구리 브레이징의 경우, 주요 선택지는 구리 대 구리 접합을 위한 인-구리 합금(종종 인동 또는 BCuP라고 불림)과 황동, 청동 또는 강철과 같은 다른 금속에 구리를 접합하기 위한 은 기반 합금(BAg)입니다. 인동 합금은 비용 효율적이며 구리에 대해 자가 용제 역할을 하는 반면, 은 합금은 더 큰 다용성, 강도 및 연성을 제공하지만 별도의 플럭스가 필요합니다.
결정에서 가장 중요한 요소는 구리 자체가 아니라 접합부의 다른 금속입니다. 구리 대 구리의 경우 인동 합금이 표준입니다. 구리 대 다른 모든 금속의 경우 플럭스가 포함된 은 기반 합금이 필요합니다.
구리에 사용되는 두 가지 주요 합금 계열
구리에 대한 브레이징 합금을 선택할 때, 각기 다른 특성과 이상적인 사용 사례를 가진 두 가지 주요 범주 중에서 선택하게 됩니다.
인동 합금 (BCuP 계열)
인동 합금은 구리 자체를 접합하는 데 사용되는 주력 재료로, 배관 및 HVAC 응용 분야에서 흔히 볼 수 있습니다. 이들의 조성은 주로 구리와 인이며, 일부는 소량의 은을 포함합니다.
이 계열의 특징은 인(Phosphorus)이 구리 대 구리 접합 시 용제 역할을 한다는 것입니다. 이러한 "자가 용제" 기능 덕분에 별도의 플럭스 페이스트가 필요 없어 공정이 단순화되고 비용이 절감됩니다.
일반적인 예로는 BCuP-2(은 0%)와 BCuP-5(은 15%)가 있습니다. 은의 첨가는 녹는점을 낮추고 합금의 흐름성과 연성을 향상시킵니다.
은 합금 (BAg 계열)
은 기반 브레이징 합금은 다용성과 높은 성능으로 잘 알려져 있습니다. 이들은 황동, 청동, 강철, 스테인리스강과 같은 이종 금속에 구리를 접합하는 데 필수적입니다.
이 합금들은 모재의 산화물을 제거하고 적절한 습윤 및 흐름을 보장하기 위해 항상 별도의 플럭스가 필요합니다. 플럭스는 구리와 다른 금속 모두의 산화물을 제거하여 필러 금속이 강력한 야금 결합을 형성하도록 합니다.
은의 비율(예: 은 56%인 BAg-7)은 합금의 녹는 온도, 흐름 특성 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 은 함량이 높을수록 일반적으로 녹는점이 낮아지고 연성이 좋아집니다.
결정을 이끄는 주요 요인
모재 외에도 몇 가지 엔지니어링 고려 사항이 특정 응용 분야에 가장 적합한 합금을 안내할 것입니다.
접합되는 모재
이것이 가장 중요한 요소입니다. 구리 대 구리를 접합하는 경우 BCuP 합금이 가장 효율적이고 경제적인 선택입니다.
구리 대 황동, 청동 또는 강철을 접합하는 경우 적절한 플럭스가 포함된 BAg 은 합금을 사용해야 합니다.
요구되는 접합 강도 및 연성
은 합금은 일반적으로 인동 합금보다 더 강하고 연성이 높은(진동 및 열 팽창을 견딜 수 있는) 접합부를 만듭니다.
높은 응력, 진동 또는 넓은 온도 변화에 노출되는 응용 분야의 경우 은 합금이 더 신뢰할 수 있는 엔지니어링 선택입니다.
접합부 간극 및 맞춤
접합되는 두 부품 사이의 틈, 즉 접합부 간극은 매우 중요합니다. BCuP 합금은 유동성이 매우 뛰어나며 일반적으로 0.001"에서 0.005" 사이의 매우 좁은 간극에서 가장 잘 작동합니다.
은 합금은 점성이 약간 더 높아 약간 더 넓은 간극을 성공적으로 채울 수 있지만, 최대 접합 강도를 위해서는 항상 좁은 간극이 선호됩니다.
최종 부품의 작동 온도
브레이징된 부품이 사용될 환경을 고려하십시오. 브레이징 필러 금속의 고상선 온도(완전히 고체가 되는 지점)는 부품의 최대 작동 온도보다 훨씬 높아야 합니다.
상충 관계 및 함정 이해하기
객관적인 분석을 위해서는 각 합금 유형의 한계와 잠재적인 파손 지점을 이해해야 합니다.
인동 합금의 결정적인 한계
철강이나 철과 같은 철금속을 브레이징할 때 BCuP(인동) 합금을 사용해서는 안 됩니다.
합금에 포함된 인은 철과 반응하여 접합 계면에 부서지기 쉬운 인화철 층을 형성합니다. 이는 최소한의 응력 하에서도 갑작스럽고 완전한 파손이 발생하기 쉬운 극도로 약한 결합을 만듭니다.
은 합금의 비용
은 합금의 높은 성능과 다용성에 대한 주요 상충 관계는 비용입니다. 은은 비싼 귀금속이며, 그 가격은 필러 로드의 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
구리 대 구리 접합의 대량 생산의 경우 자가 용제 BCuP 합금을 사용함으로써 얻는 비용 절감 효과는 상당합니다.
과열의 위험
사용하는 합금에 관계없이 구리 모재를 과열시키는 것은 흔한 실수입니다. 과도한 열은 플럭스를 태우고, 흐름을 방해하는 무거운 산화물을 생성하며, 심지어 과도한 결정 성장을 통해 구리 자체를 약화시킬 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택하기
응용 분야의 특정 요구 사항이 올바른 합금으로 직접 안내할 것입니다.
- 비용 효율적인 구리 튜브 또는 파이프 접합(HVAC/배관)에 중점을 둔 경우: 자가 용제 특성과 낮은 비용을 위해 BCuP 인동 합금을 선택하십시오.
- 구리 대 황동 피팅 또는 강철 프레임 접합에 중점을 둔 경우: 올바른 백색 브레이징 플럭스와 함께 BAg 은 합금을 사용해야 합니다.
- 높은 진동이나 응력 하에 있는 부품에 대해 최대 접합 무결성에 중점을 둔 경우: 우수한 강도와 연성을 위해 더 높은 비율의 BAg 은 합금을 선택하십시오.
올바른 필러 금속을 선택하는 것은 브레이징을 단순한 접합 작업에서 정밀하고 신뢰할 수 있는 엔지니어링 프로세스로 변화시킵니다.
요약표:
| 합금 유형 | 가장 적합한 용도 | 플럭스 필요 여부? | 주요 특징 |
|---|---|---|---|
| 인동 (BCuP) | 구리 대 구리 접합 | 자가 용제 | 비용 효율적, 배관/HVAC에 이상적 |
| 은 합금 (BAg) | 구리 대 황동, 청동, 강철 | 예, 별도 플럭스 필요 | 다용성, 강함, 연성, 높은 비용 |
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