일반기술

Cu를 이용한 고강도 알루미늄 합금의 진공 브레이징 방법

두 개의 물체를 연결한다는 사전적 의미는 접합으로써, 최근에는 용접과 접합으로 구별하여 사용한다. 용접은 조선, 토목건축 등 구조물을 제작하는 경우에 많이 사용되는 방법으로써 열 또는 힘을 가하여 용접 부위에서 재료를 접합하는 방법을 말하며, 접합은 모재를 용융시키지 않고 두 물체를 연결하는 방법이다. 최근 연구개발되는 신금속의 경우 용융용접법을 적용시키면 균열 등의 결함 발생은 물론 모재 특유의 강화기구가 사라질 수 있어, 차세대 접합기술의 고성능화, 고기능화, 고정밀화가 필요 요인으로 대두되고 있다. 일반적으로 브레이징은 모재보다 융점이 낮은 재료를 접합매체로 하여 450℃ 이상의 온도에서 모재를 녹이지 않고 충진재만 용융시켜 모재의 틈새에 용융된 충진재를 침투시킴으로써 접합하는 방법이다. 이러한 브레이징은 한번에 여러곳을 접합할 수 있고 대량 생산이 가능하며 이종금속간의 접합이 용이하여 복잡한 면이나 대면적의 접합이 용이하다. 또한 기밀이 유지되고 접합강도가 우수하다는 장점을 가지고 있다. 알루미늄 접합 모재로서의 전신용 알루미늄 합금은 열처리계 합금과 비열처리계 합금으로 나눌 수 있으며, 열처리계 합금은 일부를 제외하고 대부분 접합이 불가능한 것으로 보고되고 있다. 이는 강화를 목적으로 첨가된 합금 원소들로 인해 고상선 온도가 낮아져 기존의 충진제 합금의 융점과 근접해 있거나 대부분 그 이하라서 접합을 어렵게 하거나 불가능하게 하는 요인으로 알려져 있다. 이러한 고강도 알루미늄의 접합에서는 고상선 온도가 기존의 Al-Si 충진재 합금계 융점보다 낮기 때문에 고상선과 액상선의 응고구간이 길고, 고상선 온도가 매우 낮은 특징을 가지고 있다. 또한, 합금계의 종류에 따라서는 강도가 높아지면 고상선 온도가 낮아지는 경향을 나타낸다. 따라서 강도가 높은 알루미늄 합금일수록 브레이징이 어렵고 557℃ 이하의 고상선을 가지고 있는 알루미늄 합금은 현실적으로 브레이징이 불가능하다고 할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 저온접합의 일환으로 충진재로 Cu금속을 이용하여 우수한 접합성 고강도 알루미늄 합금의 진공 브레이징 방법을 제공한다.본 기술에 의한 진공 브레이징 방법은 표면처리, 브레이징, 열처리의 3단계로 이루어지며 최종적으로 인공시효처리를 통해 우수한 기계적 특성을 얻게 된다.본 기술은 한번에 여러 곳을 접합할 수 있고 대량생산이 가능하며 이종 금속간의 접합도 용이하여 복잡한 면이나 대면적의 접합에도 응용할 수 있다. 또한 기밀이 유지되고 접합강도도 우수하다. Cu 충진 금속과 A16061의 공정반응에 의한 저온 접합으로 제조된 접합부는 결함이 없고, 모재 강도의 90% 수준의 인장강도를 나타내는 등 우수한 기계적 특성을 나타내므로 고성능화, 고기능화, 고정밀화가 가능한 차세대 접합기술로 각광을 받을 것이다.