다이아몬드 공구 브레이징에 사용되는 브레이징 충진재의 종류

브레이징 다이아몬드 기술은 다이아몬드 연마 입자와 화학적으로 반응하여 강철 기재와 야금학적 결합을 형성할 수 있는 충전재를 사용하는 기술을 말합니다. 다이아몬드 브레이징 공정에는 다양한 종류가 있는데, 가열 방식에 따라 레이저 브레이징, 유도 브레이징, 고온- 브레이징으로 구분할 수 있습니다.

 

 

브레이징 다이아몬드 공구의 원리는 탄소에 대한 친화력이 높은 원소(예: Ti, Cr, Zr)를 활용하여 브레이징 중에 화학 반응을 거쳐 탄화물을 형성하여 다이아몬드, 필러 금속 및 기판 사이의 금속 결합을 달성하는 것입니다. 브레이징 다이아몬드 공구의 경우, 필러 금속의 선택이 브레이징 다이아몬드 공구의 성능을 직접적으로 결정합니다.

 

 

일반적인 금속 브레이징 재료는 젖거나 다이아몬드 표면에 퍼지기가 어렵습니다. 용융된 니켈은 고온에서 다이아몬드 표면에 상대적으로 작은 젖음각을 나타내는 반면, 구리는 고온에서 다이아몬드 표면을 젖지 않습니다. 그러나 구리에 티타늄을 첨가하면 다이아몬드 표면에서 구리- 기반 합금의 습윤성이 크게 향상됩니다.

 

현재 다이아몬드 공구에 사용되는 브레이징 재료는 크게 다음과 같이 분류됩니다.

주로 니켈(예: Ni-Cr)을 기반으로 하는 고-융점-합금 브레이징 재료와 은과 구리를 주로 기반으로 하는 저-융점-합금 브레이징 재료(예: Cu-Sn-Ti, Ag{11}}Cu-Ti 및 Ag-Cu-}Cr).

 

 

 

니켈-기반 및 구리-기반 브레이징 합금과 비교하여 은-기반 브레이징 합금은 용융 온도가 낮고 습윤 및 퍼짐 특성이 우수합니다. 은-구리-티타늄 합금은 액상선 온도가 낮아 다이아몬드 공구 생산에 더 유리합니다. 금속은에 소량의 티타늄 입자를 첨가하면 브레이징 효과를 높일 수 있습니다. 활성 원소인 티타늄은 다이아몬드의 탄소와 반응하여 티타늄 카바이드(TiC)를 형성합니다. 그러나 은의 높은 가격과 티타늄의 높은 진공 요구 사항으로 인해 브레이징 비용이 높습니다. 동시에 이 브레이징 합금은 다이아몬드에 대한 유지력이 상대적으로 약하여 작동 중에 분리되기 쉽습니다. 따라서 다이아몬드 공구 브레이징에 대한 적용은 그다지 널리 퍼져 있지 않습니다. 은- 기반 브레이징 합금은 낮은 내마모성이 요구되는 특수한 상황에서 자주 사용됩니다.

 

 

구리는 케이블에 사용되는 금속으로 내식성이 좋습니다. 금속 구리는 전력 및 화학 산업에서 널리 사용되어 왔지만 가격이 높아 규모가 어느 정도 제한되었습니다. 구리- 기반 브레이징 합금은 주로 구리-주석-티타늄과 구리-주석-지르코늄-티타늄으로 구분됩니다. Cu-C 금속 합금 상태 다이어그램에 따르면 Cu에서 원소 C의 용해도는 거의 0입니다. 따라서 일반적으로 금속 구리는 다른 금속과 혼합되어 혼합 브레이징 합금을 만들어 브레이징 접합부의 강도를 향상시킵니다. 구리의 용융 온도가 상대적으로 높기 때문에 필요한 브레이징 온도가 높아 다이아몬드의 흑연화가 발생할 수 있습니다. 주석을 첨가하면 반응 온도를 낮추고 비용을 절감할 수 있습니다. 작업 환경이 좋고 내마모성 요구 사항이 낮은 영역에서는 구리- 기반 또는 은- 기반 브레이징 합금을 선택하여 다이아몬드 흑연화 정도를 줄일 수 있습니다.

 

 

니켈{0} 기반 브레이징 합금은 경도가 높고 내식성, 내마모성 및 고온 성능이 우수하여 항공우주 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 니켈- 기반 브레이징 합금은 처음부터 광범위한 기본 및 응용 연구를 거쳤으며 상업적 개발에도 상당한 관심을 받았습니다. Ni-Cr 합금은 일반적으로 다이아몬드 공구용 브레이징 합금으로 사용됩니다. 브레이징 다이아몬드 공구에 니켈- 기반 브레이징 합금을 사용하면 두 가지가 서로의 장점을 보완하며 공구는 고강도 절단, 연삭 및 드릴링 응용 분야에 사용할 수 있습니다.-

 

 

 

재료 가공의 어려움이 증가함에 따라 다이아몬드 공구 제조에 사용되는 원래의 은-계, 구리-계 및 니켈{2}}계 브레이징 합금은 기존 브레이징 조건에서 강도를 유지하면서 공구의 강도를 높이거나 공구의 내부 응력을 줄이는 등 더 높은 가공 요구 사항을 더 이상 충족할 수 없습니다. 많은 학자들이 브레이징 합금에 경질 또는 연질 입자를 추가하여 브레이징 공구의 성능을 더욱 향상시키는 복합 브레이징 합금 개념을 제안했습니다. 나노- 및 미크론- 크기의 Al2O3 세라믹 입자를 Ag-Cu-Ti 브레이징 합금에 추가하면 브레이징 접합부의 강도가 향상되고 공구의 내마모성이 향상됩니다. Ag-Cu-Ti 복합 브레이징 합금에 μ-TiC 입자를 첨가하면 브레이징 합금과 다이아몬드의 내마모성이 향상되고 브레이징 중에 다이아몬드 연삭 휠에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. Ni-Cr-Si-Cu-Sn 붕소-프리 브레이징 합금을 강화하기 위해 다양한 양의 Hf를 첨가하면 브레이징 합금의 융점을 낮추고 입자 구조를 미세화하는 목적을 달성합니다.

 

다양한 브레이징 재료의 장점과 단점

 

휴이스컴퍼니는 다양한 브레이징 다이아몬드 공구를 날카로운 연삭과 저렴한 가격, 제조사 직판으로 공급하고 있습니다. 문의를 환영합니다.

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참조:

• "다이아몬드 연삭 입자 브레이징을 위한 솔더 재료 분석" Hou Miao
• "다이아몬드 공구 제조의 브레이징 및 확산 용접 개발" Li Shengnan