본질적으로 브레이징은 접합하는 부품보다 낮은 온도에서 녹도록 설계된 엄선된 필러 금속 그룹에 의존합니다. 이러한 합금의 가장 일반적인 계열은 알루미늄-실리콘, 구리, 은, 니켈 및 금, 팔라듐과 같은 귀금속을 기반으로 하며, 각각 특정 특성과 응용 분야에 따라 선택됩니다.
브레이징 합금의 선택은 단순한 재료 선택이 아니라 중요한 엔지니어링 결정입니다. 이는 접합되는 모재, 최종 조인트에 요구되는 서비스 온도 및 강도, 사용되는 특정 브레이징 공정에 의해 결정됩니다.
브레이징 합금의 주요 계열
브레이징 필러 금속은 주요 원소 구성에 따라 계열로 분류됩니다. 각 계열은 녹는점, 강도 및 다양한 모재와의 호환성이라는 고유한 조합을 제공합니다.
알루미늄-실리콘 합금
이것들은 알루미늄 부품 브레이징의 표준입니다. 이 계열의 대부분의 합금은 실리콘을 7%에서 12% 함유하고 있으며, 이는 녹는점을 상당히 낮춥니다.
실리콘 11.7%를 함유한 Al-Si 시스템은 공융 합금으로, 단일하고 뚜렷한 녹는점인 577°C를 가집니다. 이는 더 높은 녹는점을 가진 많은 알루미늄 합금을 브레이징하는 데 이상적입니다. 이러한 필러는 우수한 강도, 내식성 및 모재와의 양호한 색상 일치를 제공합니다.
구리 및 구리 기반 합금
이 광범위한 범주에는 순수 구리, 구리-은, 구리-아연(황동), 구리-주석(청동) 및 구리-인 합금이 포함됩니다.
다용성과 비용 효율성으로 인해 강철, 구리 및 구리 합금을 접합하는 데 널리 사용됩니다. 구리-인 합금은 별도의 플럭스 없이 구리 대 구리를 접합하는 데 특히 유용합니다.
은 기반 합금
일반적으로 "은 납땜"이라고 불리는 이 합금은 다양한 녹는 온도와 우수한 흐름 특성을 제공합니다.
이들은 매우 다용도이며 알루미늄과 마그네슘을 제외한 대부분의 철 및 비철 금속을 접합할 수 있습니다. 이들의 연성은 진동이나 열 순환을 겪을 조인트에 적합합니다.
니켈 및 니켈 기반 합금
높은 강도와 우수한 내열성 및 내식성이 요구될 때 니켈 합금이 선호되는 선택입니다.
이러한 필러는 터빈 블레이드 조립과 같은 응용 분야를 위해 항공 우주 및 에너지와 같은 까다로운 산업에서 필수적입니다. 녹는점을 낮추기 위해 붕소, 실리콘 및 인과 같은 원소를 포함하는 비정질 포일 형태로 공급되는 경우가 많습니다.
귀금속 합금(금 및 팔라듐)
금과 팔라듐을 기반으로 하는 합금은 성능과 신뢰성이 가장 중요한 가장 중요한 응용 분야를 위해 예약되어 있습니다.
비싸지만 탁월한 강도, 연성 및 산화 저항성으로 인해 고신뢰성 전자 부품, 의료용 임플란트 및 항공 우주 시스템에 필수적입니다.
합금 선택을 유도하는 주요 요인
올바른 필러 금속을 선택하는 것은 전체 엔지니어링 시스템에 대한 신중한 분석을 포함합니다. 세 가지 주요 요인이 결정을 안내합니다.
모재와의 호환성
필러 금속은 모재와 야금학적으로 호환되어야 합니다. 모재를 침식하거나 해롭게 합금하지 않으면서 표면을 적시고 흐르게 하여 연속적이고 강력한 결합을 형성해야 합니다.
녹는점 및 브레이징 온도
브레이징의 기본 규칙은 필러 금속의 녹는점이 모재의 녹는점보다 훨씬 낮아야 한다는 것입니다. 브레이징 온도는 항상 필러의 녹는점보다 높고 모재의 녹는점보다 낮게 설정됩니다.
원하는 조인트 특성
최종 응용 분야에 따라 조인트에 요구되는 특성이 결정됩니다. 여기에는 기계적 강도, 연성(파손 없이 변형되는 능력), 내식성, 열 및 전기 전도성, 심지어 미학까지 포함됩니다.
상충 관계 이해
모든 필러 금속 선택에는 상충되는 요소를 균형 있게 조정하는 것이 포함됩니다. 이러한 절충안을 이해하는 것이 건전한 기술적 결정의 특징입니다.
비용 대 성능
가장 중요한 상충 관계는 종종 비용과 성능 사이의 균형입니다. 구리 기반 합금은 많은 범용 응용 분야에서 경제적이지만, 니켈 및 귀금속 합금은 훨씬 더 높은 재료 비용으로 우수한 성능을 제공합니다.
공정 요구 사항
브레이징 공정 자체가 합금 선택을 제한할 수 있습니다. 예를 들어, 진공 브레이징에서는 아연이나 카드뮴과 같은 휘발성 원소를 포함하는 합금은 증발하여 공정을 방해할 수 있으므로 일반적으로 피합니다.
강도 대 취성
합금의 녹는점을 낮추기 위해 첨가되는 인 또는 붕소와 같은 일부 원소는 최종 조인트에 취성 상을 형성할 수 있습니다. 이는 강도를 높일 수 있지만 연성을 감소시켜 조인트가 충격이나 진동에 더 취약하게 만듭니다.
응용 분야에 맞는 올바른 선택
적절한 합금을 선택하려면 기본 목표부터 시작하십시오.
- 알루미늄 부품 접합에 중점을 두는 경우: 알루미늄-실리콘 합금이 업계 표준이며 가장 신뢰할 수 있는 선택입니다.
- 강철 또는 구리 범용 접합에 중점을 두는 경우: 비용 효율적인 구리 기반 합금 또는 다용도 은 기반 합금을 평가하는 것부터 시작하십시오.
- 고온 강도 및 내식성에 중점을 두는 경우: 니켈 기반 합금은 이러한 까다로운 환경을 위해 특별히 설계되었습니다.
- 중요 시스템에서 절대적인 신뢰성에 중점을 두는 경우: 금 또는 팔라듐을 기반으로 하는 귀금속 합금은 가장 높은 성능을 제공하여 비용을 정당화합니다.
궁극적으로 올바른 브레이징 합금을 선택하는 것은 강력하고 신뢰할 수 있으며 내구성 있는 조인트를 만드는 기초 단계입니다.
요약표:
| 합금 계열 | 주요 용도/모재 | 주요 특성 |
|---|---|---|
| 알루미늄-실리콘 | 알루미늄 부품 | 우수한 강도 및 내식성, ~577°C에서 용융 |
| 구리 기반 | 강철, 구리 합금 | 비용 효율적, 다용도, 일부는 구리에서 자체 플럭싱 기능 |
| 은 기반 | 대부분의 철 및 비철 금속(Al/Mg 제외) | 우수한 흐름성, 연성, 열 순환에 적합 |
| 니켈 기반 | 고온 및 부식 환경 | 탁월한 강도, 내열성 및 내식성 |
| 귀금속 | 중요 응용 분야(항공 우주, 의료) | 최고의 신뢰성, 강도 및 산화 저항성 |
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