる。そして、ろう材の溶融後に、粗大な初晶Ｓｉを起点として井戸状の溶融穴が形成されやすくなるおそれがある。
【００４０】
ろう材中に酸化皮膜を破壊する作用を有する金属元素が含まれている場合、ろう材は、必須成分としてのＳｉに加えて、更に、Ｍｇ（マグネシウム）：０．１０質量％超え２．０質量％以下及びＬｉ（リチウム）：０．００１０〜０．３０質量％のうち少なくとも一方を含有していてもよい。
【００４１】
ろう材中のＭｇ及びＬｉは、ろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することができる。これにより、フラックスを使用せずにろう付を行うことができる。
【００４２】
ろう材中のＭｇ量は、０．１０〜２．０質量％であることが好ましい。ろう材中のＭｇ量を０．１０質量％よりも多くすることにより、ろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を十分に破壊し、ろう付を行うことができる。ブレージングシートによるろう付性をより向上させる観点からは、ろう材中のＭｇ量を０．２０質量％以上とすることがより好ましい。
【００４３】
なお、ろう材中のＭｇ量が０．１０質量％を超える場合には、ろう材中のＭｇにより、ろう付時に酸化皮膜を十分に破壊することができる。それ故、この場合には、ろう材に隣接する層、つまり、例えば心材や中間材などの層にＭｇ等の酸化皮膜を破壊可能な元素が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。また、これらの層に含まれる当該元素の量は特に限定されることはない。
【００４４】
ろう材中のＭｇ量が過度に多くなると、ブレージングシートの表面にＭｇの酸化物が形成されやすくなる。Ｍｇの酸化物が過度に多くなると、ろう付性の悪化を招くおそれがある。ろう材中のＭｇ量を２．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下とすることにより、Ｍｇの酸化によるろう付性の悪化を回避することができる。
【００４５】
ろう材中のＬｉ量は、０．００１０〜０．３０質量％であることが好ましい。ろう材中のＬｉ量を０．００１０質量％以上とすることにより、ろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を十分に破壊し、ろう付を行うことができる。ブレージングシートによるろう付性をより向上させる観点からは、ろう材中のＬｉの含有量を０．００４０質量％以上とすることが好ましい。
【００４６】
なお、ろう材中のＬｉ量が０．００１０質量％以上である場合には、ろう材中のＬｉにより、ろう付時に酸化皮膜を十分に破壊することができる。それ故、この場合には、ろう材に隣接する層にＭｇ等の酸化皮膜を破壊可能な元素が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。また、これらの層に含まれる当該元素の量は特に限定されることはない。
【００４７】
ろう材中のＬｉ量が過度に多くなると、ブレージングシートの表面にＬｉの酸化物が形成されやすくなる。Ｌｉの酸化物が過度に多くなると、ろう付性の悪化を招くおそれがある。ろう材中のＬｉ量を０．３０質量％以下、好ましくは０．１０質量％以下とすることにより、Ｌｉの酸化によるろう付性の悪化を回避することができる。
【００４８】
ろう材中のＭｇ量が０．１０質量％以下（０質量％を含む）、かつ、Ｌｉ量が０．００１０質量％以下（０質量％を含む）の場合には、ろう材に隣接する層が、０．２０質量％以上のＭｇを含むアルミニウム合金から構成されていることが好ましい。この場合には、ろう材中のＭｇと、ろう材に隣接する層からろう材中に拡散したＭｇとによって、ろう付時に酸化皮膜を十分に破壊することができる。
【００４９】
ろう材中には、Ｂｉ（ビスマス）が添加されていてもよい。ろう材中にＢｉが含まれる場合、Ｂｉの含有量は、０．００４０〜１．０質量％であることが好ましい。ろう材中のＢｉ量を０．００４０質量％以上、より好ましくは０．０１０質量％以上とすることにより、溶融ろうの表面張力を低下させることができる。これにより、溶融ろうの流動性をより向上させ、ひいてはろう付性をより向上させることができる。
【００５０】
ろう材中のＢｉ量が過度に多くなると、Ｂｉ量に見合ったろう付性向上の効果を得ることが難しくなる。また、この場合には、ろう付後のろう材が変色しやすくなり、外観不良となるおそれがある。ろう材中のＢｉ量を１．０質量％以下、より好ましくは０．２０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつろう付性をより向上させることができる。
【００５１】
ろう材中には、更に、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ（スズ）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｎａ（ナトリウム）及びＳｂ（アンチモン）のうち１種または２種以上が添加されていてもよい。
【００５２】
ろう材中にＣｕが含まれる場合、Ｃｕ量は、０質量％超え２．０質量％以下とすることができる。ろう材中のＣｕは、ろう材の自然電極電位を貴にするとともに、融点を低下させる作用を有している。ろう材中のＣｕ量を前記特定の範囲とすることにより、ろう材の自然電極電位を適度に上昇させ、ろう材の耐食性を向上させることができる。また、ろう材中のＣｕ量を前記特定の範囲とすることにより、溶融ろうの流動性を高め、ろう付性をより向上させることができる。
【００５３】
ろう材中にＺｎが含まれる場合、Ｚｎ量は、０質量％超え６．５０質量％以下とすることができる。ろう材中にＳｎが含まれる場合、Ｓｎ量は、０質量％超え０．１０質量％以下とすることができる。ろう材中にＩｎが含まれる場合、Ｉｎ量は、０質量％超え０．１０質量％以下とすることができる。
【００５４】
ろう材中のＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎは、いずれもろう材の自然電極電位を卑にする作用を有している。ろう材中のＺｎ量、Ｓｎ量、Ｉｎ量を前記特定の範囲とすることにより、ろう材を犠牲陽極として機能させ、ろう付後のアルミニウム構造体の耐食性をより向上させることができる。
【００５５】
ろう材中のＺｎ量が６．５０質量％を超える場合、Ｓｎ量が０．１０質量％を超える場合またはＩｎ量が０．１０質量％を超える場合には、ろう材の自然電極電位が過度に低下するおそれがある。その結果、ろう材による犠牲防食効果が早期に損なわれるおそれがある。
【００５６】
ろう材中にＳｒが含まれる場合、Ｓｒ量は０質量％超え０．０３０質量％以下とすることができる。ろう材中にＮａが含まれる場合、Ｎａ量は０質量％超え０．０３０質量％以下とすることができる。ろう材中にＳｂが含まれる場合、Ｓｂ量は０質量％超え０．０３０質量％以下とすることができる。
【００５７】
ろう材中のＳｒ、Ｎａ、Ｓｂは、いずれもろう材中のＳｉ粒子を微細化し、溶融ろうの流動性を向上させる作用を有している。ろう材中のＳｒ量、Ｎａ量、Ｓｂ量を前記特定の範囲とすることにより、溶融ろうの流動性を高め、ろう付性をより向上させることができる。
【００５８】
（中間材用塊及び中間材）
前記クラッド塊を作製する際に、心材用塊とろう材用塊との間に中間材用塊を配置することにより、クラッド板における心材とろう材との間に中間材用塊からなる中間材を介在させることができる。中間材は、心材及びろう材とは異なる化学成分を有している。中間材は、例えば、Ｍｇ：０．４０〜６．０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有していてもよい。この場合、ろう材及び心材中に、酸化皮膜を破壊する作用を有する金属元素が含まれていてもよいし、当該金属元素が含まれていなくてもよい。
【００５９】
中間材中のＭｇは、心材中のＭｇと同様に、ろう付時の加熱によって拡散してろう材へ移動する。そして、ろう材へ移動したＭｇがろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することにより、フラックスを使用せずにろう付を行うことができる。
【００６０】
中間材中のＭｇ量を０．４０質量％以上とすることにより、ろう材の表面や相手材の表面に存在する酸化皮膜を十分に破壊し、ろう付を行うことができる。中間材中のＭｇ量が０．４０質量％未満の場合には、Ｍｇによる酸化皮膜の破壊が不十分となり、ろう付を行うことができなくなるおそれがある。
【００６１】
一方、中間材中のＭｇ量が過度に多くなると、ブレージングシートの表面にＭｇの酸化物が形成されやすくなる。Ｍｇの酸化物が過度に多くなると、ろう付性の悪化を招くおそれがある。中間材中のＭｇ量を６．０質量％以下とすることにより、Ｍｇの酸化によるろう付性の悪化を回避することができる。
【００６２】
中間材中には、更に、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒのうち１種または２種以上が含まれていてもよい。
【００６３】
中間材中にＭｎが含まれている場合、Ｍｎ量は、０質量％超え２．０質量％以下とすることができる。中間材中のＭｎは、心材中のＭｎと同様に、中間材の強度をより向上させるとともに、中間材の電位を調整し、耐食性をより向上させる作用を有している。しかし、中間材中のＭｎ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において中間材に割れが発生しやすくなる。中間材中のＭｎ量を前記特定の範囲とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつ強度及び耐食性をより向上させることができる。
【００６４】
中間材中にＳｉが含まれている場合、Ｓｉ量は、０質量％超え１．０質量％以下とすることができる。中間材中のＳｉは、心材中のＳｉと同様に、中間材の強度を向上させる作用を有している。しかし、中間材中のＳｉ量が過度に多くなると、中間材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。中間材中のＳｉ量を１．０質量％以下とすることにより、ろう付性の悪化を回避しつつ中間材の強度をより向上させることができる。
【００６５】
中間材中にＦｅが含まれている場合、Ｆｅ量は、０質量％超え１．０質量％以下とすることができる。中間材中のＦｅは、心材中のＦｅと同様に、中間材の強度を向上させる作用を有している。しかし、中間材中のＦｅ量が過度に多くなると、中間材の耐食性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、中間材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの成形性の低下を招くおそれもある。中間材中のＦｅ量を１．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ中間材の強度をより向上させることができる。
【００６６】
中間材中にＣｕが含まれている場合、Ｃｕ量は、０質量％超え２．０質量％以下とすることができる。中間材中のＣｕは、心材中のＣｕと同様に、中間材の強度を向上させる作用を有している。また、Ｃｕは、中間材の電位を調整し、耐食性を向上させる作用を有している。しかし、中間材中のＣｕ量が過度に多くなると、粒界腐食が発生しやすくなる。また、この場合には、中間材の融点が低下し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。中間材中のＣｕ量を２．０質量％以下とすることにより、これらの問題を回避しつつ中間材の強度及び耐食性をより向上させることができる。
【００６７】
中間材中にＺｎが含まれている場合、Ｚｎ量は、０質量％超え６．５０質量％以下とすることができる。中間材中のＺｎは、心材中のＺｎと同様に、中間材の自然電極電位を卑にする作用を有している。中間材の自然電位を卑にすることにより、中間材を犠牲陽極として機能させることができる。しかし、Ｚｎの含有量が過度に多くなると、中間材の自然電極電位が過度に低下し、犠牲防食効果が早期に損なわれるおそれがある。Ｚｎの含有量を６．５０質量％以下とすることにより、中間材による犠牲防食効果をより長期間にわたって維持することができる。
【００６８】
中間材中にＴｉが含まれている場合、Ｔｉ量は、０質量％超え０．２０質量％以下とすることができる。中間材中のＴｉは、心材中のＴｉと同様に、中間材の腐食を層状に進行させ、深さ方向への腐食の進行を抑制する作用を有している。しかし、Ｔｉの含有量が過度に多くなると、中間材中に巨大な析出物が形成されやすくなり、ブレージングシートの製造過程における圧延性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、かえって中間材の耐食性の悪化を招くおそれもある。中間材中のＴｉ量を０．２０質量％以下とすることにより、かかる問題を回避しつつ中間材の深さ方向への腐食の進行をより効果的に抑制することができる。
【００６９】
中間材中にＣｒが含まれている場合、Ｃｒ量は、０質量％超え０．５０質量％以下とすることができる。Ｃｒは、中間材の結晶粒径を大きくし、エロージョンの発生を抑制する作用を有している。しかし、中間材中のＣｒ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において中間材に割れが発生しやすくなる。中間材中のＣｒ量を０．５０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつエロージョンの発生をより効果的に抑制することができる。
【００７０】
中間材中にＺｒが含まれている場合、Ｚｒ量は、０質量％超え０．５０質量％以下とすることができる。Ｚｒは、中間材の結晶粒径を大きくし、エロージョンの発生を抑制する作用を有している。しかし、中間材中のＺｒ量が過度に多くなると、前記ブレージングシートの製造過程において中間材に割れが発生しやすくなる。中間材中のＺｒ量を０．５０質量％以下とすることにより、ブレージングシートの製造性の悪化を回避しつつエロージョンの発生をより効果的に抑制することができる。
【００７１】
（犠牲陽極材用塊及び犠牲陽極材）
前記クラッド塊を作製する際に、心材用塊の一方の面上にろう材用塊を配置し、他方の面上に犠牲陽極材用塊を配置することにより、クラッド板における心材の一方の面上にろう材を配置し、他方の面上に犠牲陽極材用塊からなる犠牲陽極材を配置することができる。犠牲陽極材は、例えば、Ｚｎ、Ｓｎ及びＩｎのうち１種または２種以上を含有するアルミニウム合金から構成されていてもよい。
【００７２】
犠牲陽極材中にＺｎが含まれる場合、Ｚｎ量は、０質量％超え６．５０質量％以下とすることができる。犠牲陽極材中にＳｎが含まれる場合、Ｓｎ量は、０質量％超え０．１０質量％以下とすることができる。犠牲陽極材中にＩｎが含まれる場合、Ｉｎ量は、０質量％超え０．１０質量％以下とすることができる。
【００７３】
犠牲陽極材中のＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎは、ろう材中のＺｎ、Ｓｎ、Ｉｎと同様に、犠牲陽極材の自然電極電位を卑にする作用を有している。犠牲陽極材中のＺｎ量、Ｓｎ量、Ｉｎ量を前記特定の範囲とすることにより、ろう付後のアルミニウム構造体の耐食性をより向上させることができる。
【００７４】
犠牲陽極材中のＺｎ量が６．５０質量％を超える場合、Ｓｎ量が０．１０質量％を超える場合またはＩｎ量が０．１０質量％を超える場合には、犠牲陽極材の自然電極電位が過度に低下するおそれがある。その結果、犠牲陽極材による犠牲防食効果が早期に損なわれるおそれがある。
【００７５】
前記ブレージングシートの製造方法においては、まず、心材用塊と、ろう材用塊とを準備するとともに、必要に応じて、中間材用塊や犠牲陽極材用塊等の他のアルミニウム塊を準備する。これらのアルミニウム塊を所望の順序に重ね合わせてクラッド塊を作製した後、熱間圧延を行う。これにより、隣り合うアルミニウム塊同士を接合してクラッド板を得ることができる。
【００７６】
熱間圧延を行った後、酸を含むエッチング液を用いてエッチングを行うまでの間に、クラッド板に均質化処理、焼鈍等の熱処理、熱間圧延及び冷間圧延を適宜組み合わせて実施し、クラッド板の厚みを所望するブレージングシートの厚みに近づけてもよい。このときのクラッド板の厚みは、所望するブレージングシートの厚み及びエッチング後に行う冷間圧延の圧下率に応じて適宜設定することができる。このようにして得られたクラッド板の表面には、前述した圧延や熱処理によって形成された酸化皮膜が存在している。
【００７７】
前記ブレージングシートの製造方法においては、熱間圧延を行った後、クラッド板のエッチングを行うまでの間に、２０％以上の圧下率でクラッド板に冷間圧延を行うことが好ましい。熱間圧延後のクラッド板の表面には、熱間圧延中に形成された強固な酸化皮膜が存在している。熱間圧延後のクラッド板に冷間圧延を行うことにより、クラッド板の表面に存在する酸化皮膜を分断し、酸化皮膜の小片を形成することができる。
【００７８】
この際、冷間圧延の圧下率を２０％以上とすることにより、酸化皮膜をより細かく分断するとともに、酸化皮膜の小片同士の境界をよりち密に形成することができる。かかるクラッド板にエッチングを行うと、酸化皮膜の小片同士の境界からエッチングが進行し、酸化皮膜と母材との結合をより弱くすることができる。その結果、エッチング後の冷間圧延において、酸化皮膜をさらに細かく分断し、ろう付性をより向上させることができる。
【００７９】
次に、酸を含むエッチング液を用いてクラッド板の表面をエッチングする。エッチングには、より具体的には、クラッド板の表面にエッチング液を接触させる工程と、エッチング液に接触させた後のクラッド板を水洗する工程と、水洗後のクラッド板を乾燥させる工程とが含まれる。
【００８０】
クラッド板の表面にエッチング液を接触させる工程においては、クラッド板の表面に存在する酸化皮膜の厚みを薄くしてもよいし、酸化皮膜を完全に除去してもよい。前者の場合、エッチング後の酸化皮膜の厚みがエッチング前よりも薄くなるため、エッチング後の酸化皮膜はエッチング前に比べて脆弱になる。
【００８１】
また、後者の場合、酸化皮膜を除去した後、冷間圧延を行うまでの間に、クラッド板の表面が外気に接触する。そのため、酸化皮膜を完全に除去した場合においても、冷間圧延を行うまでの間にろう材の表面に酸化皮膜が形成される。しかし、このようにして形成される酸化皮膜は、クラッド板の製造過程において形成される酸化皮膜に比べて脆弱である。
【００８２】
従って、クラッド板の表面に酸を含むエッチング液を接触させることにより、ろう材の表面に存在する酸化皮膜を脆弱化することができる。その結果、後に行う冷間圧延において、酸化皮膜を容易に分断することができる。
【００８３】
エッチングにおけるエッチング量は０．０５〜２ｇ／ｍ2であることが好ましい。エッチング量を０．０５ｇ／ｍ2以上、より好ましくは０．１ｇ／ｍ2以上とすることにより、クラッド板の表面に存在する酸化皮膜を十分に脆弱化し、後に行う冷間圧延において酸化皮膜をより容易に分断することができる。
【００８４】
また、エッチング量を２ｇ／ｍ2以下、より好ましくは０．５ｇ／ｍ2以下とすることにより、酸化皮膜を十分に脆弱化しつつ、エッチングに要する時間を短縮し、ブレージングシートの生産性をより向上させることができる。
【００８５】
前記エッチングにおいて、エッチング液としては、例えば、酸の水溶液を使用することができる。エッチング液中に含まれる酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸及びフッ酸のうち１種または２種以上を使用することができる。酸化皮膜を脆弱化する効果をより高める観点からは、エッチング液中に、酸としてのフッ酸が含まれていることが好ましく、フッ酸とフッ酸以外の無機酸とが含まれていることがより好ましい。無機酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸及びリン酸などの酸から選択される１種または２種以上を使用することができる。無機酸としては、硝酸または硫酸を使用することが特に好ましい。
【００８６】
フッ酸と無機酸とを含むエッチング液を使用することにより、エッチング速度を維持しつつ水溶液中のフッ酸の濃度をより低減することができる。その結果、エッチングをより安全に行うとともに、エッチングによる環境負荷をより低減することができる。
【００８７】
エッチング液には、更に、界面活性剤及び反応促進剤のうち少なくとも一方が含まれていることが好ましく、両方が含まれていることがより好ましい。界面活性剤や反応促進剤を含むエッチング液を用いてエッチングを行うことにより、エッチングに要する時間をより短縮するとともに、反応にムラが生じることを抑制し、ブレージングシート全体を均一にエッチングすることができる。
【００８８】
このようにしてエッチングを行った後、クラッド板を所望の厚みとなるまで冷間圧延し、ブレージングシートを得る。この冷間圧延におけるパス数は１パスであってもよいし、複数パスであってもよい。また、冷間圧延においては、１パス目の圧延を行う前、パス間及び最終パスを行った後に、必要に応じて焼鈍等の熱処理を行うこともできる。
【００８９】
冷間圧延時に焼鈍を行う場合には、エッチング時の水洗等の際に形成されたアルミニウムの水和酸化物から水和水を除去することができる。そのため、この場合には、ろう付時にブレージングシートから放出される水分をより低減し、ろう付中の露点の上昇をより効果的に抑制することができる。その結果、ろう付性をより向上させることができる。
【００９０】
エッチングを行った後の冷間圧延における圧下率は、５〜８０％であることが好ましい。つまり、エッチングを行った後冷間圧延を行う前のクラッド板の厚みと、所望するブレージングシートの厚みとの差が、クラッド板の厚みの５〜８０％であることが好ましい。エッチング後の冷間圧延における圧下率を５％以上、より好ましくは１５％以上、さらに好ましくは２５％以上とすることにより、酸化皮膜をより細かく分断し、ろう付の起点となる酸化皮膜の境界をより多く形成することができる。その結果、ブレージングシートによるろう付性をより向上させることができる。
【００９１】
また、エッチング後の冷間圧延における圧下率を８０％以下、より好ましくは７５％以下とすることにより、冷間圧延時のクラッド板の摩耗を抑制することができる。その結果、冷間圧延時の摩耗粉の発生量をより低減し、摩耗粉によるろう付性の悪化を回避することができる。
【００９２】
以上の製造方法によって得られるブレージングシートにおけるろう材の表面には、複数の小片に分断された酸化皮膜が存在している。ブレージングシートの表面には、冷間圧延油が付着していてもよいし、付着していなくてもよい。例えば、冷間圧延における最終パスの後に焼鈍を行わない場合や、焼鈍における加熱温度が比較的低い場合には、ブレージングシートの表面に冷間加工時に付着した冷間圧延油を残存させることができる。
【００９３】
ブレージングシートの表面の酸化をより効果的に抑制する観点からは、ブレージングシートの表面に冷間圧延油が付着していることが好ましい。この場合、冷間圧延油は、ろう材の表面に存在する酸化皮膜の小片を保護し、酸化皮膜の成長をより効果的に抑制することができる。更に、冷間圧延油は、酸化皮膜の小片同士の隙間に進入し、隙間同士の間に存在するろう材の新生面を外気から保護することができる。これらの結果、ブレージングシートの性能をより長期間に亘って維持することができる。
【００９４】
冷間圧延油の熱分解温度は、２００〜３８０℃であることが好ましい。熱分解温度が２００℃以上である冷間圧延油を使用することにより、ブレージングシートを作製した後、ろう付を行うまでの間における冷間圧延油の揮発量を低減することができる。その結果、ブレージングシートの性能をより長期間に亘って維持することができる。
【００９５】
また、熱分解温度が３８０℃以下である冷間圧延油を使用することにより、ろう付加熱中に、ろう材が溶融し始める前に、確実に冷間圧延油を揮発させることができる。その結果、ろう材表面への冷間圧延油の残留を回避し、ひいてはろう材表面に残留した冷間圧延油によるろう付性の悪化を確実に回避することができる。
【００９６】
ブレージングシートの表面に付着した冷間圧延油の量は、２５０ｍｇ／ｃｍ2以上であることが好ましい。この場合には、酸化皮膜の小片及びろう材の新生面を覆う冷間圧延油の量を十分に多くし、酸化皮膜の成長及びろう材の新生面の酸化をより長期間に亘って抑制することができる。その結果、ブレージングシートの性能をより長期間に亘って維持することができる。
【００９７】
前記の製造方法によって得られたブレージングシートは、フラックスフリーろう付、つまり、不活性ガス雰囲気中においてフラックスを塗布せずに行うろう付に使用することができる。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム等を使用することができる。
【００９８】
フラックスフリーろう付においては、不活性ガス雰囲気中の酸素濃度及び露点が過度に高いとろう付性の悪化を招くおそれがある。しかし、前記ブレージングシートは、前述したように、ろう材の表面に存在する酸化皮膜が予め分断されているため、従来のフラックスフリーろう付に比べて高い酸素濃度及び露点においても、ろう付性の悪化を回避することができる。例えば、前記ブレージングシートを用いてフラックスフリーろう付を行う場合、酸素濃度が１００体積ｐｐｍ以下、露点が−３０℃以下の不活性ガス雰囲気中でろう付を行うことができる。
【００９９】
また、ろう付加熱を開始してからろう材が溶融するまでに要する時間が過度に長くなると、ろう材の表面の酸化が進行し、ろう付性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点から、ブレージングシートの温度が３００℃に到達してからろう材の固相線温度に到達するまでの所要時間が４０分以下となる加熱条件でろう付を行うことが好ましい。
【実施例】
【０１００】
前記ブレージングシートの製造方法の実施例について、以下に説明する。なお、本発明に係るブレージングシートの製造方法の態様は、以下に示す実施例の態様に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。【０１０１】
本例において使用するろう材の化学成分は、表１に示した通りである（合金記号Ａ１〜Ａ３）。また、本例において使用する心材の化学成分は、表２に示した通りである（合金記号Ｂ１〜Ｂ３）。表１及び表２における記号「−」は、当該元素を積極的に添加しておらず、含有量が不可避的不純物としての含有量を超えないことを示す記号である。また、同表における記号「Ｂａｌ．」は、残部であることを示す記号である。【０１０２】
（実験例１）
本例においては、以下に示す製造方法により、心材の片面上にろう材が配置されたブレージングシート（表３、試験材Ｃ１〜Ｃ１７）を作製する。まず、表１に示す化学成分（合金記号Ａ１〜Ａ３）を有するろう材用塊と、表２に示す化学成分（合金記号Ｂ１〜Ｂ３）を有する心材用塊とを作製する。これらのろう材用塊及び心材用塊を表３に示す組み合わせで重ね合わせ、心材用塊の片面上にろう材用塊が配置されたクラッド塊を作製する。【０１０３】
このクラッド塊に熱間圧延を行い、板厚３．０ｍｍのクラッド板を作製する。なお、クラッド板におけるろう材のクラッド率、つまり、クラッド板の厚みに対するろう材の厚みの比率は１０％である。次いで、クラッド板の厚みが０．６５ｍｍとなるまで冷間圧延を行う。なお、この冷間圧延における圧下率は約７８．３％である。【０１０４】
試験材Ｃ１〜Ｃ１４を作製するに当たっては、このようにして得られたクラッド板に脱脂洗浄を行った後、クラッド板のエッチングを行う。クラッド板のエッチングは、具体的には以下の方法により行う。まず、酸を含むエッチング液をクラッド板の表面に接触させる。本例のエッチング液は、表３に示す濃度の酸を含む水溶液である。次いで、クラッド板を水洗してエッチング液を除去した後、クラッド板を乾燥させる。【０１０５】
表３に、クラッド板のエッチングにおけるエッチング量を示す。表３に示したエッチング量は、エッチング液に接触させる前のクラッド板の単位面積当たりの質量と、乾燥させた後のクラッド板の単位面積当たりの質量との差である。【０１０６】
その後、クラッド板の厚みが０．４０ｍｍとなるまで冷間圧延を行うことにより、表３に示すブレージングシート（試験材Ｃ１〜Ｃ１４）を得ることができる。なお、この冷間圧延における圧下率は約３８．５％である。【０１０７】
試験材Ｃ１５〜Ｃ１６を作製するに当たっては、試験材Ｃ１〜Ｃ１４の製造方法における、クラッド板のエッチングと、その後に行う冷間圧延との順序を入れ替えて実施する。つまり、試験材Ｃ１５〜Ｃ１６については、厚み０．６５ｍｍのクラッド板に、更に冷間圧延を行うことにより、クラッド板の厚みを０．４０ｍｍとする。その後、試験材Ｃ１〜Ｃ１４と同様の方法によりクラッド板の脱脂洗浄及びエッチングを行うことにより、試験材Ｃ１５〜Ｃ１６を得ることができる。【０１０８】
試験材Ｃ１７を作製するに当たっては、試験材Ｃ１〜Ｃ１４における、クラッド板のエッチングを省略する。つまり、試験材Ｃ１７については、厚み０．６５ｍｍのクラッド板に脱脂洗浄を行う。その後、エッチングを行うことなく冷間圧延を行って厚みを０．４０ｍｍとすることにより、試験材Ｃ１７を得ることができる。【０１０９】
・間隙充填試験によるろう付性評価
間隙充填試験を行うことにより、各試験材のろう付性を評価することができる。間隙充填試験において使用する試験体１は、図１に示すように、試験材から採取した水平板２と、水平板２のろう材２１上に配置された垂直板３と、を有している。垂直板３は、水平板２に対して直交する向きに配置されている。また、垂直板３の長手方向の一端３１は、水平板２のろう材２１に当接している。なお、本例の水平板２の幅は２５ｍｍであり、長さは６０ｍｍである。また、垂直板３は、ＪＩＳ  Ａ３００３合金から構成された、幅２５ｍｍ、長さ約５５ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム板である。【０１１０】
垂直板３の長手方向における他端３２と水平板２との間には、スペーサー４が介在している。これにより、水平板２と垂直板３との間に、垂直板３の一端３１からスペーサー４側へ向かうにつれて徐々に広がる間隙Ｓが形成されている。なお、本例のスペーサー４は、具体的には直径１．６ｍｍのステンレス鋼製丸線であり、垂直板３が水平板２に当接する位置（一端３１）から水平方向に５５ｍｍ離れた位置に配置されている。【０１１１】
試験体１のろう付は、窒素ガス炉を用いて行う。炉内の雰囲気は１０体積ｐｐｍ以下の酸素濃度を有する窒素ガス雰囲気とする。炉内の温度が１００℃以下である状態で試験体１を炉内に配置し、試験体１を炉内で１０分間放置した後にろう付加熱を開始する。ろう付加熱は、温度が６００℃となるまで試験体の温度を上昇させることにより行う。ろう付加熱が完了した後、ある程度温度が低下するまで試験体を炉内で徐冷し、その後、炉外に試験体を取り出す。【０１１２】
間隙充填試験においては、ろう付後に形成されるフィレットの状態を外観から観察し、間隙を埋める長さによって、ろう付性をＡ〜Ｄで判定した。
Ａ：隙間を埋めるフィレットの長さが３０ｍｍ以上
Ｂ：隙間を埋めるフィレットの長さが２５ｍｍ以上３０ｍｍ未満
Ｃ：隙間を埋めるフィレットの長さが１５ｍｍ以上２５ｍｍ未満
Ｄ：隙間を埋めるフィレットの長さが１５ｍｍ未満
判定ＡおよびＢが実用レベルのろう付性である。間隙充填試験におけるろう付性の結果を表３に示す。【０１１３】
【表１】
2020054564.tif 000003
【０１１４】
【表２】
2020054564.tif 000004
【０１１５】
【表３】
2020054564.tif 000005
【０１１６】
表１〜表３に示すように、試験材Ｃ１〜Ｃ１４は、隙間を埋める長いフィレットを形成する。前述したように、試験材Ｃ１〜Ｃ１４は、厚み０．６５ｍｍのクラッド板にエッチングを行った後、厚みが０．４０ｍｍとなるまで冷間圧延を行うことにより作製されている。そのため、これらの試験材の表面には、上述したように、冷間圧延によって分断された複数の酸化皮膜の小片が存在し、小片間の多数の境界がろう材溶融時における酸化膜破壊の起点となってろう材の流動性が向上したことにより、優れた結果が得られたものと考えられる。【０１１７】
一方、試験材Ｃ１５〜Ｃ１６は、冷間圧延によってクラッド板の厚みを０．４０ｍｍにした後にエッチングを行っている。そのため、これらの試験材の表面に存在する酸化皮膜は、試験材Ｃ１〜Ｃ１４のように分断されていないため、たとえ、全体的に脆弱であっても、上述したような酸化膜破壊の起点となりやすい小片間の境界が存在していないため、優れた結果が得られなかったものと考えられる。【０１１８】
また、試験材Ｃ１７は、その製造過程においてエッチングを実施していないため、熱間圧延等の際に形成された強固な酸化皮膜が残存しているため、ろう材溶融時にろう材表面の酸化膜の破壊が十分に行われず、優れた結果が得られなかったと考えられる。【０１１９】
これらの結果、試験材Ｃ１〜Ｃ１４は、試験材Ｃ１５〜Ｃ１７に比べて優れたろう付性を有していることが理解できる。また、試験材Ｃ１〜Ｃ１４は、ろう付雰囲気中の酸素濃度及び露点の変動によるろう付性の悪化を試験材Ｃ１５〜Ｃ１７よりも抑制することができる。【０１２０】
（実験例２）
本例は、冷間圧延における圧下率を変更する場合の例である。本例の試験材Ｄ１〜Ｄ３は、熱間圧延の後エッチングを行うまでの間に行う冷間圧延の圧下率、エッチング後の冷間圧延における圧下率を表４に示すように変更する以外は、実験例１と同様の方法により作製することができる。これらの試験材における間隙充填試験の結果を表４に示す。【０１２１】
【表４】
2020054564.tif 000006
【０１２２】
表４に示したように、試験材Ｄ１〜Ｄ３は、エッチング前の冷間圧延における圧下率が２０％以上であり、かつ、エッチング後の冷間圧延における圧下率が５％以上である。これらの試験材は、隙間充填試験において隙間を埋める長いフィレットを形成する。また、ろう付雰囲気中の酸素濃度及び露点の変動によるろう付性の悪化を抑制することができる。
【図１】
2020054564.tif 000007
【国際調査報告】
2020054564.tif 000008
2020054564.tif 000009
2020054564.tif 000010
2020054564.tif 000011