확산 본딩은 두 금속 표면 사이에 원자가 효과적으로 산재하도록 온도와 압력을 정밀하게 제어해야 하는 공정입니다.
확산 본딩은 어떤 온도에서 이루어지나요? (6가지 핵심 포인트 설명)
1. 확산 본딩의 온도 범위
확산 본딩 공정에서는 두 금속 표면의 원자가 흩어져 있어야 하므로 높은 온도가 필요합니다.
이러한 온도는 일반적으로 접착되는 재료의 절대 용융 온도의 50~70%로 설정됩니다.
이 범위는 재료가 원자 확산을 허용할 만큼 충분히 가단하지만 녹을 정도로 뜨겁지는 않은 온도를 보장합니다.
2. 가열 방법
표면은 용광로 또는 전기 저항 방법을 사용하여 가열됩니다.
목표는 필요한 온도에 도달하는 것이며, 특정 재료의 경우 1400°C(2552°F)까지 올라갈 수 있습니다.
이 높은 온도는 원자가 고농도 영역에서 저농도 영역으로 이동하여 결국 강한 결합으로 이어지는 확산 과정을 활성화하는 데 매우 중요합니다.
3. 압력의 적용
열과 함께 유압 프레스 또는 데드 웨이트를 사용하여 부품에 압력을 가합니다.
이 압력은 원자 확산이 효과적으로 일어나기 위해 필수적인 표면이 밀착되도록 합니다.
본딩 공정 전반에 걸쳐 이러한 밀착 상태를 유지하기 위해 고정 장치를 사용하는 경우가 많습니다.
4. 확산 어닐링
확산 어닐링은 재료 내의 불균일성이나 농도 차이를 제거하는 데 사용되는 특정 기술입니다.
이 공정은 매우 높은 온도(1050~1250°C)에서 장시간(최대 50시간) 진행됩니다.
예를 들어, 니켈 기반 브레이징 조인트는 약 1000°C에서 확산 어닐링하여 납땜 재료의 금속 농도를 모재 쪽으로 이동시켜 조인트의 강도와 내식성을 향상시키는 경우가 많습니다.
5. 환경 고려 사항
본딩 공정에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 산화를 방지하기 위해 열처리 용광로는 종종 고진공 상태에서 작동합니다.
이러한 제어된 환경은 표면이 깨끗하게 유지되고 확산 과정을 방해할 수 있는 오염 물질이 없도록 합니다.
6. 소결 및 확산
광범위한 확산을 수반하는 소결에서는 일반적으로 용융 온도(0.6Tm)의 60%를 초과하는 높은 온도가 요구됩니다.
이 높은 온도는 표면적과 국부적 곡률을 줄여 결합을 강화하는 것을 목표로 하는 확산 공정을 주도합니다.
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