ろう付け用複合材及びろう付け方法並びにろう付け製品
【課題】 ろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）を低減し、かつ加工性と耐食性に優れ、製造コストが安価なろう付け用複合材を提供する。
【解決手段】 母材２とろう材部３とが複合一体化され、ろう材部３を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材１において、母材２がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、ろう材部３が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層４と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層５と、ＮｉあるいはＮｉ合金４からなる層とで構成され、ろう材部３に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上のものである。
【解決手段】 母材２とろう材部３とが複合一体化され、ろう材部３を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材１において、母材２がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、ろう材部３が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層４と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層５と、ＮｉあるいはＮｉ合金４からなる層とで構成され、ろう材部３に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上のものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け機能を有し、特に、ろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）の低減を図ったろう付け用複合材及びろう付け方法並びにろう付け製品に関する。
【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ろう材が使用されている。ステンレス基クラッドろう材は、ステンレス板の片面、あるいは両面にろう材としての機能を有するＣｕがクラッドされている。
【０００３】
また、ステンレス鋼やＮｉ基およびＣｏ合金などの部品のろう付け材として、接合部の耐食性に優れる各種Ｎｉろうに、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ合金のうち選ばれた金属粉末を４〜２５ｗｔ．％添加して構成されるＮｉろう材が提案されている。
【０００４】
また、自己ろう付け性複合材を作る方法として、Ｎｉ−Ｔｉ複合材の製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９９５９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車用オイルクーラの接合材にステンレス基クラッドろう材を使用した場合、ろう材としてのＣｕは使用上の耐熱性及び耐食性に全く問題はない。
【０００８】
しかしながら、ステンレス基クラッドろう材を燃料電池用熱交換器、あるいはＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排ガス再循環装置）クーラ接合用など、耐食・耐熱環境下でろう材として使用した場合、耐熱性及び耐食性に著しい問題が生じる。
【０００９】
すなわち、燃料電池用熱交換器やＥＧＲクーラ内には、高温かつ腐食性の高い溶液あるいは排気ガスが循環されるため、従来のＣｕろう材では、耐熱性及び耐食性が十分でなく使用ができない。
【００１０】
特許文献１に記載されているようなＮｉ−Ｔｉ複合材は、ろう材として機能する合金の特定の組成範囲において、ろう付け時にろう材が母材を大幅に侵食し、母材の薄肉化が生じてしまう。その結果、ろう付け接合の強度低下が問題となる。
【００１１】
特許文献２に記載されているＮｉろう材、及びＪＩＳ記載のＮｉろう材は、粉末状であるため、接合部毎に粉末ろう材を塗布する作業が必要になる。よって、多大な労力を費やし、製品の生産性が著しく悪く、高コストな製品とならざるを得ない。また、同じくＪＩＳに記載のアモルファスＮｉろう材は非常に脆いため、加工及びろう付け組み立て時の取り扱いが難しく、製造コストが高い。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）を低減し、かつ加工性と耐食性に優れ、製造コストが安価なろう付け用複合材及びろう付け方法並びに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】
【００１３】
本発明者らは、上記の目的を達成するため、母材の侵食が少なく、かつ加工性と耐食性に優れ、さらにろう付け（ろう付）加工のコストを大幅に低減させるろう付け用複合材の構成について鋭意研究の上、種々検討した結果、ろう材としての材料を所定の構成に選定したろう付け用複合材に関する本発明を完成するに至った。
【００１４】
また、本発明者らは、上記のろう付け用複合材を他の部材にろう付け接合する際、所定の温度プロファイルでろう付け作業を行うろう付け方法、並びにその方法を用いて組み立てたろう付け製品に関する本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和に対するＴｉの重量の比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であるろう付け用複合材である。
【００１６】
請求項２の発明は、母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であるろう付け用複合材である。
【００１７】
請求項３の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含む請求項２記載のろう付け用複合材である。
【００１８】
請求項４の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がインバー合金である請求項２または３記載のろう付け用複合材である。
【００１９】
請求項５の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がステンレス鋼である請求項２または３記載のろう付け用複合材である。
【００２０】
請求項６の発明は、上記ろう材部がＰを０．０２〜１０重量％含む請求項１〜５いずれかに記載のろう付け用複合材である。
【００２１】
請求項７の発明は、上記母材がステンレス鋼である請求項１〜６いずれかに記載のろう付け用複合材である。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれかに記載されたろう付け用複合材を、上記ろう材部を介して他の部材にろう付け接合する際、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１で一旦上記ろう材部を溶融させた後、温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、上記ろう付け用複合材と上記他の部材とをろう付け接合するろう付け方法である。
【００２３】
請求項９の発明は、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１を１０〜６００秒保持する請求項８記載のろう付け方法である。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項８または９に記載された方法を用いて組み立てたろう付け製品である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、特にろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）を低減し、かつ加工性と耐食性に優れ、製造コストが安価であ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】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好適な第１の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【００２８】
図１に示すように、第１の実施の形態に係るろう付け用（ろう付け加工用）複合材１は、母材（基材）２とろう材部（ろう形成部、あるいはクラッドろう材）３とが複合一体化されて構成される。この複合材１は、ろう材部３を介して図示しない他の部材にろう付け接合（加工）するために用いられる。
【００２９】
母材２は、ＦｅあるいはＦｅ系合金で板状に形成される。Ｆｅ系合金としては、例えば、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼を用いる。
【００３０】
ろう材部３は、母材２の表面から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる板状の層４と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる板状の層５と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる板状の層４とを積層して構成される３層構造である。
【００３１】
ろう材部３に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比（ろう材部３中のＴｉ重量比）ｂ／（ａ＋ｂ）は、０．３８以上、好ましくは０．３８〜０．６０、より好ましくは０．３８〜０．５５である。
【００３２】
ｂ／（ａ＋ｂ）を０．３８以上にするのは、０．３８未満であると、ろう材部３に含まれるＴｉが少ないため、ろう材部３の融点が必要以上に低くなり、ろう付け時にろう材部３が母材２を侵食し、母材２の薄肉化が生じる（母材２の食われが大きくなる）からである。
【００３３】
次に、ろう付け用複合材１のろう付け方法を説明する。
【００３４】
まず、ろう材部３の最外層であるＮｉあるいはＮｉ合金からなる層４と、ろう付け接合したい他の部材とを接触させ、ろう付け時に、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理（温度）パターン７１にしたがい、ろう付け作業を実施する。
【００３５】
熱処理パターン７１は、昇温工程７１ａと、第１保温工程７１ｂと、第１降温工程７１ｃと、第２保温工程７１ｄと、第２降温工程７１ｅとからなる温度プロファイルを有する。
【００３６】
昇温工程７１ａは、室温付近からろう材部３の融点以上の温度（初期保持温度）ｔ１まで複合材１と他の部材を昇温する工程である。
【００３７】
第１保温工程７１ｂは、温度ｔ１を１０〜６００秒、好ましくは１０〜３００秒、さらに好ましくは１０〜１８０秒保持し、一旦ろう材部３を溶融させる工程である。温度ｔ１を１０〜６００秒保持するのは、１０秒未満であると、ろう材部３が十分に溶融せず、６００秒を超えると、ろう材部３中に母材２が溶け出し、ろう付け後の母材２の残存率が低下するからである。
【００３８】
第１降温工程７１ｃは、温度ｔ１から温度ｔ１より低い温度（２次保持温度）ｔ２まで複合材１と他の部材を降温する工程である。
【００３９】
第２保温工程７１ｄは、温度ｔ１より５〜１００℃、好ましくは１０〜１００℃、より好ましくは２５〜１００℃、さらに好ましくは４０〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、ろう材部３の各層４，５，４を固相拡散して合金化する工程である。温度ｔ１，ｔ２は、５℃≦（ｔ１−ｔ２）≦１００℃を満たす。
【００４０】
温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持するのは、５℃以上低い温度であれば、ろう材部３中に母材２が溶け出すのを防止でき、ろう付け後の母材２の残存率が向上するからである。一般に、温度ｔ２は１０００℃以上の高温域となるため、実際（実用レベル）では、このような高温域で５℃以下の温度を制御するのが難しいためでもある。また、１００℃よりも低い温度にすると、湯流れ性の低下が発生するからである。
【００４１】
第２降温工程７１ｅは、温度ｔ２から室温付近まで複合材１と他の部材を降温する工程である。以上の各工程７１ａ〜７１ｅを終えると、複合材１と他の部材とがろう付け接合される。
【００４２】
このろう付け方法を用いて、ろう付け用複合材１と他の部材とをろう付け接合し、所定の形状に加工するなどして組み立てれば、例えば、熱交換器（排ガス再循環装置（ＥＧＲ）用クーラや燃料電池改質器用クーラなど）および燃料電池用部材などのろう付け製品が得られる。
【００４３】
第１の実施の形態の作用を説明する。
【００４４】
ろう付け用複合材１は、ろう材部３が母材２側から順にＮｉまたはＮｉ合金層４，ＴｉまたはＴｉ合金層５，ＮｉまたはＮｉ合金層４で構成され、本来、高融点のＮｉ、Ｎｉ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金を含む組成であるが、ろう付け時にろう材部３の融点が単体のＮｉやＴｉよりも下がるので、ろう付けが可能となる。
【００４５】
複合材１は、ろう材部３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）を０．３８以上に調整しているため、ろう材部３の融点が最適な温度になり、ろう付けによる母材２の薄肉化（母材食われ）を低減でき、ろう付け接合部の信頼性が向上する。
【００４６】
複合材１は、従来のＣｕろう材に比べて耐熱性、耐食性に優れている。さらに、複合材１は、母材２とろう材部３とが複合一体化されているため、従来の粉末Ｎｉろう材に比べて、加工及びろう付け組み立て時の取り扱いが簡単であり、複合材１自体やろう付け製品の加工性、生産性に優れ、製造コストが安価である。
【００４７】
また、ろう付け用複合材１のろう付け方法によれば、ろう材部３の融点以上の温度ｔ１で一旦ろう材部３を溶融させることで、湯流れ性の低下を防止できる。さらに、ろう材部３の溶融後、温度ｔ１より低い温度ｔ２で保持することで、ろう材部３の各層４，５，４が固相拡散して合金化するため、ろう材部３中に母材２が溶け出すのを防止でき、ろう付け後の母材２の残存率を向上できる。
【００４８】
第１の実施の形態では、母材２の表面にろう材部３を複合一体化した例で説明したが、図２に示す第２の実施の形態に係るろう付け用複合材２１のように、母材２の両面にろう材部３，３をクラッドして複合一体化してもよい。
【００４９】
また、図３に示す第３の実施の形態に係るろう付け用複合材３１のように、棒状、あるいはワイヤ状の母材２の外周に、順に各層４，５，４をめっき、あるいは造管法によって複合一体化してもよい。
【００５０】
次に、第４の実施の形態を説明する。
【００５１】
図４に示すように、ろう付け用複合材４１は、母材２とろう材部４３とが複合一体化されて構成される。ろう材部４３は、図１のろう材部３の最外層となるＮｉまたはＮｉ合金からなる層４の代わりに、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層４４を用いたものである。
【００５２】
ろう材部４３を構成するＦｅ系合金としては、例えば、インバー（登録商標）合金、ステンレス鋼を用いる。さらに、ろう材部４３を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含むものでもよい。これは、Ｆｅ系合金がＮｉを含むと、ろう付けの際、ろう材部４３の混合（溶融反応）が促進されることによって湯流れ性が向上するからである。また、Ｆｅ系合金がＣｒを含むと、ろう材部４３の耐食性が向上するからである。
【００５３】
ろう付け用複合材４１のろう付け方法は、図７で説明したろう付け用複合材１のろう付け方法と同じである。
【００５４】
一般に、ろう付け用複合材とろう付け接合される他の部材は、ＦｅあるいはＦｅ系合金であることが多い。ろう付け用複合材４１は、最外層がＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層４４なので、ＦｅあるいはＦｅ系合金などで構成される他の部材との接合性がよく、また、他の部材の食われを抑制できる。このろう付け用複合材４１やそのろう付け方法によっても、上述と同じ作用効果が得られる。
【００５５】
第４の実施の形態では、母材２の表面にろう材部４３を複合一体化した例で説明したが、図５に示す第５の実施の形態に係るろう付け用複合材５１のように、母材２の両面にろう材部４３，４３をクラッドして複合一体化してもよい。
【００５６】
また、図６に示す第６の実施の形態に係るろう付け用複合材６１のように、棒状、あるいはワイヤ状の母材２の外周に、順に各層４，５，４４をめっき、あるいは造管法によって複合一体化してもよい。
【００５７】
さらに、別の実施の形態として、上述したろう材部３，４３にＰを添加することで、ろう材部３，４３がＰを０．０２〜１０重量％、好ましくは０．０２〜５．０重量％含むようにしてもよい。この場合、ろうの湯流れ性や耐酸化性がさらに向上する。ろう材部３，４３がＰを０．０２〜１０重量％含むようにするのは、Ｐの添加量が０．０２重量未満であると、湯流れ性や耐酸化性の向上効果が十分に得られないからである。また、Ｐの添加量が１０重量％を超えると、接合させる母材２の種類によっては、ろう付け後の強度低下が発生するからである。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
ＳＵＳ３０４条の表面から順に、Ｎｉ条（厚さ０．２３ｍｍ）、Ｔｉ条（厚さ１．０ｍｍ）、Ｎｉ条（厚さ０．２３ｍｍ）を圧延法によりクラッドし、複合材１を作製した。さらに圧延を繰り返し、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｎｉ層の合計の厚さを７０μｍとした。ろう材部３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）は０．５３である。圧延後の複合材１を用い、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン７１でろう付け作業を行い（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１２００℃）、ろう付け特性を評価した。
【００５９】
（実施例２）
ｔ１を１２５０℃、ｔ２を１１５０℃とする以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６０】
（実施例３）
Ｎｉ条の厚さを０．４２ｍｍとする（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３８）以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６１】
（実施例４）
ＳＵＳ３０４条の表面から順に、Ｎｉ条（厚さ０．４６ｍｍ）、Ｔｉ条（厚さ１．０ｍｍ）、Ｆｅ条（厚さ０．１２ｍｍ）を圧延法によりクラッドし、複合材１を作製した。さらに圧延を繰り返し、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ層の合計の厚さを７０μｍとした。ろう材部４３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）は０．５３である。圧延後の複合材１を用い、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン７１でろう付け作業を行い（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１１５０℃）、ろう付け特性を評価した。
【００６２】
（比較例１）
図８に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン８１でろう付け作業を行う（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１１００℃）以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。熱処理パターン８１は、（ｔ１−ｔ２）＞１００℃である以外、図７の熱処理パターン７１とほぼ同じである。
【００６３】
（比較例２）
図９に示す温度プロファイルを有する通常の熱処理パターン９１でろう付け作業を行う（ｔ１＝１２５０℃、ｔ１＝１１５０℃の２通り）以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。熱処理パターン９１は、図７の熱処理パターン７１や図８の熱処理パターン８１のような第２保温工程がなく、温度ｔ１，ｔ２が等しい。
【００６４】
（比較例３）
Ｎｉ条の厚さを０．４７ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３５）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６５】
（比較例４）
Ｎｉ条の厚さを０．４５５ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３６）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６６】
（比較例５）
Ｎｉ条の厚さを０．４４ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３７）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６７】
（従来例１）
複合材の材料としてＳＵＳ３０４条、Ｃｕ条を用い、圧延法により２層構造のクラッドろう材を作製した。また、Ｃｕの厚さは７０μｍになるように圧延加工を行った。圧延後の複合材を用い、図９の熱処理パターン９１でろう付け作業を行い、ろう付け性を評価した。
【００６８】
（従来例２）
ＳＵＳ３０４条の片面に市販の粉末Ｎｉろう材（Ｎｉ−１９ｗｔ％Ｃｒ−１０ｗｔ％Ｓｉ）を合成樹脂バインダで溶いたものを塗布し、複合材を作製した。この複合材を用い、図９に示す熱処理パターン９１でろう付け作業を行い、ろう付け性を評価した。
【００６９】
表１は、実施例１〜４、比較例１〜５、および従来例１，２の各複合材の構成、ろう付け時の熱処理パターン、温度ｔ１，ｔ２、ろう付け後の母材の残存率、腐食発生の有無、フィレット形成状態（湯流れ性）、ろう付け生産性を比較し、各複合材の総合評価を示したものである。表１中の○は良好、×は不良を示す。
【００７０】
母材の残存率については、ろう付け前後の母材の板厚変化を断面観察によって測定し、板厚の平均減少率および最大減少率について評価した。湯流れ性については、ろう材部と母材を一体化した複合材の表面にＳＵＳ３０４パイプをのせ、各熱処理パターンでろう付けを行った際のろう付け接合部のフィレット形状およびフィレットの断面積により評価した。腐食試験は、塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオンを含んだ腐食性溶液中に試料を１０００ｈ浸漬し、取り出した後のろう付け接合部について詳細な観察を行い、腐食発生の有無を調査した。また、併せて試験後の溶液を分析し、浸漬試験によるろう材から試験液へ溶出した溶出物の定量比較を行い腐食の程度を判断した。
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１に示すように、実施例１，２は、同じろう材構造と組成（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．５３）であり、図７の熱処理パターン７１（温度ｔ１と温度ｔ２の温度差Δがそれぞれ５０，１００℃）でろう付けを行っているので、ろう付けによる母材２の板厚減少が極めて少なく、それにより、ろう付け部接合部において十分な接合強度を得ることができた。
【００７３】
一方、比較例１は、実施例１，２と同じろう材構造・組成でも、図８の熱処理パターン８１（Δ：１５０℃）でろう付けを行っているので、湯流れ性が悪いという問題が生じることがわかった。
【００７４】
また、比較例２のように、図９の通常の熱処理パターン９１でろう付けを行うと、ろう付け温度ｔ１が１１５０℃では十分にろうが溶融しない。また、ろう付け温度ｔ１が１２５０℃の場合は、温度ｔ１を保持する時間が図７の熱処理パターン７１や図８の熱処理パターン８１よりも長いので、母材２の食われが著しいことがわかった。
【００７５】
実施例３のように、実施例１，２と同じろう材構造、実施例２と同じ熱処理パターン７１（Δ：１００℃）で、ろう材の組成を変化させた場合、ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８では、良好なろう付け特性が得られた。
【００７６】
一方、比較例３〜５は、ｂ／（ａ＋ｂ）がそれぞれ０．３５，０．３６，０．３７なので、母材２の食われが大きいという問題が生じた。
【００７７】
実施例４のように、Ｆｅ／Ｔｉ／Ｎｉ／ＳＵＳのろう材構造を有する場合も、良好な接合を得ることができた。
【００７８】
従来例１は、湯流れ性に優れ、母材の食われも少なく、良好なろう付け性能が得られたものの、ろう材がＣｕなので耐食性が十分でなく、腐食が発生して高腐食環境での使用に耐えられないという結果となった。
【００７９】
従来例２では、母材の食われが少なく、耐食性や湯流れ性も良好であるが、粉末ろう材であること、さらに有機物系のバインダを用いることなどから、ろう付け生産性が著しく低下してしまう。
【００８０】
一方、実施例１〜４は複合材であるため、ろう付け生産性が著しく向上することは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図７】本実施の形態に係るろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【図８】比較例（比較例２を除く）のろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【図９】比較例２および従来例のろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ ろう付け用複合材
２ 母材
３ ろう材部
４ ＮｉあるいはあるいはＮｉ合金からなる層
５ ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け機能を有し、特に、ろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）の低減を図ったろう付け用複合材及びろう付け方法並びにろう付け製品に関する。
【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ろう材が使用されている。ステンレス基クラッドろう材は、ステンレス板の片面、あるいは両面にろう材としての機能を有するＣｕがクラッドされている。
【０００３】
また、ステンレス鋼やＮｉ基およびＣｏ合金などの部品のろう付け材として、接合部の耐食性に優れる各種Ｎｉろうに、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ合金のうち選ばれた金属粉末を４〜２５ｗｔ．％添加して構成されるＮｉろう材が提案されている。
【０００４】
また、自己ろう付け性複合材を作る方法として、Ｎｉ−Ｔｉ複合材の製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９９５９２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車用オイルクーラの接合材にステンレス基クラッドろう材を使用した場合、ろう材としてのＣｕは使用上の耐熱性及び耐食性に全く問題はない。
【０００８】
しかしながら、ステンレス基クラッドろう材を燃料電池用熱交換器、あるいはＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排ガス再循環装置）クーラ接合用など、耐食・耐熱環境下でろう材として使用した場合、耐熱性及び耐食性に著しい問題が生じる。
【０００９】
すなわち、燃料電池用熱交換器やＥＧＲクーラ内には、高温かつ腐食性の高い溶液あるいは排気ガスが循環されるため、従来のＣｕろう材では、耐熱性及び耐食性が十分でなく使用ができない。
【００１０】
特許文献１に記載されているようなＮｉ−Ｔｉ複合材は、ろう材として機能する合金の特定の組成範囲において、ろう付け時にろう材が母材を大幅に侵食し、母材の薄肉化が生じてしまう。その結果、ろう付け接合の強度低下が問題となる。
【００１１】
特許文献２に記載されているＮｉろう材、及びＪＩＳ記載のＮｉろう材は、粉末状であるため、接合部毎に粉末ろう材を塗布する作業が必要になる。よって、多大な労力を費やし、製品の生産性が著しく悪く、高コストな製品とならざるを得ない。また、同じくＪＩＳに記載のアモルファスＮｉろう材は非常に脆いため、加工及びろう付け組み立て時の取り扱いが難しく、製造コストが高い。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）を低減し、かつ加工性と耐食性に優れ、製造コストが安価なろう付け用複合材及びろう付け方法並びに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】
【００１３】
本発明者らは、上記の目的を達成するため、母材の侵食が少なく、かつ加工性と耐食性に優れ、さらにろう付け（ろう付）加工のコストを大幅に低減させるろう付け用複合材の構成について鋭意研究の上、種々検討した結果、ろう材としての材料を所定の構成に選定したろう付け用複合材に関する本発明を完成するに至った。
【００１４】
また、本発明者らは、上記のろう付け用複合材を他の部材にろう付け接合する際、所定の温度プロファイルでろう付け作業を行うろう付け方法、並びにその方法を用いて組み立てたろう付け製品に関する本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和に対するＴｉの重量の比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であるろう付け用複合材である。
【００１６】
請求項２の発明は、母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であるろう付け用複合材である。
【００１７】
請求項３の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含む請求項２記載のろう付け用複合材である。
【００１８】
請求項４の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がインバー合金である請求項２または３記載のろう付け用複合材である。
【００１９】
請求項５の発明は、上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がステンレス鋼である請求項２または３記載のろう付け用複合材である。
【００２０】
請求項６の発明は、上記ろう材部がＰを０．０２〜１０重量％含む請求項１〜５いずれかに記載のろう付け用複合材である。
【００２１】
請求項７の発明は、上記母材がステンレス鋼である請求項１〜６いずれかに記載のろう付け用複合材である。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれかに記載されたろう付け用複合材を、上記ろう材部を介して他の部材にろう付け接合する際、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１で一旦上記ろう材部を溶融させた後、温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、上記ろう付け用複合材と上記他の部材とをろう付け接合するろう付け方法である。
【００２３】
請求項９の発明は、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１を１０〜６００秒保持する請求項８記載のろう付け方法である。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項８または９に記載された方法を用いて組み立てたろう付け製品である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、特にろう付けによる母材の薄肉化（母材食われ）を低減し、かつ加工性と耐食性に優れ、製造コストが安価であ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】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好適な第１の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【００２８】
図１に示すように、第１の実施の形態に係るろう付け用（ろう付け加工用）複合材１は、母材（基材）２とろう材部（ろう形成部、あるいはクラッドろう材）３とが複合一体化されて構成される。この複合材１は、ろう材部３を介して図示しない他の部材にろう付け接合（加工）するために用いられる。
【００２９】
母材２は、ＦｅあるいはＦｅ系合金で板状に形成される。Ｆｅ系合金としては、例えば、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼を用いる。
【００３０】
ろう材部３は、母材２の表面から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる板状の層４と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる板状の層５と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる板状の層４とを積層して構成される３層構造である。
【００３１】
ろう材部３に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比（ろう材部３中のＴｉ重量比）ｂ／（ａ＋ｂ）は、０．３８以上、好ましくは０．３８〜０．６０、より好ましくは０．３８〜０．５５である。
【００３２】
ｂ／（ａ＋ｂ）を０．３８以上にするのは、０．３８未満であると、ろう材部３に含まれるＴｉが少ないため、ろう材部３の融点が必要以上に低くなり、ろう付け時にろう材部３が母材２を侵食し、母材２の薄肉化が生じる（母材２の食われが大きくなる）からである。
【００３３】
次に、ろう付け用複合材１のろう付け方法を説明する。
【００３４】
まず、ろう材部３の最外層であるＮｉあるいはＮｉ合金からなる層４と、ろう付け接合したい他の部材とを接触させ、ろう付け時に、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理（温度）パターン７１にしたがい、ろう付け作業を実施する。
【００３５】
熱処理パターン７１は、昇温工程７１ａと、第１保温工程７１ｂと、第１降温工程７１ｃと、第２保温工程７１ｄと、第２降温工程７１ｅとからなる温度プロファイルを有する。
【００３６】
昇温工程７１ａは、室温付近からろう材部３の融点以上の温度（初期保持温度）ｔ１まで複合材１と他の部材を昇温する工程である。
【００３７】
第１保温工程７１ｂは、温度ｔ１を１０〜６００秒、好ましくは１０〜３００秒、さらに好ましくは１０〜１８０秒保持し、一旦ろう材部３を溶融させる工程である。温度ｔ１を１０〜６００秒保持するのは、１０秒未満であると、ろう材部３が十分に溶融せず、６００秒を超えると、ろう材部３中に母材２が溶け出し、ろう付け後の母材２の残存率が低下するからである。
【００３８】
第１降温工程７１ｃは、温度ｔ１から温度ｔ１より低い温度（２次保持温度）ｔ２まで複合材１と他の部材を降温する工程である。
【００３９】
第２保温工程７１ｄは、温度ｔ１より５〜１００℃、好ましくは１０〜１００℃、より好ましくは２５〜１００℃、さらに好ましくは４０〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、ろう材部３の各層４，５，４を固相拡散して合金化する工程である。温度ｔ１，ｔ２は、５℃≦（ｔ１−ｔ２）≦１００℃を満たす。
【００４０】
温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持するのは、５℃以上低い温度であれば、ろう材部３中に母材２が溶け出すのを防止でき、ろう付け後の母材２の残存率が向上するからである。一般に、温度ｔ２は１０００℃以上の高温域となるため、実際（実用レベル）では、このような高温域で５℃以下の温度を制御するのが難しいためでもある。また、１００℃よりも低い温度にすると、湯流れ性の低下が発生するからである。
【００４１】
第２降温工程７１ｅは、温度ｔ２から室温付近まで複合材１と他の部材を降温する工程である。以上の各工程７１ａ〜７１ｅを終えると、複合材１と他の部材とがろう付け接合される。
【００４２】
このろう付け方法を用いて、ろう付け用複合材１と他の部材とをろう付け接合し、所定の形状に加工するなどして組み立てれば、例えば、熱交換器（排ガス再循環装置（ＥＧＲ）用クーラや燃料電池改質器用クーラなど）および燃料電池用部材などのろう付け製品が得られる。
【００４３】
第１の実施の形態の作用を説明する。
【００４４】
ろう付け用複合材１は、ろう材部３が母材２側から順にＮｉまたはＮｉ合金層４，ＴｉまたはＴｉ合金層５，ＮｉまたはＮｉ合金層４で構成され、本来、高融点のＮｉ、Ｎｉ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金を含む組成であるが、ろう付け時にろう材部３の融点が単体のＮｉやＴｉよりも下がるので、ろう付けが可能となる。
【００４５】
複合材１は、ろう材部３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）を０．３８以上に調整しているため、ろう材部３の融点が最適な温度になり、ろう付けによる母材２の薄肉化（母材食われ）を低減でき、ろう付け接合部の信頼性が向上する。
【００４６】
複合材１は、従来のＣｕろう材に比べて耐熱性、耐食性に優れている。さらに、複合材１は、母材２とろう材部３とが複合一体化されているため、従来の粉末Ｎｉろう材に比べて、加工及びろう付け組み立て時の取り扱いが簡単であり、複合材１自体やろう付け製品の加工性、生産性に優れ、製造コストが安価である。
【００４７】
また、ろう付け用複合材１のろう付け方法によれば、ろう材部３の融点以上の温度ｔ１で一旦ろう材部３を溶融させることで、湯流れ性の低下を防止できる。さらに、ろう材部３の溶融後、温度ｔ１より低い温度ｔ２で保持することで、ろう材部３の各層４，５，４が固相拡散して合金化するため、ろう材部３中に母材２が溶け出すのを防止でき、ろう付け後の母材２の残存率を向上できる。
【００４８】
第１の実施の形態では、母材２の表面にろう材部３を複合一体化した例で説明したが、図２に示す第２の実施の形態に係るろう付け用複合材２１のように、母材２の両面にろう材部３，３をクラッドして複合一体化してもよい。
【００４９】
また、図３に示す第３の実施の形態に係るろう付け用複合材３１のように、棒状、あるいはワイヤ状の母材２の外周に、順に各層４，５，４をめっき、あるいは造管法によって複合一体化してもよい。
【００５０】
次に、第４の実施の形態を説明する。
【００５１】
図４に示すように、ろう付け用複合材４１は、母材２とろう材部４３とが複合一体化されて構成される。ろう材部４３は、図１のろう材部３の最外層となるＮｉまたはＮｉ合金からなる層４の代わりに、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層４４を用いたものである。
【００５２】
ろう材部４３を構成するＦｅ系合金としては、例えば、インバー（登録商標）合金、ステンレス鋼を用いる。さらに、ろう材部４３を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含むものでもよい。これは、Ｆｅ系合金がＮｉを含むと、ろう付けの際、ろう材部４３の混合（溶融反応）が促進されることによって湯流れ性が向上するからである。また、Ｆｅ系合金がＣｒを含むと、ろう材部４３の耐食性が向上するからである。
【００５３】
ろう付け用複合材４１のろう付け方法は、図７で説明したろう付け用複合材１のろう付け方法と同じである。
【００５４】
一般に、ろう付け用複合材とろう付け接合される他の部材は、ＦｅあるいはＦｅ系合金であることが多い。ろう付け用複合材４１は、最外層がＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層４４なので、ＦｅあるいはＦｅ系合金などで構成される他の部材との接合性がよく、また、他の部材の食われを抑制できる。このろう付け用複合材４１やそのろう付け方法によっても、上述と同じ作用効果が得られる。
【００５５】
第４の実施の形態では、母材２の表面にろう材部４３を複合一体化した例で説明したが、図５に示す第５の実施の形態に係るろう付け用複合材５１のように、母材２の両面にろう材部４３，４３をクラッドして複合一体化してもよい。
【００５６】
また、図６に示す第６の実施の形態に係るろう付け用複合材６１のように、棒状、あるいはワイヤ状の母材２の外周に、順に各層４，５，４４をめっき、あるいは造管法によって複合一体化してもよい。
【００５７】
さらに、別の実施の形態として、上述したろう材部３，４３にＰを添加することで、ろう材部３，４３がＰを０．０２〜１０重量％、好ましくは０．０２〜５．０重量％含むようにしてもよい。この場合、ろうの湯流れ性や耐酸化性がさらに向上する。ろう材部３，４３がＰを０．０２〜１０重量％含むようにするのは、Ｐの添加量が０．０２重量未満であると、湯流れ性や耐酸化性の向上効果が十分に得られないからである。また、Ｐの添加量が１０重量％を超えると、接合させる母材２の種類によっては、ろう付け後の強度低下が発生するからである。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
ＳＵＳ３０４条の表面から順に、Ｎｉ条（厚さ０．２３ｍｍ）、Ｔｉ条（厚さ１．０ｍｍ）、Ｎｉ条（厚さ０．２３ｍｍ）を圧延法によりクラッドし、複合材１を作製した。さらに圧延を繰り返し、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｎｉ層の合計の厚さを７０μｍとした。ろう材部３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）は０．５３である。圧延後の複合材１を用い、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン７１でろう付け作業を行い（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１２００℃）、ろう付け特性を評価した。
【００５９】
（実施例２）
ｔ１を１２５０℃、ｔ２を１１５０℃とする以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６０】
（実施例３）
Ｎｉ条の厚さを０．４２ｍｍとする（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３８）以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６１】
（実施例４）
ＳＵＳ３０４条の表面から順に、Ｎｉ条（厚さ０．４６ｍｍ）、Ｔｉ条（厚さ１．０ｍｍ）、Ｆｅ条（厚さ０．１２ｍｍ）を圧延法によりクラッドし、複合材１を作製した。さらに圧延を繰り返し、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ層の合計の厚さを７０μｍとした。ろう材部４３中のＴｉ重量比ｂ／（ａ＋ｂ）は０．５３である。圧延後の複合材１を用い、図７に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン７１でろう付け作業を行い（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１１５０℃）、ろう付け特性を評価した。
【００６２】
（比較例１）
図８に示す温度プロファイルを有する熱処理パターン８１でろう付け作業を行う（ｔ１：１２５０℃，ｔ２：１１００℃）以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。熱処理パターン８１は、（ｔ１−ｔ２）＞１００℃である以外、図７の熱処理パターン７１とほぼ同じである。
【００６３】
（比較例２）
図９に示す温度プロファイルを有する通常の熱処理パターン９１でろう付け作業を行う（ｔ１＝１２５０℃、ｔ１＝１１５０℃の２通り）以外は、実施例１と同様にしてろう付け特性を評価した。熱処理パターン９１は、図７の熱処理パターン７１や図８の熱処理パターン８１のような第２保温工程がなく、温度ｔ１，ｔ２が等しい。
【００６４】
（比較例３）
Ｎｉ条の厚さを０．４７ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３５）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６５】
（比較例４）
Ｎｉ条の厚さを０．４５５ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３６）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６６】
（比較例５）
Ｎｉ条の厚さを０．４４ｍｍ（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．３７）とする以外は、実施例２と同様にしてろう付け特性を評価した。
【００６７】
（従来例１）
複合材の材料としてＳＵＳ３０４条、Ｃｕ条を用い、圧延法により２層構造のクラッドろう材を作製した。また、Ｃｕの厚さは７０μｍになるように圧延加工を行った。圧延後の複合材を用い、図９の熱処理パターン９１でろう付け作業を行い、ろう付け性を評価した。
【００６８】
（従来例２）
ＳＵＳ３０４条の片面に市販の粉末Ｎｉろう材（Ｎｉ−１９ｗｔ％Ｃｒ−１０ｗｔ％Ｓｉ）を合成樹脂バインダで溶いたものを塗布し、複合材を作製した。この複合材を用い、図９に示す熱処理パターン９１でろう付け作業を行い、ろう付け性を評価した。
【００６９】
表１は、実施例１〜４、比較例１〜５、および従来例１，２の各複合材の構成、ろう付け時の熱処理パターン、温度ｔ１，ｔ２、ろう付け後の母材の残存率、腐食発生の有無、フィレット形成状態（湯流れ性）、ろう付け生産性を比較し、各複合材の総合評価を示したものである。表１中の○は良好、×は不良を示す。
【００７０】
母材の残存率については、ろう付け前後の母材の板厚変化を断面観察によって測定し、板厚の平均減少率および最大減少率について評価した。湯流れ性については、ろう材部と母材を一体化した複合材の表面にＳＵＳ３０４パイプをのせ、各熱処理パターンでろう付けを行った際のろう付け接合部のフィレット形状およびフィレットの断面積により評価した。腐食試験は、塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオンを含んだ腐食性溶液中に試料を１０００ｈ浸漬し、取り出した後のろう付け接合部について詳細な観察を行い、腐食発生の有無を調査した。また、併せて試験後の溶液を分析し、浸漬試験によるろう材から試験液へ溶出した溶出物の定量比較を行い腐食の程度を判断した。
【００７１】
【表１】
【００７２】
表１に示すように、実施例１，２は、同じろう材構造と組成（ｂ／（ａ＋ｂ）：０．５３）であり、図７の熱処理パターン７１（温度ｔ１と温度ｔ２の温度差Δがそれぞれ５０，１００℃）でろう付けを行っているので、ろう付けによる母材２の板厚減少が極めて少なく、それにより、ろう付け部接合部において十分な接合強度を得ることができた。
【００７３】
一方、比較例１は、実施例１，２と同じろう材構造・組成でも、図８の熱処理パターン８１（Δ：１５０℃）でろう付けを行っているので、湯流れ性が悪いという問題が生じることがわかった。
【００７４】
また、比較例２のように、図９の通常の熱処理パターン９１でろう付けを行うと、ろう付け温度ｔ１が１１５０℃では十分にろうが溶融しない。また、ろう付け温度ｔ１が１２５０℃の場合は、温度ｔ１を保持する時間が図７の熱処理パターン７１や図８の熱処理パターン８１よりも長いので、母材２の食われが著しいことがわかった。
【００７５】
実施例３のように、実施例１，２と同じろう材構造、実施例２と同じ熱処理パターン７１（Δ：１００℃）で、ろう材の組成を変化させた場合、ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８では、良好なろう付け特性が得られた。
【００７６】
一方、比較例３〜５は、ｂ／（ａ＋ｂ）がそれぞれ０．３５，０．３６，０．３７なので、母材２の食われが大きいという問題が生じた。
【００７７】
実施例４のように、Ｆｅ／Ｔｉ／Ｎｉ／ＳＵＳのろう材構造を有する場合も、良好な接合を得ることができた。
【００７８】
従来例１は、湯流れ性に優れ、母材の食われも少なく、良好なろう付け性能が得られたものの、ろう材がＣｕなので耐食性が十分でなく、腐食が発生して高腐食環境での使用に耐えられないという結果となった。
【００７９】
従来例２では、母材の食われが少なく、耐食性や湯流れ性も良好であるが、粉末ろう材であること、さらに有機物系のバインダを用いることなどから、ろう付け生産性が著しく低下してしまう。
【００８０】
一方、実施例１〜４は複合材であるため、ろう付け生産性が著しく向上することは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態を示すろう付け用複合材の横断面図である。
【図７】本実施の形態に係るろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【図８】比較例（比較例２を除く）のろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【図９】比較例２および従来例のろう付け用複合材を用いたろう付け時の熱処理パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ ろう付け用複合材
２ 母材
３ ろう材部
４ ＮｉあるいはあるいはＮｉ合金からなる層
５ ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であることを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項２】
母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和に対するＴｉの重量の比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であることを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項３】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含む請求項２記載のろう付け用複合材。
【請求項４】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がインバー合金である請求項２または３記載のろう付け用複合材。
【請求項５】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がステンレス鋼である請求項２または３記載のろう付け用複合材。
【請求項６】
上記ろう材部がＰを０．０２〜１０重量％含む請求項１〜５いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項７】
上記母材がステンレス鋼である請求項１〜６いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項８】
請求項１〜７いずれかに記載されたろう付け用複合材を、上記ろう材部を介して他の部材にろう付け接合する際、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１で一旦上記ろう材部を溶融させた後、温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、上記ろう付け用複合材と上記他の部材とをろう付け接合することを特徴とするろう付け方法。
【請求項９】
上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１を１０〜６００秒保持する請求項８記載のろう付け方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載された方法を用いて組み立てたことを特徴とするろう付け製品。
【請求項１】
母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和（ａ＋ｂ）に対するＴｉの重量ｂの比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であることを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項２】
母材とろう材部とが複合一体化され、ろう材部を介して他の部材にろう付け接合するために用いるろう付け用複合材において、上記母材がＦｅあるいはＦｅ系合金であり、上記ろう材部が上記母材側から順に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる層と、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる層と、ＦｅあるいはＦｅ系合金からなる層とで構成され、上記ろう材部に含まれるＮｉの重量ａとＴｉの重量ｂとの和に対するＴｉの重量の比ｂ／（ａ＋ｂ）が０．３８以上であることを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項３】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がＮｉ、Ｃｒのうち選ばれた一種あるいは二種を含む請求項２記載のろう付け用複合材。
【請求項４】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がインバー合金である請求項２または３記載のろう付け用複合材。
【請求項５】
上記ろう材部を構成するＦｅ系合金がステンレス鋼である請求項２または３記載のろう付け用複合材。
【請求項６】
上記ろう材部がＰを０．０２〜１０重量％含む請求項１〜５いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項７】
上記母材がステンレス鋼である請求項１〜６いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項８】
請求項１〜７いずれかに記載されたろう付け用複合材を、上記ろう材部を介して他の部材にろう付け接合する際、上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１で一旦上記ろう材部を溶融させた後、温度ｔ１より５〜１００℃低い温度ｔ２で保持し、上記ろう付け用複合材と上記他の部材とをろう付け接合することを特徴とするろう付け方法。
【請求項９】
上記ろう材部の融点以上の温度ｔ１を１０〜６００秒保持する請求項８記載のろう付け方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載された方法を用いて組み立てたことを特徴とするろう付け製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−４３７４９（Ｐ２００６−４３７４９Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３０３９３（Ｐ２００４−２３０３９３）
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月６日（２００４．８．６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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