저융점 브레이징재 제조기술과 전망

브레이징재는 지구환경보호, 특히 절전, 에너지절감에 착안한 접합방법이 주목을 받고 있다. Sn이 주요 금속인 경우, Cu6Sn5, Cu3Sn 등의 취약한 금속간화합물(IMC)이 생성되어 기계적 특성이 저하한다. Nihon Superior Co. 에서는 Sn-Cu합금에 Ni를 0.1-2.0wt.% 첨가함으로써 접합물 중에서 Cu3Sn IMC 등의 생성을 억제하여 500∼600℃에서 접합이 가능한 저융점 브레이징 용가재(Sn-Cu-Ni)를 개발하여 전자부품과 가스기구, 냉동기의 각종 열교환기 부품 및 배관 접합부의 신
뢰성을 향상시켰다.

Nihon Superior Co. 는 CuO 0.3∼41.4wt.%, Ni 0.04∼2wt.%로 하고, 나머지는 Sn인 저융점 브레이징재를 개발하였다. 여기에 Al을 미량 첨가함으로써 Al이 핵이 되어 Cu6Sn5 IMC이 길게 나무형태로 성장하려는 속도를 늦추어 유동성을 촉진시켰다. 또한 Ge를 비롯하여 Zn, Sb, Bi, P, Se, Ga, Ag, In, Pd, Fe, Ti, Au, Co, Cr, Mo, Mn, V, Cs 등의 미량첨 가는 유동성, 내산화성, 경도 등을 향상시키는데, 이에 대한 함유량도 저융점에 중요한 영향을 미친다.

Lee 에 의하면 A357(Al-7%Si) 용가재를 590~600℃로 가열하여 반응고 상태에서 브레이징하여 반응고 성형법의 장점인 결함 감소와 접합강도를 향상시켰다. 대기 중에서 플럭스를 사용하지 않은 상태에서 수행한 반응고 브레이징이 완전히 용융된 용가재를 사용하는 전통적인 브레이징보다 기공과 같은 내부결함이 발생할 확률은 크게 감소함을 알 수 있었다.

 

[저융점 브레이징재 기술 전망]

 

브레이징 용가재에 미량원소를 첨가하여, 브레이징시에 500-600℃에서 접합을 가능하게 하여 취약한 금속간화합물 생성을 최대한 억제하고, 접합부의 신뢰성을 향상시키고 절전 및 에너지절감의 목적으로 저융점 브레이징용가재의 개발기술이 요구되고 있다. 반응고 브레이징 기술은 용가재를 완전용융 시키지 않고 반쯤 용융된 상태에서 브레이징하는 방법인데, 기공과 같은 브레이징 결함을 감소시킬 수 있고 접합강도가 향상된다.

 

출 처 : 최신의 고능률 브레이징 기술개발 동향(Recent Study of Technical Development for High Efficient Brazing) /

          유호천 / 한국과학기술정보연구원 / ReSEAT 프로그램 전문연구위원