저산소 BNi-7 땜납을 활용한 스테인리스강 진공 땜납 접합 성능 향상 연구의 최근 진전

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2025-11-18

출처:

티조

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고급 장비 제조 분야에서 스테인리스 스틸 진공 브레이징 공정의 최적화는 항상 업계의 주요 관심사였다. 최근 발표된 한 연구는 BNi-7 니켈 기반 납땜재 산소 함량 제어에 대해 심도 있게 논의하여, 업계에 중요한 기술적 참고 자료를 제공했다.

1. 연구 배경 및 기술적 도전과제

BNi-7 땜납 공정형 브레이징 재료로서, 우수한 유동성과 낮은 융점(약 890℃)으로 인해 304 스테인리스강 박판 부품의 진공 브레이징에 특히 적합합니다. 그러나 생산 및 저장 과정에서의 브레이징 재료의 산화 문제는 항상 용접 품질에 영향을 미치는 핵심 요인으로 남아 있습니다. 연구에 따르면, 산소 함량이 증가할수록 브레이징 접합부 내 취성 상이 많아져 부품의 사용 성능에 직접적인 영향을 미친다고 합니다.

2. 혁신적인 연구 방법과 발견

해당 연구에서는 TiH₂를 탈산제로 사용하여, 산소 함량이 0.079%인 원시적 BNi-7 땜납 분말 시스템 처리를 통해 공정 파라미터를 정밀하게 제어하여(500℃, 10℃/min의 가열 속도, 20분 간 보온), 산소 함량을 0.06%까지 낮추는 데 성공했으며, 이로써 24%의 감소 효과를 달성했습니다.

3. 조직 성능 분석 결과:

- 탈산 처리된 땜납은 진공 땜납 용접 후 용접부에서 Ni 기반 고용체의 분포가 더욱 연속적이고 균일해진다.

- Cr, Fe 원소의 편재 현상이 크게 개선됨

- Ni(Cr,Fe)-P 금속 간 화합물이 연속적인 그물망 형태에서 고립된 섬 형태 구조로 전환됨

4. 역학적 성능 향상 검증

절단 시험 데이터는 산소 함량 0.06%를 사용한 것이 확인되었습니다. BNi-7 땜납 용접 이음부의 전단 강도는 57.0MPa에 달하며, 이는 기존 땜납 대비 약 15% 향상된 수치이다. 이러한 성능 향상은 주로 용접 부의 미세 조직이 최적화되고 취성 상이 감소했기 때문으로 분석된다.

5. 업계에 대한 기술적 시사점

해당 연구는 스테인리스강 진공 브레이징 공정에 중요한 기술 방향을 제시했다:

1. 땜납의 산소 함량을 정밀하게 제어하는 것이 용접 품질을 향상시키는 효과적인 방법입니다.

2. 적절한 탈산 처리는 용접부 조직 형태를 크게 개선할 수 있다

3. 역학적 성능의 향상은 재료 전처리의 중요한 가치를 입증한다.