스테인리스 스틸 브레이징에 이상적인 온도는 단일 숫자가 아닙니다. 이는 세 가지 중요한 요소, 즉 접합되는 특정 유형의 스테인리스 스틸, 브레이징 용가재의 구성, 그리고 조립품의 원하는 최종 특성에 의해 결정되는 신중하게 선택된 범위입니다. 올바른 온도를 선택하는 것은 모재의 무결성을 손상시키지 않으면서 강력한 접합을 보장하기 위한 균형 잡힌 행동입니다.
스테인리스 스틸 브레이징의 핵심 과제는 용가재가 적절하게 흐를 수 있을 만큼 충분히 높으면서도 강철의 야금학적 구조와 기계적 특성을 손상시키지 않을 만큼 충분히 낮은 온도를 찾는 것입니다. 이 온도는 재료의 함수이며 고정된 상수가 아닙니다.
스테인리스 스틸 유형이 온도를 결정하는 이유
다양한 스테인리스 스틸 계열은 열에 매우 다르게 반응합니다. 잘못된 열 사이클을 적용하면 브레이징 접합 자체는 견고해 보여도 재료가 영구적으로 약해질 수 있습니다.
오스테나이트계 스테인리스 스틸 브레이징 (예: 304, 316)
오스테나이트계 강철은 가장 일반적이며 일반적으로 관용적입니다. 그러나 중요한 상한 온도 제한이 있습니다.
주요 제약은 강철의 인성과 연성을 감소시킬 수 있는 과도한 결정립 성장 방지입니다. 이러한 이유로 브레이징 온도는 1150°C (2100°F)를 초과해서는 안 됩니다.
마르텐사이트계 스테인리스 스틸 브레이징 (예: 410, 440C)
이들은 경화 가능한 강철이며, 그 특성은 열처리에 크게 의존합니다. 브레이징은 성공하기 위해 이 열처리와 통합되어야 합니다.
두 가지 주요 전략이 있습니다.
- 담금질 온도에서 브레이징: 강철의 오스테나이트화(담금질) 온도에서 흐르는 용가재를 사용하여 브레이징 및 경화 단계를 결합합니다.
- 템퍼링 온도 이하에서 브레이징: 부품이 이미 경화 및 템퍼링된 경우 저온 용가재를 사용해야 합니다. 브레이징 온도는 연화 방지 및 경도 손실을 방지하기 위해 최종 템퍼링 온도보다 낮게 유지되어야 합니다.
페라이트계 및 PH 강철 브레이징
페라이트계 강철(예: 430)도 고온에서 결정립 성장에 취약하며, 이는 상당한 취화를 유발할 수 있습니다.
석출 경화(PH) 강철(예: 17-4 PH)은 마르텐사이트계 등급과 유사하게 거동합니다. 브레이징 열 사이클은 필요한 강도를 얻기 위해 강철의 특정 시효 및 용액 처리 사이클과 호환되도록 신중하게 설계되어야 합니다.
용가재의 중요한 역할
용가재는 온도 방정식의 다른 절반입니다. 브레이징 공정은 용가재의 액상선 온도(완전히 녹는 지점) 이상에서 이루어져야 모세관 작용을 통해 접합부로 흐를 수 있습니다.
일반적인 용가재 계열
- 니켈 기반 용가재: 높은 강도와 우수한 내식성으로 인해 스테인리스 스틸에 매우 흔하게 사용됩니다. 이들은 일반적으로 980°C ~ 1200°C (1800°F ~ 2200°F) 범위의 높은 브레이징 온도를 필요로 합니다.
- 은 기반 용가재: 은 납땜으로도 알려져 있으며, 이 합금은 훨씬 낮은 브레이징 온도를 허용하며, 일반적으로 620°C ~ 870°C (1150°F ~ 1600°F)입니다. 경도 보존이 중요한 열처리 부품에 이상적입니다.
- 구리 용가재: 순수 구리는 환원 분위기에서 전기로 브레이징에 자주 사용됩니다. 일반적으로 약 1120°C (2050°F)의 높은 온도를 필요로 합니다.
절충점 이해하기
온도 선택은 위험 관리에 관한 것입니다. 최적의 범위를 벗어나면 어느 방향으로든 실패로 이어질 것입니다.
온도가 너무 낮을 경우의 결과
선택한 용가재에 충분히 온도가 높지 않으면 좋지 않은 결과를 얻게 됩니다. 용가재가 제대로 녹아 흐르지 않아 접합부 채움이 불완전하고 모재에 대한 "젖음성"이 좋지 않아 약하고 신뢰할 수 없는 결합이 발생합니다.
온도가 너무 높을 경우의 결과
정확한 온도를 초과하는 것은 종종 더 위험합니다. 과도한 결정립 성장, 부품의 변형, 또는 열처리 부품의 연화를 포함하여 스테인리스 스틸에 돌이킬 수 없는 손상을 유발할 수 있습니다.
협상 불가능한 전제 조건: 세척
어떤 온도나 용가재도 오염된 표면을 보상할 수 없습니다. 스테인리스 스틸은 수동적인 투명 산화막을 형성하며, 이는 제거되어야 합니다. 용가재가 모재와 결합할 수 있도록 브레이징 직전에 접합 표면에서 모든 오일, 그리스 및 산화물을 꼼꼼하게 세척해야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택하기
재료와 완성된 부품에 대한 주요 목표를 먼저 정의하여 브레이징 온도를 선택하십시오.
- 열처리된 부품에서 높은 강도가 주요 초점인 경우: 담금질 온도에서 브레이징하거나 템퍼링 온도 이하에서 저온 은 용가재를 사용하여 브레이징 사이클을 열처리와 통합해야 합니다.
- 내식성 및 일반적인 사용(오스테나이트계 강철)이 주요 초점인 경우: 니켈 기반 용가재를 선택하고 1150°C (2100°F) 결정립 성장 한계보다 훨씬 낮은 범위에서 브레이징하십시오.
- 민감한 조립품의 변형 또는 열 손상 방지가 주요 초점인 경우: 가능한 가장 낮은 온도에서 브레이징을 수행하기 위해 은 기반 용가재를 선택하십시오.
이러한 지배 원리를 이해함으로써 재료 및 적용 분야에 특별히 맞춰진 신뢰할 수 있는 브레이징 공정을 설계할 수 있습니다.
요약표:
| 요소 | 주요 고려 사항 | 일반적인 온도 범위 |
|---|---|---|
| 오스테나이트계 강철 (304, 316) | 결정립 성장 방지 | < 1150°C (2100°F) |
| 마르텐사이트계 강철 (410, 440C) | 열처리와 통합 | 용가재 및 열처리 사이클에 따라 다름 |
| 니켈 기반 용가재 | 고강도, 내식성 | 980°C - 1200°C (1800°F - 2200°F) |
| 은 기반 용가재 | 저온, 경도 보존 | 620°C - 870°C (1150°F - 1600°F) |
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