산업용 진공로는 MnCoNiCuGe5 고엔트로피 합금과 니켈 또는 스테인리스강과 같은 기존 기판 간의 고강도 접합을 가능하게 하는 핵심 요소입니다. 이는 일반적으로 1.33 x 10^-3 Pa 수준의 고진공을 유지하고 복잡한 야금 접합에 필수적인 안정적이고 균일한 열장을 제공하기 위해 복사 가열을 활용함으로써 이를 달성합니다.
진공로는 두 가지 목적을 수행합니다. 즉, 내화성 산화물 필름을 물리화학적으로 분해하여 필러 금속이 표면을 습윤할 수 있도록 하고, 가열 주기 동안 2차 산화를 방지하기 위해 산소를 제거합니다.
원자 결합을 위한 조건 조성
고진공의 중요한 역할
니켈 및 스테인리스강(예: 12Kh18N10T) 브레이징의 주요 과제는 표면 산화물 필름의 존재입니다. 산업용 진공로는 약 1.33 x 10^-3 Pa의 진공 수준을 유지하여 이를 해결합니다.
이 압력에서 환경은 이러한 내화성 산화물의 물리화학적 분해를 촉진합니다. 이는 부식성 화학 플럭스 없이 원자 수준에서 기판 표면을 효과적으로 "청소"합니다.
습윤 및 확산 촉진
산화물 필름이 제거되면 모재의 표면 에너지가 증가합니다. 이를 통해 용융된 MnCoNiCuGe5 고엔트로피 브레이징 필러가 니켈 또는 스테인리스강 표면에 쉽게 퍼질 수 있습니다.
진공 환경은 이러한 습윤 작용이 균일하도록 보장합니다. 이러한 철저한 세척이 없으면 고엔트로피 합금 필러가 흐르지 않고 뭉쳐 약하고 불연속적인 조인트로 이어질 것입니다.
2차 산화 방지
금속을 가열하면 개방 대기에서 급격한 산화가 발생합니다. 진공로는 재료가 뜨거울 때 2차 산화가 발생하는 것을 방지하는 산소 결핍 환경을 조성합니다.
이 보호는 전체 가열 주기 동안 중요합니다. 이는 계면에서 새로운 개재물이 형성되지 않도록 하여 조밀하고 고품질의 브레이징 조인트를 생성합니다.
열 정밀도 및 안정성
복사 가열 메커니즘
산업용 진공로는 복사 가열을 사용하여 열 에너지를 전달합니다. 이 방법은 열팽창 계수가 다른 이종 재료를 접합할 때 중요한 고도로 안정적인 열장을 제공합니다.
균일성 달성
복사 방법은 MnCoNiCuGe5 합금과 모재가 동시에 균일하게 브레이징 온도에 도달하도록 보장합니다. 이러한 균일성은 잔류 응력을 최소화하고 고엔트로피 합금의 미세 구조를 저하시킬 수 있는 국부적인 과열점 형성을 방지합니다.
절충점 이해
휘발성 원소 관리
고진공은 세척에 탁월하지만, MnCoNiCuGe5 시스템의 망간(Mn)과 같이 증기압이 높은 원소를 포함하는 합금에는 문제가 될 수 있습니다.
진공이 너무 깊거나 온도가 너무 높으면 휘발성 원소가 필러 금속에서 증발할 수 있습니다. 이는 합금의 조성을 변경하고 조인트의 기계적 특성을 손상시킬 수 있습니다.
사이클 시간 및 처리량
진공 브레이징은 펌핑 및 냉각에 상당한 시간이 필요한 배치 공정입니다. 유도 또는 토치 브레이징에 비해 사이클 시간이 길어 대량 생산 품목보다는 고부가가치 정밀 부품에 적합한 선택입니다.
브레이징 전략 최적화
MnCoNiCuGe5를 니켈 또는 스테인리스강에 성공적으로 접합하려면 특정 요구 사항에 따라 다음 사항을 우선적으로 고려하십시오.
- 조인트 강도가 주요 초점인 경우: 완전한 산화물 제거와 최대 습윤 면적을 보장하기 위해 진공 수준을 1.33 x 10^-3 Pa 이하로 일관되게 유지하십시오.
- 합금 무결성이 주요 초점인 경우: 고엔트로피 필러에서 망간 증발을 방지하기 위해 브레이징 온도와 유지 시간을 면밀히 모니터링하십시오.
- 미세 구조 일관성이 주요 초점인 경우: 복사 가열 프로파일을 사용하여 이종 계면에 열 충격을 피하는 느리고 균일한 가열을 제공하십시오.
진공로는 화학적 및 열적 환경을 엄격하게 제어함으로써 어려운 야금 문제를 안정적이고 반복 가능한 공정으로 전환합니다.
요약 표:
| 특징 | MnCoNiCuGe5 합금 브레이징에서의 역할 |
|---|---|
| 진공 수준 (1.33 x 10^-3 Pa) | 원자 수준 세척을 위해 내화성 산화물 필름을 분해합니다. |
| 복사 가열 | 이종 금속의 잔류 응력을 최소화하기 위해 균일한 열장을 제공합니다. |
| 산소 결핍 대기 | 고밀도 조인트를 위해 2차 산화 및 개재물을 방지합니다. |
| 공정 제어 | 습윤 에너지를 관리하고 휘발성 Mn 원소의 증발을 방지합니다. |
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참고문헌
- S.V. Maksymova, V.V. Voronov. Structure formation of seams using high-entropic brazing filler metal MnCoNiCuGe5. DOI: 10.21203/rs.3.rs-7260180/v1
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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