니켈 기반 브레이징 파우더: 고온 브레이징의 핵심 소재와 발전 전망

Release time:

2025-11-12

출처:

티조

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니켈 기반 솔더링 재료 니켈 또는 니켈크롬 고용체를 기지로 하여 붕소, 실리콘, 크롬 등의 합금 원소를 첨가해 제조된 고온 브레이징 재료입니다. 1940년대 미국의 월 콜모노이 회사가 최초로 개발한 이래, 니켈 기반 솔더링 재료 항공, 원자력, 에너지 장비 등 첨단 제조 분야에서 빠질 수 없는 연결 소재가 되었습니다.

일, 니켈 기반 솔더링 재료 성능상의 장점: 왜 고온 브레이징의 최선의 선택이 되는가?

니켈 기반 솔더링 재료 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다:

- 뛰어난 고온 내성: 브레이징 접합부는 최대 1000℃의 환경에서도 안정적으로 작동하며, 우수한 고온 강도와 내산화성을 갖추고 있습니다.

- 습윤성과 유동성이 우수함: 스테인리스강, 니켈 기반 고온 합금 등 재료 표면에서 탁월한 펼침 및 채움 능력을 나타냅니다.

- 기술적 경제성이 뛰어남: 비용이 금 기반 솔더의 약 2%에 불과해 가성비가 매우 높으며, 복잡한 부품의 단계적 납땜 및 재수리용 솔더링에 적합합니다.

- 적용 분위기 다양: 진공, 순수 수소, 고주파 유도 등 다양한 환경에서 용접이 가능합니다.

2. 대표적인 등급 및 국제 표준

전 세계의 산업국들은 이미 완벽한 니켈 기반 솔더 표준 체계를 구축했습니다. 예를 들어, 미국 ASTM 표준에 포함된 BNi-1a, BNi-2, BNi-5 등과 영국, 체코 등의 국가에서 사용하는 해당 등급들이 있습니다. 각 등급 간에는 Cr, B, Si와 같은 원소의 함량이 다소 차이가 있으며, 이는 서로 다른 모재 및 작업 조건의 요구에 적합하도록 설계되었습니다.

대표적인 등급 예시:

- BNi-2: Cr 6~8%, B 2.75~3.5%, 융점 범위는 955~1000℃입니다.

- BNi-5: Cr 함량 18~20%, Si 함량 9.75~10.5%, 융점은 최대 1080~1135℃입니다.

3. 고급 응용 분야: 항공 엔진에서 원자력 원자로까지

니켈 기반 솔더링 재료 극한 조건에서도 뛰어난 신뢰성을 발휘하며, 대표적인 적용 사례는 다음과 같습니다:

- 항공 엔진: 터빈 블레이드, 밀봉 링, 벌집 구조 등;

- 로켓 시스템: 연소실, 터보펌프, 노즐 등;

- 원자력 설비: 원자로 연료 지지대, 열교환 부품 등.

주목할 만한 점은, 니켈 기반 솔더링 재료 또한 고온 부품의 수리에도 널리 사용됩니다. 예를 들어 제트 엔진 터빈 블레이드에 균열이 생긴 경우, 납땜으로 수리한 후 코팅 보호를 추가하면 수명이 새 부품과 동등하거나 오히려 더 길어지며, 비용은 크게 절감됩니다.

넷, 니켈 기반 솔더링 재료 분말의 제조와 형태 진화

형태 범주	특징 및 적용 시나리오
페이스트형 솔더링 재료	자동화된 접착제 도포가 용이함 복잡한 구조에 적합하며, 생산성과 일관성을 향상시킵니다.
접착형 브레이징 재료	두께 조절 가능, 부착 간편 대면적 브레이징에 적합하며, 균일한 브레이징 재료 분포를 제공합니다.
사전 성형 블랭크	조립 효율 85% 향상 관 부품과 고정 간격에 적합하며, 납땜 재료의 사용량을 정확히 보장합니다.
비정질 호일 재료	고속 응고 기술을 이용한 제조 성분이 균일하고 유동성이 뛰어나 정밀 브레이징에 적합합니다.

분말 제조 공정

니켈 기반 솔더 분말의 주요 제조 공정에는 불활성 가스 분무와 고압 수분무가 있으며, 두 방법 모두 각각의 특징을 가지고 있어 서로 다른 응용 분야에 적합합니다.

비활성 기체 분무

수득 분말의 산소 함량이 낮아서 다음과 같이 제어할 수 있습니다. 300~500 ppm 구형도가 높고 유동성이 우수하여 고품질 브레이징 적용에 적합합니다.

고압 수분화

비용이 낮아 붕소 함유 브레이징 재료에 적합하며, 산소 함량은 상대적으로 높지만 많은 산업 응용 분야에서 경제성이 우수합니다.

5. 발전 추세: '재료 공급'에서 '공정 솔루션'으로

제조업이 정밀화, 경량화, 고신뢰성 방향으로 발전함에 따라 니켈 기반 브레이징 재료는 세 가지 주요 추세를 보이고 있습니다:

1. 복합화: 다양한 브레이징 재료의 배합 비율을 통해 온도 구배 브레이징 및 조직 조절을 실현한다;

2. 형태 다양화: 사전 성형, 접착 테이프, 비정질 박막 등 다양한 형태로 시공 편의성 향상;

3. 공정 통합: 납땜 재료 공급과 용접 공정, 열처리 경로를 협력하여 설계합니다.

맺음말: 소재 혁신으로 제조업의 고도화를 촉진하다

니켈 기반 솔더링 재료 분말은 고온 접합 기술의 핵심 소재로서, 그 발전 수준은 국가의 첨단 장비에 대한 자주적 통제 능력과 직결됩니다. 전문 금속 분말 공급업체로서 저희는 고성능 솔더 분말의 연구개발과 맞춤형 서비스에 지속적으로 집중할 것이며, 고객에게 재료 선택부터 공정 최적화, 응용 검증에 이르는 전 과정에 걸친 기술 지원을 제공함으로써 중국 제조가 '고품질, 정밀, 첨단'으로 나아가는 데 기여하겠습니다.

고온 성능

니켈 기반 브레이징 재료는 뛰어난 고온 강도를 갖추고 있어 고온·고응력 환경에서 장기간 작동하기에 적합합니다.

다양한 성분

Cr, Si, B, P 등 원소의 함량을 조정함으로써 브레이징 재료의 젖음성과 접합 성능을 최적화합니다.

광범위한 적용

항공우주, 전력전자, 자동차 제조 등 산업 분야의 정밀 브레이징 수요에 적합합니다.

순번	등급	니	크리	시	페	B	P	C	S
1	BNi-1	BAl.	14	4.5	4.5	3.15	≤0.02	0.6~0.9	≤0.02
2	BNi-1a	BAl.	14	4.5	4.5	3.15	≤0.02	≤0.06	≤0.02
5	BNi-2	BAl.	7	4.5	3	3.15	≤0.02	≤0.06	≤0.02
6	BNi-5	BAl.	19	10.15	-	≤0.03	≤0.02	≤0.06	≤0.02
7	BNi-5x	BAl.	30	4	-	≤0.03	6	≤0.06	≤0.02
8	BNi-6	BAl.	-	-	-	-	11	≤0.06	≤0.02
9	BNi-7	BAl.	14	≤0.1	≤0.2	≤0.02	10.1	≤0.06	≤0.02