스테인리스 강 브레이징

스테인리스 강 브레이징

1. 브레이징성

스테인리스 스틸 브레이징의 주요 문제는 표면의 산화 피막이 땜납의 젖음 및 퍼짐에 심각한 영향을 미친다는 것입니다.다양한 스테인리스 강에는 상당한 양의 Cr이 포함되어 있으며 일부에는 Ni, Ti, Mn, Mo, Nb 및 기타 원소도 포함되어 있어 표면에 다양한 산화물 또는 복합 산화물을 형성할 수 있습니다.그 중 Cr과 Ti의 산화물 Cr2O3와 TiO2는 상당히 안정하여 제거하기 어렵다.공기 중에서 납땜할 때 활성 플럭스를 사용하여 제거해야 합니다.보호 분위기에서 납땜 할 때 산화 피막은 이슬점이 낮고 온도가 충분히 높은 고순도 분위기에서만 감소 할 수 있습니다.진공 브레이징에서 좋은 브레이징 효과를 얻기 위해서는 충분한 진공과 온도가 필요합니다.

스테인리스 강 브레이징의 또 다른 문제는 가열 온도가 모재의 구조에 심각한 영향을 미친다는 것입니다.오스테나이트계 스테인리스 강의 브레이징 가열 온도는 1150℃보다 높아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 입자가 심각하게 자랍니다.오스테나이트계 스테인리스강이 안정한 원소인 Ti 또는 Nb를 포함하지 않고 탄소 함량이 높은 경우 증감 온도(500 ~ 850℃) 이내의 납땜도 피해야 합니다.크롬 탄화물의 석출로 인한 내식성 저하를 방지합니다.마르텐사이트 스테인리스강의 브레이징 온도 선택은 더 엄격합니다.하나는 납땜 온도를 담금질 온도와 일치시켜 납땜 공정과 열처리 공정을 결합하는 것입니다.다른 하나는 브레이징 중 모재가 연화되는 것을 방지하기 위해 브레이징 온도가 템퍼링 온도보다 낮아야 한다는 것입니다.석출 경화 스테인리스강의 브레이징 온도 선택 원리는 마르텐사이트 스테인리스강과 동일합니다. 즉, 브레이징 온도는 열처리 시스템과 일치해야 최상의 기계적 특성을 얻을 수 있습니다.

위의 두 가지 주요 문제 외에도 오스테나이트계 스테인리스강을 납땜할 때, 특히 구리 아연 용가재로 납땜할 때 응력 균열이 발생하는 경향이 있습니다.응력 균열을 피하기 위해 공작물은 납땜 전에 응력 완화 어닐링을해야하며 공작물은 납땜 중에 균일하게 가열되어야합니다.

2. 브레이징 재료

(1) 스테인레스 스틸 용접물의 사용 요구 사항에 따라 스테인레스 스틸 용접물에 일반적으로 사용되는 납땜 용가재에는 주석 납 납땜 용가재, 은계 납땜 용가재, 구리 기반 납땜 용가재, 망간 기반 납땜 용가재, 니켈 기반이 포함됩니다. 브레이징 용가재 및 귀금속 브레이징 용가재.

주석 납 땜납은 주로 스테인리스 강 납땜에 사용되며 주석 함량이 높은 데 적합합니다.땜납의 주석 함량이 높을수록 스테인리스강에 대한 습윤성이 더 좋습니다.몇 가지 일반적인 주석 납 땜납으로 납땜된 1Cr18Ni9Ti 스테인리스강 조인트의 전단 강도는 표 3에 나열되어 있습니다. 조인트의 강도가 낮기 때문에 베어링 용량이 작은 납땜 부품에만 사용됩니다.

표 3 주석 납 땜납으로 납땜된 1Cr18Ni9Ti 스테인리스강 조인트의 전단 강도

은계 용가재는 스테인리스강의 브레이징에 가장 일반적으로 사용되는 용가재입니다.그 중 은동아연 및 은동아연 카드뮴 용가재는 납땜 온도가 모재의 특성에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 가장 널리 사용된다.몇 가지 일반적인 은 기반 땜납으로 납땜된 ICr18Ni9Ti 스테인리스강 조인트의 강도는 표 4에 나열되어 있습니다. 은 기반 땜납으로 납땜된 스테인리스강 조인트는 부식성이 높은 매체에서 거의 사용되지 않으며 조인트의 작동 온도는 일반적으로 300℃를 초과하지 않습니다. .니켈이 없는 스테인리스강을 브레이징할 때 습한 환경에서 브레이징 조인트의 부식을 방지하기 위해 b-ag50cuzncdni와 같이 니켈이 더 많은 브레이징 용가재를 사용해야 합니다.마텐자이트계 스테인리스강을 브레이징할 때 모재의 연화를 방지하기 위해 b-ag40cuzncd와 같은 브레이징 온도가 650℃를 넘지 않는 브레이징 용가재를 사용해야 합니다.보호 분위기에서 스테인레스 스틸을 납땜 할 때 표면의 산화 피막을 제거하기 위해 b-ag92culi 및 b-ag72culi와 같은 리튬 함유 자체 납땜 플럭스를 사용할 수 있습니다.스테인리스 강을 진공에서 납땜할 때 용가재가 Zn 및 CD와 같이 증발하기 쉬운 원소를 포함하지 않을 때 여전히 양호한 습윤성을 갖도록 하기 위해 Mn, Ni 및 RD와 같은 원소를 함유하는 은 용가재는 선택된.

표 4 은계 용가재로 납땜한 ICr18Ni9Ti 스테인리스강 조인트의 강도

다른 강을 브레이징하는 데 사용되는 구리 기반 브레이징 용가재는 주로 순수 구리, 구리 니켈 및 구리 망간 코발트 브레이징 용가재입니다.순수 구리 브레이징 용가재는 주로 가스 보호 또는 진공 상태에서 브레이징에 사용됩니다.스테인레스 스틸 조인트의 작동 온도는 400 ℃ 이하이지만 조인트는 내산화성이 낮습니다.구리 니켈 브레이징 용가재는 주로 화염 브레이징 및 유도 브레이징에 사용됩니다.납땜된 1Cr18Ni9Ti 스테인레스 스틸 조인트의 강도는 표 5와 같습니다. 조인트는 모재와 동일한 강도를 가지며 작업 온도가 높은 것을 알 수 있습니다.Cu Mn co 브레이징 용가재는 주로 보호 분위기에서 마텐자이트계 스테인리스강을 브레이징하는 데 사용됩니다.접합 강도 및 작업 온도는 금 기반 용가재로 납땜한 것과 유사합니다.예를 들어, b-cu58mnco 땜납으로 납땜한 1Cr13 스테인리스강 조인트는 b-au82ni 땜납으로 납땜한 동일한 스테인리스강 조인트와 동일한 성능을 갖지만(표 6 참조) 생산 비용은 크게 절감됩니다.

표 5 고온 구리 모재로 납땜된 1Cr18Ni9Ti 스테인리스강 조인트의 전단 강도

표 6 1Cr13 스테인리스 스틸 브레이징 조인트의 전단 강도

망간계 납재는 주로 가스 쉴드 브레이징에 사용되며, 가스의 순도가 높아야 합니다.모재의 결정립 성장을 방지하려면 1150℃ 미만의 납땜 온도를 갖는 해당 납땜 용가재를 선택해야 합니다.표 7과 같이 망간 기반 솔더로 납땜한 스테인리스강 조인트에 대해 만족스러운 브레이징 효과를 얻을 수 있습니다. 조인트의 작동 온도는 600℃에 도달할 수 있습니다.

표 7 망간 기반 필러 금속으로 납땜된 lcr18ni9fi 스테인리스 스틸 조인트의 전단 강도

스테인리스강이 니켈 베이스 용가재로 땜질될 때, 접합부는 양호한 고온 성능을 갖는다.이 용가재는 일반적으로 가스 차폐 브레이징 또는 진공 브레이징에 사용됩니다.접합부의 강도와 가소성을 심각하게 저하시키는 접합부 형성시 브레이징 접합부에 더 많은 취성 화합물이 생성되는 문제를 극복하기 위해 접합부 간극을 최소화하여 요소가 취성상을 형성하기 쉽도록 보장해야 합니다. 솔더가 모재로 완전히 확산됩니다.브레이징 온도에서 긴 유지 시간으로 인한 모재 입자 성장의 발생을 방지하기 위해 용접 후 짧은 시간 유지 및 낮은 온도(브레이징 온도 대비)에서 확산 처리의 공정 조치를 취할 수 있습니다.

스테인리스강의 경납땜에 사용되는 귀금속 경납재는 주로 금계 용가재와 팔라듐 함유 용가재가 있으며, 그 중 가장 대표적인 것은 젖음성이 좋은 b-au82ni, b-ag54cupd, b-au82ni입니다.납땜 된 스테인레스 스틸 조인트는 고온 강도와 내산화성을 가지며 최대 작동 온도는 800 ℃에 도달 할 수 있습니다.B-ag54cupd는 b-au82ni와 유사한 특성을 가지고 있고 가격도 저렴하여 b-au82ni를 대체하는 경향이 있습니다.

(2) 플럭스 및 화로 분위기의 스테인리스 스틸 표면에는 Cr2O3 및 TiO2와 같은 산화물이 포함되어 있으며 활성이 강한 플럭스를 사용해야 제거할 수 있습니다.스테인리스 강을 주석 납 땜납으로 납땜할 때 적합한 플럭스는 인산 수용액 또는 산화아연 염산 용액입니다.인산 수용액의 활성 시간이 짧기 때문에 급속 가열의 납땜 방법을 채택해야 합니다.Fb102, fb103 또는 fb104 플럭스는 은 기반 필러 금속으로 스테인리스강을 브레이징하는 데 사용할 수 있습니다.구리계 용가재로 스테인리스 강을 납땜할 때 높은 납땜 온도 때문에 fb105 플럭스가 사용됩니다.

로에서 스테인리스 강을 납땜할 때 수소, 아르곤 및 분해 암모니아와 같은 진공 분위기 또는 보호 분위기가 자주 사용됩니다.진공 브레이징 중 진공 압력은 10-2Pa보다 낮아야 합니다.보호 분위기에서 납땜 할 때 가스의 이슬점은 -40 ℃보다 높아서는 안됩니다. 가스 순도가 충분하지 않거나 납땜 온도가 높지 않으면 삼불화 붕소와 같은 소량의 가스 납땜 플럭스가 발생할 수 있습니다. 분위기에 추가됩니다.

2. 브레이징 기술

스테인리스 스틸은 그리스와 유막을 제거하기 위해 납땜 전에 더 엄격하게 청소해야 합니다.청소 후 즉시 납땜하는 것이 좋습니다.

스테인레스 스틸 브레이징은 화염, 유도 및 노 매체 가열 방법을 채택할 수 있습니다.로에서 브레이징을 위한 퍼니스는 좋은 온도 제어 시스템(브레이징 온도의 편차는 ± 6 ℃가 되어야 함)이 있어야 하고 빨리 냉각될 수 있어야 합니다.브레이징의 차폐 가스로 수소를 사용하는 경우 수소 요구 사항은 브레이징 온도와 모재의 조성에 따라 달라집니다. 수소 포인트가 필요합니다.예를 들어, 1Cr13 및 cr17ni2t와 같은 마르텐사이트 스테인리스강의 경우 1000℃에서 브레이징할 때 수소의 이슬점이 -40℃보다 낮아야 합니다.안정제가 없는 18-8 크롬니켈 스테인리스강의 경우, 수소의 이슬점은 1150℃에서 납땜하는 동안 25℃보다 낮아야 합니다.다만, 티타늄 안정제를 함유한 1Cr18Ni9Ti 스테인리스강의 경우, 1150℃에서 브레이징할 때 수소노점은 -40℃보다 낮아야 한다.아르곤 보호 브레이징 시 아르곤 순도가 높아야 합니다.스테인리스 스틸 표면에 구리나 니켈을 도금하면 차폐 가스의 순도에 대한 요구 사항을 줄일 수 있습니다.스테인레스 스틸 표면의 산화 피막 제거를 보장하기 위해 BF3 가스 플럭스를 추가할 수도 있으며 리튬 또는 붕소 함유 자체 플럭스 솔더를 사용할 수도 있습니다.스테인레스 스틸을 진공 브레이징할 때 진공도에 대한 요구 사항은 브레이징 온도에 따라 다릅니다.브레이징 온도를 높이면 필요한 진공도를 줄일 수 있습니다.

브레이징 후 스테인리스 스틸의 주요 공정은 잔류 플럭스 및 잔류 흐름 억제제를 청소하고 필요한 경우 브레이징 후 열처리를 수행하는 것입니다.사용된 플럭스와 브레이징 방법에 따라 잔류 플럭스는 물로 세척하거나 기계적으로 세척하거나 화학적으로 세척할 수 있습니다.접합부 근처의 가열된 영역에서 잔류 플럭스 또는 산화막을 청소하기 위해 연마제를 사용하는 경우 모래 또는 기타 비금속 미세 입자를 사용해야 합니다.마르텐사이트 스테인리스강과 석출 경화 스테인리스강으로 만들어진 부품은 브레이징 후 재료의 특수 요구 사항에 따라 열처리가 필요합니다.Ni Cr B 및 Ni Cr Si 용가재로 브레이징된 스테인리스 스틸 조인트는 브레이징 간격에 대한 요구 사항을 줄이고 조인트의 미세 구조 및 특성을 개선하기 위해 브레이징 후 확산 열처리로 종종 처리됩니다.