브레이징은 특수 필러 금속, 종종 브레이즈 합금이라고 불리는 것에 의존하며, 이는 녹아서 서로 단단히 맞물린 두 부품 사이의 틈새로 빨려 들어갑니다. 일반적인 필러 금속에는 은, 구리, 니켈 및 팔라듐을 기반으로 하는 합금이 포함됩니다. 특정 재료는 녹는점과 접합되는 모재와의 화학적 호환성에 따라 선택됩니다.
브레이징의 핵심 원리는 단순히 틈을 채우는 것이 아니라, 접합되는 부품보다 낮은 온도에서 녹고 표면을 "적셔" 영구적인 야금 결합을 형성할 수 있는 필러 금속을 선택하는 것입니다.
필러 금속의 역할: 단순한 접착제 그 이상
브레이징 필러를 선택하는 것은 최종 어셈블리의 강도, 전도성 및 내구성을 결정하는 기술적 결정입니다. 필러 금속의 특성은 모재와 의도된 서비스 조건 모두에 신중하게 맞춰져야 합니다.
습윤(Wetting)의 원리
브레이징이 성공하려면 녹은 필러 금속이 모재 표면을 적시고 퍼져야 합니다. 이는 필러 합금이 접합되는 부품과 긴밀한 결합을 형성하는 화학적 상호 작용입니다.
이러한 습윤 작용은 표면이 완전히 깨끗하고 산화물이 없을 때만 발생할 수 있습니다. 이것이 브레이징이 항상 화학 플럭스 또는 제어된 산소 없는 로 분위기를 사용하여 수행되는 이유입니다.
모세관 현상이 필러를 끌어당김
필러 금속이 표면을 적시면 모세관 현상이 녹은 합금을 공작물 사이의 좁은 공간으로 자동으로 끌어들입니다. 이는 냉각 시 단단하고 기포 없는 연결을 형성하여 조인트가 완전히 채워지도록 보장합니다.
결정적인 녹는점
모든 브레이징 필러 금속의 근본적인 요구 사항은 녹는점이 접합되는 모재의 녹는점보다 낮아야 한다는 것입니다. 그러나 완성된 제품의 작동 온도를 견딜 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다.
브레이징 필러 금속의 일반적인 범주
필러 금속은 일반적으로 주요 원소 성분에 따라 분류됩니다. 각 범주는 성능, 비용 및 응용 적합성의 다른 균형을 제공합니다.
구리 기반 합금
구리-아연 및 구리-인과 같은 구리 합금은 우수한 강도, 내식성 및 우수한 전기 및 열 전도성으로 인해 널리 사용됩니다.
이들은 구리, 황동, 청동, 탄소강 및 스테인리스강 브레이징에 가장 적합한 선택입니다. 구리-인 합금은 플럭스 없이 구리를 구리에 접합하는 데 특히 유용합니다.
은 기반 합금
은 기반 합금은 다용성과 비교적 낮은 녹는 온도로 인해 매우 인기가 있습니다. 강철, 스테인리스강, 구리 및 황동을 포함한 광범위한 금속을 접합할 수 있습니다.
은의 첨가는 합금이 다양한 모재를 적시는 능력을 향상시켜 이종 재료를 접합하는 데 탁월한 선택이 됩니다.
니켈 및 팔라듐 합금
고성능 응용 분야의 경우 니켈 및 팔라듐 합금이 표준입니다. 이 필러는 높은 온도에서 우수한 강도, 내열성 및 내식성을 제공합니다.
주로 스테인리스강, 티타늄 및 항공 우주 및 산업용 터빈 응용 분야에서 발견되는 기타 고온 "슈퍼합금" 브레이징에 사용됩니다.
알루미늄 기반 합금
알루미늄 브레이징에는 일반적으로 알루미늄-실리콘 합금인 특수 필러 금속이 필요합니다. 이 필러는 알루미늄 모재의 녹는점보다 약간 낮은 녹는점을 가지므로 정밀한 온도 제어가 필요합니다. 이 공정은 라디에이터 및 응축기와 같은 자동차 열교환기 제조에서 일반적입니다.
상충 관계 이해
브레이징 필러를 선택하는 것은 항상 엔지니어링 요구 사항과 실제 제약 조건 사이의 균형입니다.
비용 대 성능
비용과 성능 사이에는 직접적인 상관 관계가 있습니다. 구리 기반 합금은 일반적으로 가장 경제적이며, 상당량의 은, 니켈 또는 팔라듐을 포함하는 필러는 훨씬 더 비쌉니다. 선택은 응용 분야가 더 높은 재료 비용을 정당화하는지에 따라 달라집니다.
모재 호환성
모든 필러가 모든 모재와 작동하는 것은 아닙니다. 예를 들어, 인을 포함하는 필러는 취성 화합물을 형성하여 조인트 파손을 유발할 수 있으므로 철 또는 니켈 기반 합금에는 사용해서는 안 됩니다. 항상 필러와 모재 간의 호환성을 확인하십시오.
플럭스 또는 분위기의 필요성
플럭스 없이는 개방된 공기 중에서 적절한 브레이즈 조인트를 얻을 수 없습니다. 플럭스는 가열 중 조인트를 산소로부터 보호하고, 산화물을 용해하며, 습윤을 촉진합니다. 또는 진공 또는 제어된 분위기(수소 또는 질소와 같은)에서 로 브레이징을 하면 플럭스 사용이 필요 없어 깨끗한 조인트가 생성됩니다.
프로젝트를 위한 올바른 선택
선택은 접합하는 재료와 최종 어셈블리에서 필요한 성능에 따라 안내되어야 합니다.
- 비용 효율적으로 강철 또는 구리 합금을 접합하는 데 중점을 두는 경우: 구리-아연 또는 구리-인과 같은 구리 기반 필러 금속이 가장 안정적인 선택입니다.
- 이종 금속 접합 또는 더 낮은 브레이징 온도가 필요한 경우: 은 기반 합금은 광범위한 재료에 걸쳐 뛰어난 다용성과 습윤 특성을 제공합니다.
- 고온 강도 및 내식성이 주요 초점인 경우: 스테인리스강 또는 슈퍼합금을 포함하는 까다로운 응용 분야의 경우 니켈 또는 팔라듐 기반 합금이 필요한 표준입니다.
- 알루미늄 부품 접합에 중점을 두는 경우: 특수 알루미늄-실리콘 필러 합금과 정밀하게 제어되는 공정을 사용해야 합니다.
궁극적으로 성공적인 브레이즈 조인트는 모재, 필러 재료 및 공정 환경 간의 신중한 일치로 이루어집니다.
요약표:
| 필러 금속 범주 | 주요 용도 | 주요 특성 |
|---|---|---|
| 구리 기반 합금 | 구리, 강철, 황동 브레이징 | 비용 효율적, 우수한 강도 및 전도성 |
| 은 기반 합금 | 이종 금속, 강철 접합 | 다용성, 우수한 습윤성, 낮은 녹는점 |
| 니켈/팔라듐 합금 | 항공 우주, 고온 응용 분야 | 우수한 강도 및 내열성 |
| 알루미늄 기반 합금 | 자동차 열교환기 | 알루미늄 부품 접합용 |
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