브레이징에 가장 적합한 알루미늄 합금은 일반적으로 실리콘 함량이 약 11.7%인 Al-Si 시스템을 기반으로 하는 합금으로, 공융 온도가 577°C인 공융 시스템을 형성합니다. 이 조성물은 우수한 납땜성, 강도, 색상 일관성 및 내식성으로 인해 널리 사용됩니다. 3A21과 같이 비교적 높은 융점을 가진 다양한 알루미늄 합금을 브레이징하는 데 적합합니다.
자세한 설명:
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Al-Si 브레이징 합금의 구성 및 특성:
- 실리콘 함량이 11.7%인 Al-Si 시스템은 공융 시스템으로, 같은 시스템 내의 다른 구성보다 녹는점이 낮습니다. 577°C의 공융 온도는 가열 과정에서 모재가 손상될 위험을 줄여주므로 브레이징에 유리합니다.
- 이 합금은 우수한 납땜성으로 잘 알려져 있는데, 납땜성은 필러 금속이 모재와 흐르고 결합하는 능력을 말합니다. 공융 조성으로 인해 모재의 흐름과 습윤이 원활하여 강하고 내구성 있는 접합부가 만들어집니다.
- 또한 이러한 합금에 적용할 수 있는 치밀화 공정으로 인해 브레이징 조인트의 강도와 내식성이 향상되어 인성과 굽힘 강도가 증가합니다.
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마그네슘 및 기타 원소 첨가:
- Al-Si 브레이징 합금에 마그네슘 및 기타 원소를 첨가하면 그 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 마그네슘 함량이 높은 4004 및 4104와 같은 합금은 표면의 습윤성을 약간 감소시킬 수 있지만 "게터" 효과에 의해 산화물 층의 환원을 용이하게 합니다. 이러한 등급은 일반적으로 플럭스 없이 진공 브레이징에 사용됩니다.
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브레이징 공정 및 기술:
- 진공 브레이징과 불활성 분위기에서 비부식성 플럭스를 사용한 브레이징은 알루미늄 합금에 선호되는 방법입니다. 이러한 방법은 부식성 플럭스와 관련된 단점을 피하고 브레이징 온도와 환경을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
- 6xxx 시리즈(Al-Si-Mg)와 같은 침전 경화 합금은 브레이징 후 열처리를 통해 기계적 특성을 복원하거나 향상시킬 수 있습니다. 이는 브레이징 공정 중에 열 변화를 겪는 합금에 특히 유용합니다.
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알루미늄 합금 브레이징의 도전 과제:
- 알루미늄은 산화성이 강하여 안정적인 알루미늄 산화물 층을 형성하여 필러 금속에 의한 습윤을 방해합니다. 이 산화층을 억제하기 위해 화학적 작용(예: 부식성 플럭스, 염기 또는 산 공격, 마그네슘 사용) 또는 기계적 작용(예: 샌딩)을 사용하는 기술이 사용됩니다.
- 알루미늄 브레이징에서 모재와 필러 금속의 용융 범위가 좁기 때문에 성공적인 브레이징을 위해서는 정밀한 온도 제어와 균일한 열 분포가 필요합니다.
결론적으로 실리콘 함량이 11.7%인 Al-Si 공융 합금은 최적의 융점, 우수한 브레이징성, 강하고 내식성 있는 접합부를 형성하는 능력으로 인해 알루미늄 합금 브레이징에 가장 적합한 선택입니다. 마그네슘과 같은 원소를 추가하면 특정 특성을 더욱 향상시킬 수 있어 다양한 브레이징 용도에 다용도로 사용할 수 있습니다.
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