銅部材のろう材被膜形成方法及びブレージングシート並びに銅部材の接合方法
【課題】 銅部材５の表面にろう材として作用可能なめっき被膜を形成し、複雑形状の部品にも適用可能なろう材被膜形成方法を提案する。
【解決手段】 銅めっき液２中にリン又はリン化合物の微粒子３を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材５を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層６を形成させる。
【解決手段】 銅めっき液２中にリン又はリン化合物の微粒子３を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材５を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層６を形成させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、銅部材をろう付けするために、部材表面にろう材層を形成する銅部材のろう材被膜形成方法、及びこのろう材被膜形成方法によって製作するブレージングシート、並びにこれらの銅部材を用いてろう付する銅部材の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅部材及び銅を主成分とする銅合金部材の接合手段としてろう付が広く行われ、給湯装置や冷凍装置の熱交換器、流体通路部品等が製作されている。銅部材のろう付は、ろう材としてリン銅ろうが用いられ、接合部（継手部）に薄板（箔）状又は棒（線）状のろう材を設置し、若しくはペースト状のろう材を塗布して組み立て、これを加熱炉内に投入し、溶融したろうが間隙内に侵入して部材を溶着するものである。
【０００３】
このように、ろう付による部材の接合は、ろう材の設置作業が煩雑で、作業性、生産性に課題がある。また、ろう材は接合部に適切量を供給することが好ましいが、部品形状、継手形状の複雑化に伴ってろう材の設置が困難となり、ろうの過剰供給や接合不良を招いてろう付の品質が低下するなどの課題がある。
【０００４】
一方、これを解決する手段として、母材である金属板の表面に、ろう材層を圧延・圧着したブレージングシートを用いたろう付方法があり、銅板の表面にリン銅ろうのろう材層を形成する手段も提案されている（特開２００４−１１４１５８号公報、特許文献１）。しかし、ブレージングシートはコストが高価であるとともに、ろう材層の薄膜化に限界があり、複雑形状の部品として成形する加工性にも課題がある。
【特許文献１】特開２００４−１１４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、分散めっき法により、銅部材の表面にろう材として作用可能なめっき被膜を形成し、複雑形状の部品にも適用可能なろう材被膜形成方法を提案するものである。また、このろう材被膜形成方法によって、銅板の表面に所定膜厚のろう材層を形成したブレージングシートを提案するとともに、ろう材の設置作業を不要として生産性に優れ、ろう付の品質の向上を図った銅部材の接合方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの課題を解決するため、請求項１に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅合金部材を含む銅部材をろう付けするために、当該銅部材の表面にろう材層を形成するろう材被膜形成方法であって、銅めっき液中にリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成させることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成するものである。
【０００８】
請求項３に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成するものである。
【０００９】
請求項４に記載のブレージングシートは、請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法において、銅部材として銅板を用い、当該銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成するものである。
【００１０】
請求項５に記載の銅部材の接合方法は、請求項１、２又は３に記載のろう材被膜形成方法によって上記めっき層が形成された銅部材を用いるか、又は請求項４に記載のブレージングシートを用い、これと他の銅部材とを当接して組み立て、加熱してろう付けするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅めっき液中に分散材としてリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施す分散めっき法により、部材表面に銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成するもので、このめっき層は、銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析してリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅部材の表面にろう材層を簡単に形成することができる。また、めっきによりろう材層を形成するので、複雑形状の部品にも容易に適用し、めっき被膜厚やリン微粒子の共析率の制御も可能である。
【００１２】
また、銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成することで、めっき被膜中のリン又はリン化合物の微粒子の共析率の向上を図ることができる。
【００１３】
また、銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成することで、銅部材の接合部のみにろう材層を形成することができ、ろう材が接合部に適切量供給されて極めて合理的である。
【００１４】
また、この発明のブレージングシートは、上記のろう材被膜形成方法によって、銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成することで、リン銅ろう相当のろう材として作用するろう材層を形成するもので、製作コストの低減が可能であるとともに、めっき被膜厚の制御で極めて薄膜（0.1ｍｍ以下）のろう材層も形成可能である。
【００１５】
また、この発明の銅部材の接合方法によれば、ろう材の設置作業を不要として生産性の大幅な向上を図ることができるとともに、ろう材の過剰供給や接合不良が生じることがなく、ろう付の品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、この発明の銅部材のろう材被膜形成方法の基本的構成を示す説明図である。
図において、めっき槽１に収容した銅めっき液２は、硫酸銅五水和物と硫酸を適切な濃度で調合した硫酸銅めっき浴で、この銅めっき液２中にリン又はリン化合物の微粒子３を適切量懸濁させた分散めっき液が用いられる。分散材として用いる微粒子３は、リンとしては赤リン粒子、リン化合物粒子としてはＣｕ３Ｐ粒子等である。微粒子３が銅めっき液２中に均一に分散するように、ダクト７からエアーを供給して銅めっき液２を撹拌する。
【００１７】
この分散めっき液中に、陽極４に対向して被めっき物である銅部材５を陰極として浸漬し、電気めっきを施す。その結果、部材表面に、めっき被膜中に銅とリン又はリン化合物の微粒子３が共析した銅−リン複合めっき層又は銅−リン化合物複合めっき層６が形成される。このめっき層６はリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅部材５の表面にろう材層が形成される。
【００１８】
図２は、他のろう材被膜形成方法を示す説明図である。
このろう材被膜形成方法は、図に示すように、陽極４を銅めっき液２中の水平上層位置とし、陽極４に対向して銅部材５を銅めっき液２中の水平下層位置に浸漬し、沈降する微粒子３を部材表面に堆積させながらめっき層６を形成するものである。したがって、リン又はリン化合物の微粒子３の共析率の向上を図ったものである。
【００１９】
図３は、この発明のろう材被膜形成方法で製作したブレージングシートである。
このブレージングシート１０は、上記の分散めっき法により、銅板１１の表面に銅−リン複合めっき層又は銅−リン化合物複合めっき層６を形成したもので、このめっき層６がリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅板１１の表面に所定膜厚のろう材層を形成したものである。
【００２０】
図４は、この発明の銅部材の接合方法の実施例である。
図に示すように、本例は、銅管１２を銅板１３に周壁を当接して接合するもので、銅管１２にシーリングを施し、上記の分散めっき法により、周壁の一部に軸方向へ沿った上記めっき層６を形成している。この銅管１２をめっき層６を挟んで銅板１３に当接し、所定治具で固定して加熱炉内に投入する。めっき層６がろう材として作用し、加熱炉内で溶融して銅管１２と銅板１３がろう付される。このように、この発明の銅部材の接合方法によれば、ろう材の設置作業が不要であるから作業性が改善され、ろう材を接合部に適切量供給することで、ろう付の品質の向上を図ることができる。
【００２１】
図５は、ブレージングシート１０を用いた銅部材の接合方法の実施例である。
本例は、膨出成形した２枚のプレートを接合し、流体が分岐又は合流するための流通路１５を形成した流体通路部品であり、一方のプレートをブレージングシート１０で形成したものである。膨出成形したブレージングシート１０と、銅板を膨出成形した他方のプレート１４を、ブレージングシート１０のめっき層６を挟んで当接し、所定治具で固定して加熱炉内に投入する。めっき層６がろう材として作用し、加熱炉内で溶融して２枚のプレートがろう付けされ、この流体通路部品が製作される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の銅部材のろう材被膜形成方法の説明図。
【図２】他のろう材被膜形成方法を示す説明図。
【図３】この発明のブレージングシートの断面図。
【図４】この発明の銅部材の接合方法の実施例の断面図。
【図５】他の銅部材の接合方法の実施例の斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
２ 銅めっき液
３ 微粒子
５ 銅部材
６ めっき層
１０ ブレージングシート
【技術分野】
【０００１】
この発明は、銅部材をろう付けするために、部材表面にろう材層を形成する銅部材のろう材被膜形成方法、及びこのろう材被膜形成方法によって製作するブレージングシート、並びにこれらの銅部材を用いてろう付する銅部材の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅部材及び銅を主成分とする銅合金部材の接合手段としてろう付が広く行われ、給湯装置や冷凍装置の熱交換器、流体通路部品等が製作されている。銅部材のろう付は、ろう材としてリン銅ろうが用いられ、接合部（継手部）に薄板（箔）状又は棒（線）状のろう材を設置し、若しくはペースト状のろう材を塗布して組み立て、これを加熱炉内に投入し、溶融したろうが間隙内に侵入して部材を溶着するものである。
【０００３】
このように、ろう付による部材の接合は、ろう材の設置作業が煩雑で、作業性、生産性に課題がある。また、ろう材は接合部に適切量を供給することが好ましいが、部品形状、継手形状の複雑化に伴ってろう材の設置が困難となり、ろうの過剰供給や接合不良を招いてろう付の品質が低下するなどの課題がある。
【０００４】
一方、これを解決する手段として、母材である金属板の表面に、ろう材層を圧延・圧着したブレージングシートを用いたろう付方法があり、銅板の表面にリン銅ろうのろう材層を形成する手段も提案されている（特開２００４−１１４１５８号公報、特許文献１）。しかし、ブレージングシートはコストが高価であるとともに、ろう材層の薄膜化に限界があり、複雑形状の部品として成形する加工性にも課題がある。
【特許文献１】特開２００４−１１４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、分散めっき法により、銅部材の表面にろう材として作用可能なめっき被膜を形成し、複雑形状の部品にも適用可能なろう材被膜形成方法を提案するものである。また、このろう材被膜形成方法によって、銅板の表面に所定膜厚のろう材層を形成したブレージングシートを提案するとともに、ろう材の設置作業を不要として生産性に優れ、ろう付の品質の向上を図った銅部材の接合方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの課題を解決するため、請求項１に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅合金部材を含む銅部材をろう付けするために、当該銅部材の表面にろう材層を形成するろう材被膜形成方法であって、銅めっき液中にリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成させることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成するものである。
【０００８】
請求項３に記載の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成するものである。
【０００９】
請求項４に記載のブレージングシートは、請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法において、銅部材として銅板を用い、当該銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成するものである。
【００１０】
請求項５に記載の銅部材の接合方法は、請求項１、２又は３に記載のろう材被膜形成方法によって上記めっき層が形成された銅部材を用いるか、又は請求項４に記載のブレージングシートを用い、これと他の銅部材とを当接して組み立て、加熱してろう付けするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の銅部材のろう材被膜形成方法は、銅めっき液中に分散材としてリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施す分散めっき法により、部材表面に銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成するもので、このめっき層は、銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析してリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅部材の表面にろう材層を簡単に形成することができる。また、めっきによりろう材層を形成するので、複雑形状の部品にも容易に適用し、めっき被膜厚やリン微粒子の共析率の制御も可能である。
【００１２】
また、銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成することで、めっき被膜中のリン又はリン化合物の微粒子の共析率の向上を図ることができる。
【００１３】
また、銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成することで、銅部材の接合部のみにろう材層を形成することができ、ろう材が接合部に適切量供給されて極めて合理的である。
【００１４】
また、この発明のブレージングシートは、上記のろう材被膜形成方法によって、銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成することで、リン銅ろう相当のろう材として作用するろう材層を形成するもので、製作コストの低減が可能であるとともに、めっき被膜厚の制御で極めて薄膜（0.1ｍｍ以下）のろう材層も形成可能である。
【００１５】
また、この発明の銅部材の接合方法によれば、ろう材の設置作業を不要として生産性の大幅な向上を図ることができるとともに、ろう材の過剰供給や接合不良が生じることがなく、ろう付の品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、この発明の銅部材のろう材被膜形成方法の基本的構成を示す説明図である。
図において、めっき槽１に収容した銅めっき液２は、硫酸銅五水和物と硫酸を適切な濃度で調合した硫酸銅めっき浴で、この銅めっき液２中にリン又はリン化合物の微粒子３を適切量懸濁させた分散めっき液が用いられる。分散材として用いる微粒子３は、リンとしては赤リン粒子、リン化合物粒子としてはＣｕ３Ｐ粒子等である。微粒子３が銅めっき液２中に均一に分散するように、ダクト７からエアーを供給して銅めっき液２を撹拌する。
【００１７】
この分散めっき液中に、陽極４に対向して被めっき物である銅部材５を陰極として浸漬し、電気めっきを施す。その結果、部材表面に、めっき被膜中に銅とリン又はリン化合物の微粒子３が共析した銅−リン複合めっき層又は銅−リン化合物複合めっき層６が形成される。このめっき層６はリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅部材５の表面にろう材層が形成される。
【００１８】
図２は、他のろう材被膜形成方法を示す説明図である。
このろう材被膜形成方法は、図に示すように、陽極４を銅めっき液２中の水平上層位置とし、陽極４に対向して銅部材５を銅めっき液２中の水平下層位置に浸漬し、沈降する微粒子３を部材表面に堆積させながらめっき層６を形成するものである。したがって、リン又はリン化合物の微粒子３の共析率の向上を図ったものである。
【００１９】
図３は、この発明のろう材被膜形成方法で製作したブレージングシートである。
このブレージングシート１０は、上記の分散めっき法により、銅板１１の表面に銅−リン複合めっき層又は銅−リン化合物複合めっき層６を形成したもので、このめっき層６がリン銅ろう相当のろう材として作用し、銅板１１の表面に所定膜厚のろう材層を形成したものである。
【００２０】
図４は、この発明の銅部材の接合方法の実施例である。
図に示すように、本例は、銅管１２を銅板１３に周壁を当接して接合するもので、銅管１２にシーリングを施し、上記の分散めっき法により、周壁の一部に軸方向へ沿った上記めっき層６を形成している。この銅管１２をめっき層６を挟んで銅板１３に当接し、所定治具で固定して加熱炉内に投入する。めっき層６がろう材として作用し、加熱炉内で溶融して銅管１２と銅板１３がろう付される。このように、この発明の銅部材の接合方法によれば、ろう材の設置作業が不要であるから作業性が改善され、ろう材を接合部に適切量供給することで、ろう付の品質の向上を図ることができる。
【００２１】
図５は、ブレージングシート１０を用いた銅部材の接合方法の実施例である。
本例は、膨出成形した２枚のプレートを接合し、流体が分岐又は合流するための流通路１５を形成した流体通路部品であり、一方のプレートをブレージングシート１０で形成したものである。膨出成形したブレージングシート１０と、銅板を膨出成形した他方のプレート１４を、ブレージングシート１０のめっき層６を挟んで当接し、所定治具で固定して加熱炉内に投入する。めっき層６がろう材として作用し、加熱炉内で溶融して２枚のプレートがろう付けされ、この流体通路部品が製作される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の銅部材のろう材被膜形成方法の説明図。
【図２】他のろう材被膜形成方法を示す説明図。
【図３】この発明のブレージングシートの断面図。
【図４】この発明の銅部材の接合方法の実施例の断面図。
【図５】他の銅部材の接合方法の実施例の斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
２ 銅めっき液
３ 微粒子
５ 銅部材
６ めっき層
１０ ブレージングシート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅合金部材を含む銅部材をろう付けするために、当該銅部材の表面にろう材層を形成するろう材被膜形成方法であって、
銅めっき液中にリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成させることを特徴とした銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項２】
銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成する請求項１に記載の銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項３】
銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成する請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法において、銅部材として銅板を用い、当該銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成したブレージングシート。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載のろう材被膜形成方法によって上記めっき層が形成された銅部材を用いるか、又は請求項４に記載のブレージングシートを用い、これと他の銅部材とを当接して組み立て、加熱してろう付けする銅部材の接合方法。
【請求項１】
銅合金部材を含む銅部材をろう付けするために、当該銅部材の表面にろう材層を形成するろう材被膜形成方法であって、
銅めっき液中にリン又はリン化合物の微粒子を懸濁させた分散めっき液を用い、これに銅部材を浸漬して電気めっきを施し、部材表面に銅とリン又はリン化合物の微粒子とが共析した銅−リン複合めっき層又は銅―リン化合物複合めっき層を形成させることを特徴とした銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項２】
銅部材を銅めっき液中の水平下層位置に浸漬し、沈降するリン又はリン化合物の微粒子を部材表面に堆積させながら上記めっき層を形成する請求項１に記載の銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項３】
銅部材にシーリングを施し、接合部のみに上記めっき層を形成する請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の銅部材のろう材被膜形成方法において、銅部材として銅板を用い、当該銅板の表面に所定膜厚の上記めっき層を形成したブレージングシート。
【請求項５】
請求項１、２又は３に記載のろう材被膜形成方法によって上記めっき層が形成された銅部材を用いるか、又は請求項４に記載のブレージングシートを用い、これと他の銅部材とを当接して組み立て、加熱してろう付けする銅部材の接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−５１５１４（Ｐ２００６−５１５１４Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３３７７０（Ｐ２００４−２３３７７０）
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（０００１２６６３２）株式会社アタゴ製作所 (31)
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（０００１２６６３２）株式会社アタゴ製作所 (31)
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