구리 브레이징: 알아야 할 기본 사항
구리와 그 합금이 우리 일상 생활에서 왜 그렇게 중요한지 궁금한 적이 있나요? 이 기사에서는 구리의 놀라운 전기 전도성부터 구리의 매혹적인 특성을 살펴봅니다.
브레이징이 탄소강과 저합금강을 접합하는 데 이상적인 방법인 이유는 무엇일까요? 이 글에서는 소프트 브레이징과 하드 브레이징의 세부 사항을 자세히 살펴보고 각 기술의 장점과 고려 사항을 강조합니다. 주석-납 땜납 및 구리 합금과 같은 필러 금속의 선택부터 브레이징 에이전트의 중요한 역할에 이르기까지 접합 강도와 내구성을 향상시키는 데 필수적인 팁을 알아보세요. 브레이징 프로젝트에서 피해야 할 모범 사례와 일반적인 함정에 대해 알아보세요.
(1) 필러 금속
탄소강 및 저합금강의 브레이징에는 연 브레이징과 경 브레이징이 포함됩니다. 연 브레이징에서 가장 일반적으로 사용되는 필러 금속은 주석-납 땜납으로, 주석 함량이 증가함에 따라 강철의 습윤성을 향상시킵니다.
따라서 조인트 밀봉에는 고주석 땜납을 사용해야 합니다. 주석-납 솔더의 주석은 FeSn을 형성할 수 있습니다.2 강철과의 경계에 금속 간 화합물 층이 형성됩니다. 이 화합물 층이 형성되는 것을 방지하기 위해 브레이징 온도와 유지 시간을 적절히 제어해야 합니다.
그리고 탄소강의 전단 강도 몇 가지 일반적인 주석 납 납땜으로 납땜된 조인트는 표 1에 나와 있습니다.
그 중 50% w(Sn)의 필러 금속으로 납땜한 접합 강도가 가장 높고, 안티몬을 사용하지 않고 땜납으로 납땜한 접합 강도가 안티몬을 사용한 것보다 높습니다.
표 1 주석-납 땜납으로 납땜된 탄소강 접합부의 전단 강도
| 솔더 합금 등급 | B-Ag25CuZn | B-Ag45CuZn | B-Ag50CuZn | B-Ag40CuZnCd |
| 전단 강도 /MPa | 199 | 197 | 201 | 203 |
| 인장 강도 /MPa | 375 | 362 | 377 | 386 |
탄소강과 낮은 합금강 는 경질 브레이징, 순수 구리, 구리-아연 및 은-구리-아연 브레이징 재료가 주로 사용됩니다. 순수 구리는 융점이 높고 납땜 중 산화에 취약합니다. 주로 가스 차폐 브레이징 및 진공 브레이징에 사용됩니다.
그러나 구리의 우수한 유동성으로 인해 조인트 간극이 채워지지 않아 발생하는 문제를 방지하기 위해 브레이징을 위한 조인트 간극은 0.05mm 미만이어야 한다는 점에 유의해야 합니다.
순수 구리로 브레이징된 탄소강 및 저합금강 조인트는 일반적으로 전단 강도가 150~215MPa, 인장 강도가 170~340MPa로 강도가 더 높습니다.
순수 구리에 비해 구리-아연 브레이징 재료는 아연이 첨가되어 녹는점이 낮습니다. 브레이징 중 아연의 증발을 방지하기 위해 구리-아연 브레이징 재료에 소량의 Si를 첨가할 수 있습니다.
또한 화염 브레이징, 유도 브레이징 및 딥 브레이징과 같은 급속 가열 방법을 사용해야 합니다. 구리-아연 브레이징 재료로 브레이징한 탄소강 및 저합금강 조인트는 강도와 연성이 우수합니다. 예를 들어, B-Cu62Zn 브레이징 재료로 브레이징한 탄소강 조인트의 인장 강도는 420MPa, 전단 강도는 290MPa입니다.
은-구리-아연 브레이징 재료는 구리-아연 브레이징 재료에 비해 융점이 낮기 때문에 스폿 브레이징에 더 쉽게 사용할 수 있습니다. 이 유형의 브레이징 재료는 탄소강 및 저합금강의 화염 브레이징, 유도 브레이징 및 용광로 브레이징에 적합합니다.
그러나 용광로 납땜에 은-구리-아연 납땜 재료를 사용할 때는 아연 함량을 최소화하고 가열 속도를 높여야 합니다.
은-구리-아연 브레이징 재료로 탄소강과 저합금강을 브레이징하면 강도와 연성이 좋은 접합부를 얻을 수 있습니다. 구체적인 데이터는 표 2에 나와 있습니다.
표 2: 은-구리-아연 브레이징 재료로 브레이징한 저탄소강 조인트의 강도.
| 솔더 합금 등급 | B-Ag25CuZn | B-Ag45CuZn | B-Ag50CuZn | B-Ag40CuZnCd |
| 전단 강도 /MPa | 199 | 197 | 201 | 203 |
| 인장 강도 /MPa | 375 | 362 | 377 | 386 |
(2) 납땜제
탄소강과 저합금강을 브레이징할 때는 브레이징제 또는 차폐 가스가 필요합니다. 브레이징 에이전트의 선택은 선택한 브레이징 재료와 브레이징 방법에 따라 달라집니다.
주석 납 브레이징 재료를 사용할 때는 염화 아연과 염화 암모늄의 혼합물을 브레이징제로 사용하거나 기타 특수 브레이징제를 사용할 수 있습니다. 이러한 유형의 브레이징제의 잔류물은 일반적으로 부식성이 강하므로 브레이징 후 조인트를 철저히 청소해야 합니다.
경납땜에 구리-아연 브레이징 재료를 사용할 때는 붕사 또는 붕사와 붕산의 혼합물인 FB301 또는 FB302 브레이징제를 사용해야 합니다. 화염 브레이징에서는 브레이징제로 붕산메틸과 포름산의 혼합물을 사용할 수도 있으며, B2O3 증기는 접합부를 탈산하는 역할을 합니다.
은-구리-아연 브레이징 재료를 사용하는 경우 붕사, 붕산 및 특정 불소의 혼합물인 FB102, FB103 및 FB104 브레이징 에이전트를 선택할 수 있습니다. 이러한 유형의 브레이징제의 잔류물은 약간의 부식성이 있으므로 브레이징 후 완전히 제거해야 합니다.
탄소강 및 저합금강 납땜에는 다양한 일반적인 납땜 방법을 사용할 수 있습니다. 화염 브레이징에서는 중성 또는 약간 감소하는 화염을 사용하는 것이 좋습니다.
브레이징 재료와 브레이징 에이전트의 직접 가열은 피해야 합니다. 유도 납땜 및 딥 브레이징과 같은 급속 가열 방법은 브레이징에 매우 적합합니다. 담금질 및 템퍼링 강철.
또한 모재의 연화를 방지하기 위해 브레이징 시 담금질 또는 템퍼링보다 낮은 온도를 선택하는 것이 좋습니다. 저합금 고강도 강철을 보호 분위기에서 브레이징할 때는 높은 가스 순도가 필요할 뿐만 아니라 모재 표면에서 브레이징 재료의 습윤 및 확산을 보장하기 위해 가스 플럭스도 사용해야 합니다.
브레이징제의 잔여물은 화학적 또는 기계적으로 제거할 수 있습니다. 유기 브레이징제의 잔류물은 가솔린, 알코올 또는 아세톤과 같은 유기 용매로 닦거나 세척할 수 있습니다. 염화아연 및 염화암모늄과 같은 부식성 브레이징제의 잔류물은 NaOH 수용액으로 중화시킨 다음 뜨거운 물과 차가운 물로 세척해야 합니다.
붕산 및 붕사 납땜제의 잔류물은 제거하기 어려우며 기계적 방법이나 끓는 물에 장시간 담가야만 해결할 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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