티타늄은 알루미늄, 강철, 구리 또는 세라믹과 어떻게 브레이징됩니까?

티타늄-알루미늄 브레이징

알루미늄-티타늄 구조물은 저렴한 비용, 높은 비강도, 내식성을 겸비하고 있지만, 두 금속 간의 물리적 부적합성으로 인해 잔류 응력이 발생하고 취성 TiAl 금속간 화합물이 생성됩니다. 용접재는 양면을 모두 적시고, 틈새를 메우며, TiAl 형성을 억제하는 다성분 반응을 촉진해야 합니다.

Al30Ag10Cu, Al10Cu8Sn 및 Al10Si1Mg 충전재를 사용하여 600–620°C에서 순수 티타늄과 순수 알루미늄을 진공 브레이징하였다. 이들의 계면에서는 Ag2Al 또는 CuAl2와 결합한 TiAl3, 혹은 Ti7Al5Si12가 형성된다. Al-Si-Mg 필러는 이 비교 실험에서 보고된 최고 전단 강도인 70 MPa를 나타냈다. Al8.4Si20Cu10Ge에 La와 Pr을 첨가함으로써 530°C에서 Ti-6Al-4V와 6061 알루미늄의 용광로 진공 브레이징이 가능해졌으며, 인장 강도가 51 MPa로 증가했습니다.

티타늄-스테인리스강 브레이징

가스 혼입 및 산화를 방지하기 위해 진공 또는 아르곤을 사용하십시오. 스테인리스강에 포함된 탄소, 크롬, 니켈은 티타늄과 반응하여 TiC, TiCr, TiNi 화합물을 형성할 수 있습니다. 티타늄의 상변태 온도보다 낮은 온도의 용접재를 선택하고, 과도한 취성 상을 형성하는 첨가물을 피하십시오. Ti-6Al-4V와 304 스테인리스강을 접합할 때, 40Ti-20Zr-20Cu-20Ni, Ag-5Pd, BNi2, BNi7 중 BNi7이 가장 우수한 습윤성을 보였으며, 니켈 함량이 높을수록 베타 상의 성장을 억제하는 효과도 나타났습니다. 공기 중에서는 CuCl-AgCl 플럭스와 소량의 LiF를 첨가한 은 충전재가 습윤성을 향상시킬 수 있습니다.

티타늄-구리 브레이징

Ti-6Al-4V를 AgCu28을 사용하여 QCr0.8 크롬 청동과 진공 브레이징하면 Ag 및 Cu 용액과 CuTi 금속간 화합물이 생성된다. 890°C에서 10분간 가공했을 때, 보고된 최대 전단 강도는 449 MPa였다. Ti-Ni-Zr-Cu 용접재는 얇은 두께의 Ti-6Al-4V와 TU2 무산소 구리를 접합할 수 있으며, 10–20 μm 두께의 니켈 코팅을 적용하면 티타늄 용해를 억제할 수 있다. 브레이징 용접은 열을 융점이 낮은 구리 쪽으로 집중시켜 티타늄의 용융과 TiCu 형성을 제한한다.

티타늄-세라믹 브레이징

세라믹은 내열성, 내마모성, 내식성이 뛰어나지만 성형이 어렵고 인성이 낮습니다. 브레이징을 통해 세라믹을 인성이 뛰어난 티타늄 구조물에 접합할 수 있지만, 이온 결합이나 공유 결합으로 인한 열악한 금속학적 젖음 현상과 열팽창 계수의 불일치로 인한 잔류 응력이라는 두 가지 문제를 해결해야 합니다. 세라믹에 미리 금속 코팅을 하거나 활성 충전 원소를 첨가하고, 저팽창 보강재, 중간층 또는 접합부 형상 설계를 통해 응력을 줄여야 합니다.

Ag-Cu-Ti 및 Ag-Ti 활성 충전재가 일반적으로 사용됩니다. Ag-Cu-Ti는 약 850–1,000°C에서 세라믹을 효과적으로 적신하며 두 기판 모두를 접합할 수 있지만, 1,000°C 이상에서는 세라믹 적신 능력이 현저히 떨어집니다.