공구강과 초경합금의 브레이징

1. 브레이징 재료

(1) 브레이징 공구강과 초경합금은 일반적으로 순수 구리, 구리 아연, 은 구리 브레이징 용가재를 사용합니다. 순수 구리는 모든 종류의 초경합금에 대해 우수한 습윤성을 가지지만, 수소 환원 분위기에서 브레이징할 때 가장 좋은 효과를 얻을 수 있습니다. 또한, 브레이징 온도가 높아 접합부 응력이 커져 균열 발생 가능성이 증가합니다. 순수 구리로 브레이징한 접합부의 전단 강도는 약 150MPa이며, 접합부 가소성도 높지만 고온 작업에는 적합하지 않습니다.

구리 아연 용가재는 공구강 및 초경합금 브레이징에 가장 일반적으로 사용되는 용가재입니다. 땜납의 젖음성과 접합 강도를 향상시키기 위해 Mn, Ni, Fe 및 기타 합금 원소가 땜납에 종종 첨가됩니다. 예를 들어, b-cu58znmn에 w(MN) 4%를 첨가하면 초경합금 브레이징 접합부의 전단 강도가 실온에서 300~320MPa에 도달합니다. 320℃에서도 220~240MPa를 유지할 수 있습니다. b-cu58znmn에 소량의 CO를 첨가하면 브레이징 접합부의 전단 강도가 350MPa에 도달하고, 높은 충격 인성과 피로 강도를 가지므로 절삭 공구 및 암석 드릴링 공구의 수명이 크게 향상됩니다.

은구리 브레이징 용가재의 낮은 융점과 브레이징 접합부의 낮은 열응력은 브레이징 중 초경합금의 균열 발생 경향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 솔더의 젖음성을 향상시키고 접합부의 강도와 작동 온도를 향상시키기 위해 Mn, Ni 및 기타 합금 원소가 솔더에 첨가되는 경우가 많습니다. 예를 들어, b-ag50cuzncdni 솔더는 초경합금에 대한 젖음성이 우수하여 브레이징 접합부의 종합적인 특성이 우수합니다.

위의 세 가지 유형의 브레이징 필러 금속 외에도 b-mn50nicucrco 및 b-ni75crsib와 같은 Mn 기반 및 Ni 기반 브레이징 필러 금속은 500℃ 이상에서 작동하고 높은 접합 강도가 필요한 초경합금에 선택할 수 있습니다. 고속도 강의 브레이징의 경우 브레이징 온도가 담금질 온도와 일치하는 특수 브레이징 필러 금속을 선택해야 합니다. 이 필러 금속은 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 주로 페로망간과 붕사로 구성된 페로망간형 필러 금속입니다. 브레이징된 조인트의 전단 강도는 일반적으로 약 100MPa이지만 조인트에 균열이 발생하기 쉽습니다. Ni, Fe, Mn 및 Si를 함유 한 또 다른 종류의 특수 구리 합금은 브레이징 조인트에 균열이 발생하기 쉽지 않으며 전단 강도를 300mpa까지 높일 수 있습니다.

(2) 브레이징 플럭스와 보호가스 브레이징 플럭스의 선택은 용접할 모재와 용가재에 따라 달라야 합니다. 공구강과 초경합금의 브레이징 시에는 주로 붕사와 붕산을 사용하고, 여기에 불화물(KF, NaF, CaF2 등)을 첨가합니다. 구리-아연 땜납에는 Fb301, fb302, fb105 플럭스를, 은-구리 땜납에는 fb101~fb104 플럭스를 사용합니다. 고속도강의 브레이징에 특수 용가재를 사용할 경우 붕사 플럭스가 주로 사용됩니다.

브레이징 가열 중 공구강의 산화를 방지하고 브레이징 후 세척을 피하기 위해 가스 차폐 브레이징을 사용할 수 있습니다. 보호 가스는 불활성 가스 또는 환원 가스를 사용할 수 있으며, 가스의 이슬점은 -40℃ 미만이어야 합니다. 초경합금은 수소 보호 하에 브레이징할 수 있으며, 필요한 수소 이슬점은 -59℃ 미만이어야 합니다.

2. 브레이징 기술

공구강은 브레이징 전에 세척해야 하며, 가공된 표면은 재료와 브레이징 플럭스의 습윤 및 확산을 용이하게 하기 위해 너무 매끄러울 필요는 없습니다. 초경합금 표면은 브레이징 전에 샌드 블라스팅하거나, 실리콘 카바이드 또는 다이아몬드 연삭 휠로 연마하여 표면의 과도한 탄소를 제거해야 브레이징 중에 브레이징 용가재에 의해 젖게 됩니다. 티타늄 카바이드를 함유한 초경합금은 젖기가 어렵습니다. 산화구리 또는 산화니켈 페이스트를 표면에 새로운 방식으로 도포하고 환원 분위기에서 소성하여 구리 또는 니켈을 표면으로 전이시켜 고융점 땜납의 습윤성을 높입니다.

탄소 공구강의 브레이징은 담금질 공정 전 또는 동시에 수행하는 것이 바람직합니다. 담금질 공정 전에 브레이징을 수행하는 경우, 사용되는 용가재의 고상선 온도가 담금질 온도 범위보다 높아야 합니다. 그래야 용접부가 담금질 온도까지 재가열되었을 때 파손 없이 충분히 높은 강도를 유지할 수 있습니다. 브레이징과 담금질을 병행하는 경우, 고상선 온도가 담금질 온도에 가까운 용가재를 선택해야 합니다.

합금 공구강은 다양한 구성 요소로 이루어져 있습니다. 우수한 접합 성능을 얻으려면 특정 강종에 따라 적절한 브레이징 용가재, 열처리 공정, 그리고 브레이징과 열처리 공정을 결합하는 기술을 결정해야 합니다.

고속도강의 담금질 온도는 일반적으로 은구리 및 구리 아연 땜납의 용융 온도보다 높으므로 브레이징 전에 담금질하고, 브레이징 중 또는 2차 템퍼링 후에 브레이징해야 합니다. 브레이징 후 담금질이 필요한 경우, 위에서 언급한 특수 브레이징 용가재만 브레이징에 사용할 수 있습니다. 고속도강 절삭 공구를 브레이징할 때는 코크스로를 사용하는 것이 적합합니다. 브레이징 용가재가 녹으면 절삭 공구를 꺼내 즉시 가압하고, 여분의 브레이징 용가재를 압출한 후 오일 담금질을 수행하고 550~570℃에서 템퍼링합니다.

시멘트 카바이드 블레이드와 강철 공구대를 브레이징할 때 브레이징 간격을 늘리고 브레이징 간격에 플라스틱 보상 개스킷을 적용하는 방법을 채택해야 하며, 용접 후 천천히 냉각하여 브레이징 응력을 줄이고 균열을 방지하며 시멘트 카바이드 공구 조립체의 사용 수명을 연장해야 합니다.

섬유 용접 후, 용접부의 플럭스 잔여물은 뜨거운 물이나 일반 슬래그 제거 용액으로 세척한 후, 적절한 산세척 용액으로 산세척하여 모재 막대의 산화막을 제거해야 합니다. 단, 브레이징 접합 금속의 부식을 방지하기 위해 질산 용액을 사용하지 않도록 주의하십시오.