1. 브레이징 재료
(1) 티타늄과 그 기본 합금은 연납으로 브레이징되는 경우가 드뭅니다. 브레이징에 사용되는 브레이징 필러 금속은 주로 은계, 알루미늄계, 티타늄계 또는 티타늄 지르코늄계를 포함합니다.
은계 땜납은 주로 작동 온도가 540℃ 미만인 부품에 사용됩니다. 순은 땜납을 사용한 접합부는 강도가 낮고 균열이 발생하기 쉬우며 내식성 및 내산화성이 떨어집니다. Ag-Cu 땜납의 브레이징 온도는 은 땜납보다 낮지만, Cu 함량이 증가함에 따라 젖음성이 감소합니다. 소량의 Li를 함유한 Ag-Cu 땜납은 땜납과 모재 사이의 젖음성 및 합금도를 향상시킬 수 있습니다. AG-Li 땜납은 낮은 융점과 강한 환원성을 특징으로 하며, 보호 분위기에서 티타늄 및 티타늄 합금의 브레이징에 적합합니다. 그러나 진공 브레이징 시 Li 증발로 인해 용광로가 오염될 수 있습니다. Ag-5al-(0.5~1.0)Mn 필러 금속은 박판 티타늄 합금 부품에 적합한 필러 금속입니다. 이 필러 금속을 사용한 브레이징 접합부는 우수한 내산화성 및 내식성을 나타냅니다. 은계 필러 금속을 사용하여 브레이징한 티타늄 및 티타늄 합금 접합부의 전단 강도는 표 12에 나타나 있습니다.
표 12. 티타늄 및 티타늄 합금의 브레이징 공정 매개변수 및 접합 강도
알루미늄계 납땜의 브레이징 온도는 낮아 티타늄 합금의 β상 변태가 발생하지 않으므로 브레이징 지그 재료 및 구조 선택에 대한 요구 사항이 완화됩니다. 용가재와 모재 간의 상호 작용이 적고 용해 및 확산이 뚜렷하지 않으면서도 용가재의 가소성이 우수하여 용가재와 모재를 쉽게 접합할 수 있으므로 티타늄 합금 방열판, 벌집 구조 및 적층 구조의 브레이징에 매우 적합합니다.
티타늄계 또는 티타늄 지르코늄계 플럭스는 일반적으로 Cu, Ni 및 기타 원소를 함유하고 있는데, 이러한 원소들은 브레이징 과정에서 기지재로 빠르게 확산되어 티타늄과 반응하여 기지재 부식 및 취성층 형성을 초래할 수 있습니다. 따라서 브레이징 시 온도와 유지 시간을 엄격하게 제어해야 하며, 가능한 한 얇은 벽 구조물의 브레이징에는 사용하지 않는 것이 좋습니다. B-ti48zr48be는 대표적인 Ti-Zr 솔더로, 티타늄에 대한 젖음성이 우수하고 브레이징 과정에서 모재의 결정립 성장 경향이 없습니다.
(2) 지르코늄 및 비철합금 브레이징용 브레이징 필러 금속은 주로 b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5 등을 포함하며, 이는 원자력 발전소의 지르코늄 합금관 브레이징에 널리 사용됩니다.
(3) 티타늄, 지르코늄 및 기본 합금의 브레이징 플럭스와 보호 분위기는 진공 및 불활성 분위기(헬륨 및 아르곤)에서 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다. 아르곤 차폐 브레이징에는 고순도 아르곤을 사용해야 하며 이슬점은 -54℃ 이하이어야 합니다. 화염 브레이징에는 금속 Na, K 및 Li의 불화물 및 염화물을 함유하는 특수 플럭스를 사용해야 합니다.
2. 브레이징 기술
납땜 전에 표면을 철저히 세척하고 탈지하며 산화막을 제거해야 합니다. 두꺼운 산화막은 기계적 방법, 샌드 블라스팅 방법 또는 용융염조 방법을 사용하여 제거해야 합니다. 얇은 산화막은 20~40% 질산과 2% 불산을 함유한 용액에서 제거할 수 있습니다.
티타늄, 지르코늄 및 이들의 합금은 브레이징 가열 중 접합면이 공기와 접촉해서는 안 됩니다. 브레이징은 진공 또는 불활성 가스 보호 하에서 수행할 수 있습니다. 고주파 유도 가열 또는 보호 가열 방식을 사용할 수 있습니다. 유도 가열은 작고 대칭적인 부품에 가장 적합한 방법이며, 용광로 브레이징은 크고 복잡한 부품에 더 유리합니다.
티타늄, 지르코늄 및 이들의 합금을 브레이징할 때 발열체로는 니켈, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈륨 등의 재료를 선택해야 한다. 탄소 오염을 방지하기 위해 흑연이 노출된 발열체를 사용하는 장비는 사용해서는 안 된다. 브레이징 지그는 고온 강도가 우수하고, 티타늄이나 지르코늄과 열팽창 계수가 유사하며, 모재와의 반응성이 낮은 재료로 제작해야 한다.
게시 시간: 2022년 6월 13일