KR101657459B1 - LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY - Google Patents
LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY Download PDFInfo
- Publication number
- KR101657459B1 KR101657459B1 KR1020140177797A KR20140177797A KR101657459B1 KR 101657459 B1 KR101657459 B1 KR 101657459B1 KR 1020140177797 A KR1020140177797 A KR 1020140177797A KR 20140177797 A KR20140177797 A KR 20140177797A KR 101657459 B1 KR101657459 B1 KR 101657459B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- brazing
- alloy
- filler
- brazing alloy
- present
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/222—Non-consumable electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물은 저온 알루미늄 브레이징에 사용되는 브레이징 필러 금속은 Al-Si-Cu 합금을 기초로 하며, 브레이징 조성이 Si 4~16wt%, Cu 5~20wt%, Zn 1~2wt%, Mg 0.1~1.5wt%, Sn 1~5wt% 및 Bi 0.01~0.05wt%인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 알루미늄 브레이징 필러보다 저융점을 가지는 Al, Si, Cu 기반 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy, and more particularly to a low-temperature aluminum brazing alloy composition having a lower melting point than a conventional aluminum brazing filler, ≪ / RTI >
브레이징(brazing)은 접합할 모재 금속에 비해 낮은 융점을 갖는 용접재 (filler metal)를 사용하여 동종 또는 이종의 금속 부재를 접합하는 기술로서, 금이나 은 등의 귀금속 접합에서부터 자동차와 냉장고 열교환기의 파이프 접합 등에 이르기까지 광범위하게 적용되어 오고 있다.Brazing is a technique for joining the same or different kinds of metal members using a filler metal having a melting point lower than that of the base metal to be joined. The brazing is a technique of joining noble metal such as gold or silver, Pipe joints, and the like.
더욱이, 브레이징 합금은 브레이징할 때 용가재(Filler Metal)를 칭한 것으로 450℃ 이상의 융점을 가진다. 특히 브레이징 합금은 경납(Hard Solder), 은납(Siver Solder), 금납(Gold Solder) 등으로 상황에 따라 바뀌어 부르기도 한다. Furthermore, the brazing alloy is called a filler metal when brazing and has a melting point of 450 ° C or higher. In particular, brazing alloys are sometimes referred to as hard solders, silver solders, and gold solders.
이렇게 브레이징 합금과 관련된 기술이 한국등록특허 제0672178호 및 일본공개특허 제2001-334387호에 제안된 바 있다.Such a technique related to the brazing alloy has been proposed in Korean Patent No. 0672178 and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-334387.
이하에서 종래기술로서 한국등록특허 제0672178호 및 일본공개특허 제2001-334387호에 개시된 브레이징된 구성요소의 조립체 제조방법 및 그 구성요소의 조립체 그리고 알루미늄 합금 접합용 저온 납재를 간략히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an assembly of a brazed component disclosed in Korean Patent No. 0672178 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-334387, an assembly of components thereof, and a low-temperature brazing material for aluminum alloy bonding will be briefly described below.
도 1은 한국등록특허 제0672178호(이하 '종래기술 1'이라 함)에서 알루미늄 브레이징 시트 제품의 구조를 도시하는 개략 종단면도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술 1의 브레이징된 구성요소의 조립체 제조방법은 브레이징된 구성요소의 조립체를 제조하는 방법에 있어서, (i) 하나 이상의 다층 브레이징 시트 제품으로부터 제조되는 상기 구성요소를 성형하는 단계 - 여기서, 상기 다층 브레이징 시트 제품은 2 내지 18중량% 범위의 실리콘을 포함하는 알루미늄 합금으로 제조된 알루미늄 클래드층(b)을 하나 이상의 표면상에 갖는 코어 시트(a), 상기 알루미늄 클래드층의 외부표면상에 니켈을 포함하는 층(c), 및 상기 알루미늄 클래드층의 외부표면과 상기 니켈 포함층 사이에 접합층으로서 아연 또는 주석을 포함하는 층(d)을 포함함; (ii) 상기 다층 브레이징 시트 제품의 코어 시트와 상이하고, 티탄, 도금 티탄, 피복 티탄, 청동, 황동, 스테인레스강, 도금 스테인레스강, 피복 스테인레스강, 니켈, 니켈 합금, 저탄소강, 도금 저탄소강, 피복 저탄소강, 고강도 강, 피복 고강도 강 및 도금 고강도 강으로 구성된 그룹에서 선택된 금속으로 이루어진 하나 이상의 다른 구성요소를 성형하는 단계; (iii) 다층 브레이징 시트 제품의 니켈을 포함하는 상기 층(c)이 상기 다층 브레이징 시트 제품의 코어 시트와 상이한 금속으로 이루어진 하나 이상의 다른 구성요소와 대향하도록 각 구성요소를 조립체로 조립하는 단계; (iv) 상기 조립체를 진공 또는 불활성분위기 중에서 브레이징 플럭스의 비존재하에서 고온에서 상기 알루미늄 클래드층과 그의 외측의 모든 층의 용해 및 스프레딩에 충분한 긴 시간 동안 브레이징하는 단계; (v) 상기 브레이징된 조립체를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.1 is a schematic longitudinal sectional view showing the structure of an aluminum brazing sheet product in Korean Patent No. 0672178 (hereinafter referred to as "
도 2는 일본공개특허 제2001-334387호(이하 '종래기술 2'라 함)에서 납재를 이용한 접착성 시험용 경납땜 부재의 사시도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 종래기술 2의 알루미늄 합금 접합용 저온 납재는 Si는 4.0 wt%이상 8.0 wt%미만, Zn은 7.0 wt%이상 20.0 wt%이하, Cu는 10.0 wt%이상 35.0 wt%이하 함유하고, 잔부가 알루미늄과 불순물로 이루어진 것을 특징으로 한다. 특히, 종래기술 2는 모재(7)의 한 면에 희생재(8)를 두께 비율 10%로 압연 접합하고, 다른 면에 저온 납재(9) 분말을 유기 바인더를 혼합한 후 층상에 도포하여 브레이징 시트(10)를 제작함에 있어서, 상기 브레이징 시트(10)의 저온 납재(9) 상에 JIS3003 합금판(11)을 수직으로 당접시키고, 당접 부분에 Cs 플럭스를 도포하며, 이것을 액상선온도에서 5℃ 높은 온도의 질소 가스 분위기에서 10분간 지지한 후 브레이징 시트(10)로 JIS3003 합금판(11)을 경납땜 하였다.2 is a perspective view of a brazing member for adhesion test using a brazing material in Japanese Laid-Open Patent Application No. 2001-334387 (hereinafter referred to as "Prior Art 2"). As shown in FIG. 2, the low-temperature brazing material for aluminum alloy bonding of the prior art 2 has Si of less than 4.0 wt%, less than 8.0 wt%, Zn of 7.0 wt% to less than 20.0 wt%, Cu of less than 10.0 wt% to less than 35.0 wt% And the remainder is composed of aluminum and impurities. Particularly, in the prior art 2, the
그러나 종래기술 1, 2에 기재된 고융점의 필러 금속 브레이징은 상대적으로 높은 온도(600℃이상)를 필요로 하므로 브레이징시 필러 확산에 따른 해결책이 요구되고 있다.However, since the filler metal brazing of the high melting point described in the
그리고 다른 종래기술로 600℃가 넘는 높은 온도에서 알루미늄 제품들은 브레이징 공정중에 산업용로 내에서 부분적으로 녹을 수 있다. 더 높은 온도에서 수행되는 브레이징은 접합부(joints)의 필러 물질들의 확산을 일으킬 수 있으며, 이에 접합부의 강도를 약화시키는 문제점이 있었다.And other prior art aluminum products at room temperature above 600 ° C can be partially melted in the industrial furnace during the brazing process. Brazing performed at higher temperatures may cause diffusion of filler materials in the joints, thereby weakening the strength of the joint.
또한, 자동화 공정에서의 열 교환은 특별한 fin 합금을 필요로 한다. 이 합금은 충분한 성형성, 강도, 낮은 녹는점, 브레이징성, 화학물질 노출에 대한 저항성과, 부식 분위기를 가지는 외부환경에 대한 저항성을 가진다. 그러므로 브레이징 필러 합금은 외부화학조건과 환경으로부터 접합부를 보호하기에 적합해야만 한다.In addition, heat exchange in automated processes requires special fin alloys. The alloy has sufficient moldability, strength, low melting point, resistance to brazing, exposure to chemicals, and resistance to external environments with a corrosive atmosphere. Therefore, the brazing filler alloy should be suitable for protecting the joint from external chemical conditions and environment.
결과적으로, 알루미늄 시편은 브레이징 과정에서 산업용 노에서 부분적으로 용융 될 수 있으며, 높은 온도에서의 브레이징 공정은 접합부의 필러 재료의 확산을 야기하여 접합부의 강도 약화를 일으킨다.As a result, the aluminum specimen can be partially melted in the industrial furnace during the brazing process, and the brazing process at high temperatures causes diffusion of the filler material at the joint, resulting in weakened joint strength.
또한, Cu-Al, Al-Si 등의 금속간 화합물로 인하여 비균질 미세구조가 형성된다. 따라서 전통적인 브레이징 공정의 경우 과도하게 생성이 되면 접합부의 취성파괴를 야기하므로 해롭다. 크기가 큰 CuAl2 금속간화합물은 바람직하지 않은 균열과 보이드를 생성시켜 브레이징 된 접합부의 강도를 손상시킬 수 있다.In addition, an inhomogeneous microstructure is formed due to intermetallic compounds such as Cu-Al and Al-Si. Therefore, in the case of conventional brazing process, if it is created excessively, it causes brittle fracture of the joint, which is harmful. Large CuAl 2 intermetallics can create undesirable cracks and voids and impair the strength of the brazed joints.
그리고 많은 브레이징 공정들은 Al-Si, Al-Cu 또는 Al-Zn을 포함하는 구성성분들을 기본으로 한 것이 대부분이었다. Zn의 첨가는 다양한 브레이징 합금에서 사용되어 졌고, 낮은 용융온도를 가질 수 있게 하였다. 하지만, 만약 Zn의 양이 많다면, Zn은 쉽게 증발되어 지고, 브레이징 후의 접합부의 약화를 일으킬 수 있으므로 이에 대한 해결책이 요구되고 있다.Many of the brazing processes were based on components including Al-Si, Al-Cu or Al-Zn. The addition of Zn has been used in a variety of brazing alloys, allowing them to have low melting temperatures. However, if the amount of Zn is large, Zn can easily evaporate and weaken the joint after brazing, so a solution is required.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존에 자동차부품이나 열 교환기 등에서 사용되는 알루미늄 브레이징 필러보다 저융점을 가지는 Al, Si, Cu 기반 알루미늄 브레이징 필러 합금을 제공하므로 낮은 온도의 브레이징을 통해 필러 물질의 확산 가능성을 줄일 수 있고, 이에 따라 브레이징 후 접합부 신뢰성을 증가시킬 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an aluminum brazing filler alloy based on Al, Si and Cu having a melting point lower than that of an aluminum brazing filler used in automobile parts and heat exchangers Temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low temperature aluminum brazing alloy that can reduce the possibility of diffusion of filler material through low temperature brazing, thereby increasing the reliability of the joint after brazing.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래의 방법과 대조적으로 505~540℃에서 수행되므로 브레이징시 필러의 확산을 피할 수 있는 온도에서 수행되게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a low-temperature aluminum brazing alloy composition and a method for manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy, which are performed at a temperature at which the diffusion of fillers can be avoided during brazing, at 505 to 540 DEG C, .
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 합금 특징이 AA3003합금과 비교하였을 때 높은 Si 함유량을 사용하는 것이고, 브레이징 특성을 향상시키기 위해 Mg, Sn를 사용하며, 브레이징이 수행되는 동안 고르게 퍼지는 특성 또한 증가시키는 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method of manufacturing a metal alloy having an alloy feature that uses a high Si content when compared to an AA3003 alloy and uses Mg and Sn to improve brazing properties and also increases the uniform spreading characteristics during brazing Temperature aluminum brazing alloy composition and a method for manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 구리가 5~20wt%(7~10wt%가 바람직)범위에서 첨가(첨가량이 20wt%보다 높다면, 합금은 CuAl2의 형성으로 인해 취성을 갖고, 5wt%보다 낮은 함유량을 갖는다면 합금이 매우 연하여 브레이징부를 약화시킴)되므로 합금의 기계적 강도를 증가시킬 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a copper alloy having a brittleness of 5 to 20 wt% (preferably 7 to 10 wt%) (if the addition amount is higher than 20 wt%, the alloy is brittle due to the formation of CuAl2, Temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy which can increase the mechanical strength of the alloy because the multi-layer alloy having a low content is very soft to weaken the brazing part.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, Mg은 습윤제로써 함유량이 0.1~1.5wt% 이내(만약 1.5wt% 이상이 된다면, Mg는 브레이징 플럭스와 반응하여 플럭스의 성능을 감소시키면서 적절히 퍼지지 않을 것이다. 만약 0.1wt% 이하로 첨가된다면, 주목할 만한 효과가 없을 것이다. 1wt% 이상의 Mg의 진공 브레이징을 위해 산소를 제거해야 하며, 필러의 산화층을 제거해야 한다. 플럭스에 대한 CAD알루미늄 합금의 방해 특성 때문에 CAD알루미늄 합금은 1wt%이하로 포함)이므로 플럭스의 성능 감소를 방지하게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method for producing a magnesium-based alloy, wherein the content of Mg as a wetting agent is within 0.1 to 1.5 wt% (if 1.5 wt% or more, Mg will not adequately spread by reducing the flux performance by reacting with the brazing flux. If it is added below 0.1 wt%, it will have no noticeable effect. Oxygen must be removed for vacuum brazing of 1 wt% or more of Mg and the oxide layer of the filler must be removed. The present invention provides a low-temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy that prevent the flux from decreasing in performance.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, Zn의 내용물이 1~2wt%(0.5wt%가 바람직)만큼 함유(만약 2wt%가 넘는다면 높은 온도에서 그것이 빠르게 증발하면서 아연은 접합부에서 공공을 생성함. 만약, 1wt%보다 적다면 기공률에서 특별한 효과가 보이지 않음)되므로 아연의 녹는 점이 하강할 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method of producing zinc in which the content of Zn is 1 to 2 wt% (preferably 0.5 wt%) (if it exceeds 2 wt%, zinc rapidly evaporates at a high temperature, The present invention provides a low-temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy, wherein a melting point of the zinc can be lowered because a specific effect is not observed in the porosity if the content is less than 1 wt%.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, Sn이 1~5wt%의 범위(2wt%가 바람직)로 함유되므로 녹는점의 감소에 도움이 되는 필러 합금에 더해질 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a low temperature aluminum brazing alloy composition and a low temperature aluminum alloy composition which can be added to a filler alloy which is contained in a range of 1 to 5 wt% (preferably 2 wt%) of Sn, And to provide a method of manufacturing a brazing alloy.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, Bi가 0.01~0.05wt%(0.02wt%가 바람직) 농도에서 사용되므로 알루미늄 접합부에서 산화 층을 억제함으로써 브레이징성을 향상시킬 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a low temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing the same, which can improve the brazing property by suppressing the oxidation layer at the aluminum joint because the Bi is used at a concentration of 0.01 to 0.05 wt% (preferably 0.02 wt% Temperature aluminum brazing alloy.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 귀금속으로부터 얻어지는 브레이징 촉진 요소들이 0.2wt%이하의 Ce, La, Nd, Dy가 적용되므로 귀금속들은 미세구조를 강화시킬 뿐만 아니라 결합되어지는 표면에서의 젖음성을 향상시킬 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다. Further, another object of the present invention is to provide a brazing accelerating element obtained from a noble metal by applying Ce, La, Nd and Dy in an amount of 0.2 wt% or less so that noble metals not only strengthen microstructure but also improve wettability Temperature aluminum brazing alloy composition and a method for manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 가 0.01~1wt%(0.05wt% La2O3, 0.05wt% SiC, 0.05 wt% Al2O3, 0.05 wt% TiO2, 0.05 wt% SiO2, 0.05 wt% TiC, 0.5 wt% ZrC, 0.5wt% ZrO2 가 바람직)사이의 농도로 알루미늄 합금 모재에 사용된다. 만약 첨가제La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 가 0.01wt% 이하라면, 이러한 것들은 아무 효과가 없다. 반면, 그들의 농도가 1.0wt%이상이라면 모재는 더 강한 취성을 가지게 된다. 나노 첨가제는 Cu-Al, Al-Si 금속간 화합물을 강화하는데 도움을 주고, 밀집된 미세구조를 가지게 한다. 나노입자는 더 큰 표면 에너지를 갖는다. 그리고, 그것들은 미세구조를 강화할 뿐만 아니라 녹는점을 낮추는 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 0.01 to 1 wt% (0.05 wt% La 2 O 3 , 0.05 wt%) of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, % SiC, 0.05 wt% Al 2 O 3 , 0.05 wt% TiO 2 , 0.05 wt% SiO 2 , 0.05 wt% TiC, 0.5 wt% ZrC, 0.5 wt% ZrO 2 ) do. If the additives La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, and ZrC are 0.01 wt% or less, these effects have no effect. On the other hand, if their concentration is above 1.0 wt%, the base material will have a stronger embrittlement. Nano additives help strengthen Cu-Al, Al-Si intermetallic compounds and have a dense microstructure. Nanoparticles have greater surface energy. And, they provide a low temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low temperature aluminum brazing alloy that not only strengthens the microstructure but also lowers the melting point.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 와 같은 산화된 나노입자크기 첨가물들이 모재에 균일하게 분산되어 있을 경우 저항을 증가시키고, 미세구조적 특성을 향상시키며, 금속간 화합물을 정제시킬 뿐만 아니라 부피에 대한 높은 표면적 비 때문에 녹는 점을 낮출 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a process for the preparation of nanoparticulate nanoparticulate nanoparticles, wherein oxidized nanoparticle size additives such as La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, ZrC, There is provided a low temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low temperature aluminum brazing alloy which are capable of increasing the resistance, improving the microstructural characteristics, not only refining the intermetallic compound but also lowering the melting point due to the high surface area ratio to the volume will be.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 알루미늄 가루의 입자 크기가 약 20~700 μm(20-200 μm가 바람직)이므로, 20μm이하일 때 특정 표면 영역은 지나치게 커지면서 산화가 일어나는 현상을 방지하고, 700μm 이상의 입자 크기를 갖을 때 가루 확산이 일어나 균일해지지 않는 문제점을 해결할 수 있게 한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for preventing oxidation of a specific surface area and preventing oxidation when the particle size of the aluminum powder is about 20 to 700 占 퐉 (preferably 20 to 200 占 퐉) Temperature aluminum brazing alloy composition and a method for manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy which can solve the problem that powder diffusion occurs and become uneven when the particle size is large.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 저온 알루미늄 브레이징에 사용되는 브레이징 필러 금속은 Al-Si-Cu 합금을 기초로 하며, 브레이징 조성이 Si 4~16wt%, Cu 5~20wt%, Zn 1~2wt%, Mg 0.1~1.5wt%, Sn 1~5wt% 및 Bi 0.01~0.05wt%인 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물을 통해 달성된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a brazing filler metal used for low-temperature aluminum brazing, which is based on an Al-Si-Cu alloy and has a brazing composition of 4 to 16 wt% A low temperature aluminum brazing alloy composition comprising 5 to 20 wt% of Cu, 1 to 2 wt% of Zn, 0.1 to 1.5 wt% of Mg, 1 to 5 wt% of Sn and 0.01 to 0.05 wt% of Bi.
또한, 본 발명에서는 상기 브레이징 조성물에 Ce, La, Nd, Dy 및 기타물질 중 선택되는 브레이징 촉진제가 포함될 수 있다.Also, in the present invention, a brazing accelerator selected from Ce, La, Nd, Dy and other materials may be included in the brazing composition.
또한, 본 발명에서는 상기 브레이징 조성물에La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 중 선택한 세라믹 나노입자 첨가물이 포함될 수 있다.In the present invention, the brazing composition may include a selected ceramic nanoparticle additive selected from La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC.
또한, 본 발명에서 상기 세라믹 나노입자 첨가물의 조성은 La2O3가 0.01~1.0wt%, SiC가 0.01~1.0wt%, ZrO2가 0.01~1.0wt%, Al2O3 0.01~1.0wt%, TiO2 0.01~1.0wt%,SiO2 0.01~1.0wt%,TiC 0.01~1.0wt%,ZrC 0.01~1.0wt%,인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the composition of the ceramic nanoparticle additive is 0.01 to 1.0 wt% of La 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% of SiC, 0.01 to 1.0 wt% of ZrO 2 , 0.01 to 1.0 wt% of Al 2 O 3, , TiO 2 To 0.01 ~ 1.0wt%, SiO 2 0.01 ~ 1.0wt%, TiC 0.01 ~ 1.0wt%, ZrC 0.01 ~ 1.0wt%, which can be characterized.
또한, 본 발명에서 상기 나노입자 첨가물의 나노입자 크기는 200nm 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the nanoparticle additive of the present invention may have a nanoparticle size of less than 200 nm.
또한, 본 발명은, Al, Si 및 Cu 중 적어도 하나의 금속 원소에 브레이징 촉진제와 세라믹 나노입자 첨가물을 혼합하는 단계; 상기 혼합물이 필러 페이스트 형태로 녹여지도록 진공 상태에서 용융시키는 단계; 상기 혼합물의 균질화를 위해 가열하는 단계; 및 상기 혼합물을 고체화시키는 단계를 포함하는 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 통해 달성된다.The present invention also provides a method of manufacturing a ceramic nanostructure, comprising: mixing a brazing accelerator and a ceramic nanoparticle additive in at least one metal element selected from Al, Si, and Cu; Melting in a vacuum state such that the mixture is melted in the form of a filler paste; Heating to homogenize the mixture; And solidifying the mixture. ≪ Desc / Clms Page number 7 >
또한, 본 발명에서의 상기 브레이징 촉진제는 Ce, La, Nd, Dy 및 기타물질 중에 선택될 수 있다.In addition, the brazing accelerator in the present invention may be selected from among Ce, La, Nd, Dy and other materials.
또한, 본 발명에서의 상기 세라믹 나노입자 첨가물은 La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 중에 선택될 수 있다.The ceramic nanoparticle additive in the present invention may be selected from among La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC.
또한, 본 발명에서의 상기 용융 단계 수행시 진공 용해 온도는 650~750℃이고, 용해 유지 시간은 20~40분인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the vacuum melting temperature may be 650 to 750 ° C. and the dissolution holding time may be 20 to 40 minutes.
또한, 본 발명에서의 상기 가열 단계 수행시 가열 온도는 900~1100℃인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the heating temperature in the heating step of the present invention may be 900 to 1100 ° C.
본 발명에 의하면, 종래에 사용되던 Al-Si 기반의 브레이징 합금의 직접적인 대체품으로 505~540℃ 범위의 저온 융점을 가지는 브레이징 필러를 제공 가능한 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to provide a brazing filler having a low-temperature melting point in the range of 505 to 540 ° C as a direct substitute for a conventional Al-Si-based brazing alloy.
또한, 본 발명의 브레이징 필러는 퍼짐 비율이 SiC 나노 첨가제에 의해 강화되지 않은 합금에 비해 대략 77% 증가하는 효과가 있다.Further, the brazing filler of the present invention has an effect that the spread ratio is increased by about 77% as compared with the alloy not strengthened by the SiC nano additive.
또한, 본 발명의 브레이징 필러는 미세구조에서 나노-세라믹 분산액에 의해 강화되어 고온에서 내성을 강화하는 효과가 있다.In addition, the brazing filler of the present invention is reinforced by a nano-ceramic dispersion in its microstructure to enhance resistance at high temperatures.
그리고 본 발명은 종래의 브레이징 합금 조성보다 젖음성, 기계적 강도, 외부요인에의 저항성에서 향상된 기능을 나타내는 합금 조성을 제공하므로, 자동차용 열교환 장치, 오일 쿨러, 에어컨 증발기 등에 적합한 효과가 있다.The present invention provides an alloy composition showing improved functions in terms of wettability, mechanical strength, and resistance to external factors rather than the conventional brazing alloy composition, and thus has an effect suitable for automobile heat exchangers, oil coolers, and air conditioner evaporators.
또한, 본 발명의 브레이징 조성은 미세한 CuAl2, Al-Si 등의 금속간 화합물과 정제된 결정립 크기를 가지는 균일한 미세구조를 제공한다. 이 브레이징 합금의 미세구조는 CuAl2 화합물로 구성되므로 브레이징 연결부의 수명과 신뢰성을 향상시킨다.In addition, the brazing composition of the present invention provides an intermetallic compound such as fine CuAl2, Al-Si, and a uniform microstructure having a refined grain size. The microstructure of this brazing alloy is composed of a CuAl2 compound, which improves the life and reliability of the brazing connection.
더욱이, 본 발명의 브레이징 필러는La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 와 같은 나노입자 첨가물로 강화되지 않은 합금에 비해 높은 퍼짐성 비율을 보인다.Moreover, the brazing filler of the present invention exhibits a higher spreadability ratio compared to alloys not reinforced with nanoparticle additives such as La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, ZrC.
또한, 본 발명의 브레이징 필러는 미세구조가 나노-세라믹 분산액에 의해 강화되어 고온에서의 저항이 향상됨을 보인다.In addition, the brazing filler of the present invention shows that the microstructure is strengthened by the nano-ceramic dispersion and the resistance at high temperature is improved.
마지막으로, 본 발명의 브레이징 합금은 불활성 세라믹 나노입자 첨가제의 존재로 인한 부식 같은 화학적 공격이나 환경파괴로부터의 저항성이 향상되는 효과가 있다.Finally, the brazing alloy of the present invention has an effect of improving the resistance against chemical attack such as corrosion due to the presence of the inert ceramic nanoparticle additive or environmental destruction.
도 1은 종래기술에 의한 3차원 좌표를 결정하기 위한 방법을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 전방위 영상을 이용한 공간정보 구축 방법의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 응고된(a~c) 필러 물질과 나노첨가제(ZrO2, La2O3, SiC)의 함유(d~f)된 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 광학 미세구조를 도시한 이미지이다.
도 4는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 고형화(a~c)되어진 필러 물질과 나노첨가제(ZrO2, La2O3, SiC)의 함유(d~f)된 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 SEM 미세구조를 도시한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 나노 첨가제 (a)ZrO2, (b)La2O3, (c)SiC를 함유하는 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 DTA 곡선을 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법을 도시한 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an exemplary diagram illustrating a method for determining three-dimensional coordinates according to the prior art.
2 is a block diagram of a spatial information construction method using an omnidirectional image according to the present invention.
Fig. 3 is a graph showing the results obtained by using the filler materials (a to c) solidified by the low temperature aluminum brazing alloy composition according to the present invention and the filler materials containing the nano additives (ZrO 2 , La 2 O 3 , SiC) Is an image showing an optical microstructure of an Al-Si-Cu.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the filler material solidified by the low temperature aluminum brazing alloy composition according to the present invention (a to c) and the filler material containing the nano additives (ZrO 2 , La 2 O 3 , SiC) An image showing an SEM microstructure of an Al-Si-Cu.
FIG. 5 is a graph showing the results of a comparison of a low-temperature aluminum brazing alloy composition according to the present invention with a nano additive (a) ZrO 2 , (b) La 2 O 3 , (c) Fig.
6 is a block diagram illustrating a method for manufacturing a low temperature aluminum brazing alloy according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims are intended to mean that the inventive concept of the present invention is in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain its invention in the best way Should be interpreted as a concept.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 및 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법에 대한 실시 예의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the structure of a low-temperature aluminum brazing alloy composition and a method of manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3에는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 응고된(a~c) 필러 물질과 나노첨가제(ZrO2, La2O3, SiC)의 함유(d~f)된 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 광학 미세구조가 이미지로 나타나 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 고형화(a~c)되어진 필러 물질과 나노첨가제(ZrO2, La2O3, SiC)의 함유(d~f)된 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 SEM 미세구조가 이미지로 나타나 있으며, 도 5에는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물에 의해 나노 첨가제 (a)ZrO2, (b)La2O3, (c)SiC를 함유하는 필러 물질을 기본으로 한 Al-Si-Cu의 DTA 곡선이 이미지로 나타나 있다.FIG. 3 is a graph showing the relationship between the filler material solidified by the low temperature aluminum brazing alloy composition according to the present invention (a to c) and the filler material containing the nano additives (ZrO 2 , La 2 O 3 , SiC) 4 shows the optical microstructure of an Al-Si-Cu alloy. In FIG. 4, the filler material solidified by the low temperature aluminum brazing alloy composition according to the present invention (a to c) and the nano additives (ZrO 2 , La 2 O 3 Si-Cu based on the filler material containing SiC (SiC) (d ~ f) is shown in the image. FIG. 5 shows the SEM microstructure of Al-Si- ) ZrO 2 , (b) La 2 O 3 , and (c) SiC.
이들 도면에 의하면, 본 발명의 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물은 저온 알루미늄 브레이징에 사용되는 브레이징 필러 금속은 Al-Si-Cu 합금을 기초로 하며, 브레이징 조성이 Si 4~16wt%, Cu 5~20wt%, Zn 1~2wt%, Mg 0.1~1.5wt%, Sn 1~5wt% 및 Bi 0.01~0.05wt%가 포함된다.According to these figures, the low temperature aluminum brazing alloy composition of the present invention is characterized in that the brazing filler metal used in the low temperature aluminum brazing is based on Al-Si-Cu alloy and has a brazing composition of 4 to 16 wt% Si, 5 to 20
특히, 본 발명은 Mg, Sn, Bi, Zn, Nd, Ce, 세라믹 나노입자(La2O3, ZrO2, SiC 등)와 같은 습윤제를 첨가함으로써 종래에 사용되고 있는 Al-Si-Cu 합금에서 Cu-Al이나 Al-Si의 금속간 화합물을 정제하여 낮은 온도에서 녹은 수 있는 필러 합금을 개발하는 것이 목표이다. In particular, the present invention is Mg, Sn, Bi, Zn, Nd, Ce, ceramic nanoparticles (La 2 O 3, ZrO 2 , SiC , etc.) and Cu in the Al-Si-Cu alloy which is used in the prior art by the addition of such wetting agent The goal is to develop a filler alloy that can be melted at low temperatures by refining Al or Al-Si intermetallic compounds.
여기서, 상기 브레이징 조성물에 Ce, La, Nd, Dy 및 기타물질 중 선택되는 브레이징 촉진제와, La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 중 선택한 세라믹 나노입자 첨가물이 포함된다.Wherein the brazing composition is selected from the group consisting of Ce, La, Nd, Dy and other materials selected from the group consisting of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, Nanoparticle additives are included.
한편, 상기 세라믹 나노입자 첨가물의 조성은 La2O3가 0.01~1.0wt%, SiC가 0.01~1.0wt%, ZrO2가 0.01~1.0wt%, Al2O3 0.01~1.0wt%, TiO2 0.01~1.0wt%, SiO2 0.01~1.0wt%,TiC 0.01~1.0wt%,ZrC 0.01~1.0wt%,이다.On the other hand, the composition of the ceramic nanoparticle additives La 2 O 3 is 0.01 ~ 1.0wt%, SiC is 0.01 ~ 1.0wt%, ZrO 2 is 0.01 ~ 1.0wt%, Al 2 O 3 0.01 ~ 1.0wt%, TiO 2 0.01 is 1.0wt%, SiO 2 0.01 ~ 1.0wt %, TiC 0.01 ~ 1.0wt%, ZrC 0.01 ~ 1.0wt%,.
그리고 상기 나노입자 첨가물의 나노입자 크기는 100nm 미만인 것이 바람직하다.And the nanoparticle size of the nanoparticle additive is less than 100 nm.
다음 항목에서는 본 발명의 솔더의 조성에 관해 추가적인 설명에 관한 것이다. 선호되는 솔더의 조성과 조건은 표 1에 주어져 있다.The following items relate to further description of the composition of the solder of the present invention. The composition and conditions of the preferred solders are given in Table 1.
0.01~1.0wt%의 SiC (최적 0.05wt%의 SiC)
각각 0.01~1.0wt%의 Al2O3 ((최적 0.05wt%의 SiC),
0.01~1.0wt%의 TiO2 ((최적 0.05wt%의Al2O3),
0.01~1.0wt%의 SiO2 ((최적 0.05wt%의SiO2),
0.01~1.0wt%의 TiC ((최적 0.05wt%의TiC),
0.01~1.0wt%의 ZrC ((최적 0.5wt%의ZrC)
0.01~1.0wt%의 ZrO2(최적 0.5wt%의 ZrO2)0.01 to 1.0 wt% La 2 O 3 (optimum 0.05 wt% La 2 O 3 )
0.01 to 1.0 wt% of SiC (optimum 0.05 wt% of SiC)
0.01 to 1.0 wt% of Al 2 O 3 ((optimum 0.05 wt% of SiC),
0.01 to 1.0 wt% of TiO 2 ((Optimum 0.05 wt% Al 2 O 3 ),
0.01 to 1.0 wt% of SiO 2 ((optimum 0.05 wt% of SiO 2 ),
0.01 to 1.0 wt% of TiC ((optimum 0.05 wt% of TiC),
0.01 to 1.0 wt% ZrC ((optimum 0.5 wt% ZrC)
0.01 to 1.0 wt% of ZrO 2 (optimum 0.5 wt% of ZrO 2 )
현재 발명된 브레이징 합금은 Al에 기본을 둔 Al-Si-Cu합금이 대다수이다. 브레이징 촉진 요소는 4~16wt%(6~12wt%가 바람직)의 Si, 5~20wt%(7~10wt%가 바람직)의 Cu, 1~2wt%(0.5wt%가 바람직)의 Zn, 0.1~1.5wt%(0.5wt%가 바람직)의 Mg, 1~5wt%(2wt%가 바람직)인 주석, 0.01~0.05wt%(0.02wt%가 바람직)의 Bi, 0.2wt% 이하의 Ce, La, Nd, Dy 그룹 중에서 선택된다. 브레이징 촉진 요소는 다음 그룹에서 선택된다. 0.2wt%이하의 Ce, La, Nd, Dy 필러 재료에서 필러 파우더의 크기는 20~700μm(20~200μ가 바람직)가 선택된다.The presently invented brazing alloy is a majority of Al-Si-Cu alloys based on Al. The brazing accelerating element is composed of 4 to 16 wt% of Si (preferably 6 to 12 wt%) of Si, 5 to 20 wt% of Cu (preferably 7 to 10 wt%), 1 to 2 wt% of Zn (preferably 0.5 wt% (Preferably 0.02 wt.%) Of Bi, 0.2 wt.% Or less of Ce, La, Ca, Nd, and Dy groups. Brazing acceleration elements are selected from the following groups. In the Ce, La, Nd, and Dy filler materials of 0.2 wt% or less, the size of the filler powder is selected to be 20 to 700 mu m (preferably 20 to 200 mu m).
이러한 필러들은 나노 입자 크기의 세라믹 첨가물 또한 포함한다. 이러한 첨가물은 Lanthanum oxide(La2O3), Silicon carbide(SiC), Zirconium dioxide (ZrO2), Aluminium oxide (Al2O3), Titanium oxide (TiO2), Silicon oxide (SiO2), Titanium carbide (TiC), Zirconium carbide (ZrC) 등이 선택된다. 나노입자 첨가물은 입자크기가 100nm이하의 것을 선택한다. 나노 첨가제는 평균 입자의 직경크기가 200nm이하인 La2O3, SiC, ZrO2 , Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 등을 사용한다. 첨가제들은 미세구조적인 특징을 향상시키기 위해 사용되고, IMC(금속간화합물)과 결정립 크기를 개선시킴으로써, 결론적으로 기계적 강도와 필러 금속들의 젖음성을 향상시키는데 영향을 끼친다. 현재 발명에서 말하는 부가적인 이점들은 0.01~1.0wt%(0.05%가 바람직)의 La2O3와 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직)의 SiC, 0.01~1.0wt%(0.5wt%가 바람직)의 ZrO2에 따라 다르다, 0.01~1.0wt% (0.05%가 바람직)의 Al2O3, 0.01~1.0wt% (0.05%가 바람직)의TiO2, 0.01~1.0wt% (0.05%가 바람직)의SiO2, 0.01~1.0wt% (0.05%가 바람직)의TiC, 0.01~1.0wt% (0.5%가 바람직)의ZrC,이다.These fillers also include nanoparticle sized ceramic additives. These additives are Lanthanum oxide (La 2 O 3) , Silicon carbide (SiC), Zirconium dioxide (ZrO 2), Aluminium oxide (Al 2 O 3), Titanium oxide (TiO 2), Silicon oxide (SiO 2), Titanium carbide (TiC), zirconium carbide (ZrC), and the like are selected. The nanoparticle additives should be selected to have a particle size of 100 nm or less. The nano additives include La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC, and ZrC having an average particle diameter of 200 nm or less. Additives are used to improve microstructural features and improve IMC (intermetallic compound) and grain size, which in turn affects improving mechanical strength and wettability of filler metals. Additional advantages in the present invention are that 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.05%) La 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.05 wt%) SiC, 0.01 to 1.0 wt% (0.5 wt% depending on the ZrO 2 preferably), 0.01 ~ 1.0wt% (0.05 % the TiO 2, 0.01 ~ 1.0wt% ( 0.05% of Al 2 O 3, 0.01 ~ 1.0wt % (0.05% is preferred) in the preferred) are a ZrC, of SiO 2, 0.01 ~ 1.0wt% ( 0.05% is TiC, 0.01 ~ 1.0wt% (0.5 % is preferable) of preferably) of preferred).
믹식과 용융을 위한 공정 수치들은 표 2에서 볼 수 있다.Process values for the mixing and melting are shown in Table 2.
테스트와 특성화Testing and characterization
1. 미세구조 관찰(광학, SEM)1. Microstructure observation (optical, SEM)
2. 녹는점 측정(DTA)2. Melting point measurement (DTA)
3. 퍼짐성 테스트 : JIS-Z-3101표준
3. Spreadability test: JIS-Z-3101 standard
합금 브레이징 필러는 다른 젖음과 브레이징 특성을 강화시키는 요소인 Mg, Zn, Bi, Sn, Nd 혹은 볼밀을 통해 만들어진La2O3, SiC, ZrO2 , Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 로부터 얻는 첨가물을 넣고, 기본 물질인 Al, Si, Cu를 혼합함으로써 직접 준비할 수 있다. Alloy brazing filler is a mixture of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC , And ZrC are added, and Al, Si, and Cu, which are basic materials, are mixed.
앞서 언급한 혼합은 200rpm으로 1시간 동안 실행한다. La2O3, SiC, ZrO2 , Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 의 평균 입자 크기는 200nm 이하이며, 혼합은 상온에서 수행한다.The above-mentioned mixing is carried out for 1 hour at 200 rpm. The average particle size of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC is 200 nm or less and mixing is carried out at room temperature.
밀링한 이후에, 혼합물은 세라믹 도가니 안으로 이동되어 지며, 1분당 10℃씩 가열하는 용해로 안에서 30분 동안 700℃의 진공상태에서 균일한 동종의 필러 페이스트의 형태로 녹여진다. After milling, the mixture is transferred into a ceramic crucible and melted in the form of a homogeneous filler paste in vacuum at 700 DEG C for 30 minutes in a melting furnace heated at 10 DEG C per minute.
위의 필러는 다시 1000℃로 가열되며, 다른 요소들이 더해지고 균질화를 위해 같은 온도에서 유지시킨다. 그리고 이것들을 세라믹 모듈 안에서 주조한다.The filler on top is heated again to 1000 ° C, the other components are added and maintained at the same temperature for homogenization. And they are cast in a ceramic module.
위의 솔더를 고체화시킨 후, 대략적으로 필러의 5g 정도를 에폭시 레진을 통해 마운트 시킨다. 이렇게 마운트 한 샘플은 금속조직을 보기 위하여 그라인딩, 폴리싱, 에칭을 시킨다. 그라인딩은 emery 종이의 다른 등급을 이용하여 수행한다. 그라인딩 후, 샘플은 알루미나 페이스트를 사용하여 폴리싱한다. 그리고 샘플은 광학 현미경으로 볼 수 있는 특징들을 관찰하기 위해 에칭한다. 에칭은 10 vol%의 H3PO₄를 이용하여 50℃로 60초 동안 실행한다. SEM은 좋은 분해능을 통해 금속간 구조를 명확히 관찰할 수 있는 HitaChi S-4300 FE-SEM이 사용되었다. After solidifying the above solder, approx. 5g of filler is mounted through epoxy resin. The mounted sample is then ground, polished, and etched to view the metal structure. Grinding is performed using different grades of emery paper. After grinding, the sample is polished using alumina paste. The sample is then etched to observe features visible with an optical microscope. The etching is carried out at 50 ° C for 60 seconds using 10 vol% of H 3 PO 4 . SEM is HitaChi S-4300 FE-SEM, which can clearly observe the intermetallic structure through good resolution.
기계적 강도, 퍼짐성, 미세구조, 녹는점을 포함하는 브레이징 공정을 위한 물질을 선택하기 위해서 특성들이 면밀히 관찰되어야 한다. 특성들은 알루미늄 브레이징 필러를 위해 제공되는 특정 표본에 따라서 평가한다.
Properties should be closely monitored to select materials for the brazing process, including mechanical strength, spreadability, microstructure, and melting point. The properties are evaluated according to the specific specimen provided for the aluminum brazing filler.
시험과 특성연구의 결과Results of tests and characterization studies
1. 광학 미세 구조 : 본 발명에 의한 알루미늄 브레이징 필러의 미세구조 비교는 사이즈와 모재에서의 침투에서 명확한 경계를 보여준다. 강화되어 지지 않은 필러 메탈이 조대한 경우의 침전과는 다르게 필러 금속을 강화시키는La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 의 경우 다양한 침전물들은 더 미세하고 구조안에서 잘 분산되어 있다. 1. Optical microstructure: A comparison of the microstructure of the aluminum brazing filler according to the invention shows clear boundaries in size and penetration in the base metal. In the case of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2, Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC which strengthen the filler metal unlike the precipitation of unfilled filler metal, It is fine and well dispersed within the structure.
더 많이 밝은 구조는 Cu-Al 금속간 화합물인 CuAl2로 식별된다. 반면 Al-Si금속간 화합물 상은 더 두껍고 어둡게 나온다. 결정립 크기에서의 강화는 강화되어 지지 않은 것과 비교하였을 때 세라믹 나노 입자 첨가제에 의해 물성이 강화된 것이 더 눈에 띈다. More bright structures are identified as Cu-Al intermetallic compounds CuAl2. On the other hand, the Al-Si intermetallic compound phase is thicker and darker. It is more noticeable that the strengthening at the grain size is enhanced by the ceramic nanoparticle additive compared to the unenhanced.
2. SEM 미세 구조 : 주사전자현미경(SEM)을 이용함으로써 더 높은 분해능으로 미세구조를 관찰할 수 있다. 나노입자로 강화되어진 것과 그렇지 않은 브레이징 필러의 미세구조 비교는 금속간 화합물뿐만 아니라 결정립 크기에서의 차이를 확인할 수 있게 해준다. 금속간 화합물은 금속간 화합물을 기본으로한 Al-Si-Cu와 Al-Si, Al-Cu에서 확인된다.2. SEM microstructure: The microstructure can be observed with a higher resolution by using a scanning electron microscope (SEM). The comparison of the microstructure of the brazed filler with and without nanoparticles allows to identify differences in grain size as well as intermetallic compounds. Intermetallic compounds are identified in Al-Si-Cu, Al-Si, and Al-Cu based on intermetallic compounds.
3. 시차 열법 분석 : 개발한 필러들의 낮은 온도에서의 용해 거동을 확인하기 위해 열분석을 시행한다. 프레이징 필러들의 녹는 점은 시차 열 분석기(DTA)를 이용하여 특정 지을 수 있다. 이때 열 분석은 Ar 분위기 하에서 상온부터 700 oC 까지 분당 10 oC로 가열하여 시행한다. 3. Differential thermal analysis: Thermal analysis is performed to confirm the dissolution behavior of the developed fillers at low temperatures. The melting points of the phrasing fillers can be specified using a differential thermal analyzer (DTA). At this time, heat analysis is performed by heating from room temperature to 700 oC at 10 oC per minute under Ar atmosphere.
도 5에 도시된 바와 같이 (a)는 Si: 7 wt%, Cu: 10 wt%, Sn: 2 wt%, Mg: 0.5 wt%, Ce 0.1 wt%, ZrO2: 0.5 wt%, Zn: 0.5 wt%, Bi: 0.02 wt% 일 때 Al-Si-Cu의 DTA 곡선을 나타내고, (b)는 Si: 11 wt%, Cu: 15 wt%, Sn: 2wt% Mg: 0.5 wt%-Ce: 0.1 wt%-Zn: 0.5 wt%-Bi-0.02wt%-Ce: 0.1 wt%, La2O3: 0.05 wt% 일 때 Al-Si-Cu의 DTA 곡선을 나타내며, (c)는 Si: 9wt%-Cu-20wt%-Sn: 5 wt%-Nd: 0.1 wt%-Zn: 0.5 wt%-Bi-0.02 wt%-SiC: 0.05 wt% 일 때 Al-Si-Cu의 DTA 곡선을 나타낸다.As shown in FIG. 5, (a) is composed of 7 wt% of Si, 10 wt% of Cu, 2 wt% of Sn, 0.5 wt% of Mg, 0.1 wt% of Ce, 0.5 wt% of ZrO 2, 0.5 wt Si: 11 wt%, Cu: 15 wt%, Sn: 2 wt% Mg: 0.5 wt% -Ce: 0.1 wt%, Bi: 0.02 wt% Si: 9 wt% -Zn: 0.5 wt% -Bi-0.02 wt% -Ce: 0.1 wt% and La 2 O 3 : 0.05 wt% Cu-20 wt% -Sn: 5 wt% -Nd: 0.1 wt% -Zn: 0.5 wt% -Bi-0.02 wt% -SiC: 0.05 wt%.
발명한 필러 금속의 최종적인 조성은 Al-Si-Cu와 Sn, Mg, Zn, Bi 및 Ce와 나노입자 첨가물(La2O3, SiC, ZrO2 , Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC)이다. ZrO2로 강화된 복합적인 필러는 ZrO2, La2O3, SiC로 강화되었을 때 523.42℃와 532.88℃에서 도 5와 같이 융점 피크를 보인다. 이 금속의 미세구조는 보는 바와 같이 Al-Si와 Al-Si-Cu 상과 최종적으로 Cu-Al, Al-Si, Al-Si-Cu 금속간 화합물을 포함한다.Invention a filler final composition of Al-Si-Cu and Sn, Mg, Zn, Bi and Ce and a nanoparticle additive metal (La 2 O 3, SiC, ZrO 2, Al 2 O 3, TiO 2, SiO 2, TiC, ZrC). The composite filler is reinforced by ZrO 2 ZrO 2, La 2 O 3, show a melting point peak as shown in FIG. 5 in 523.42 and 532.88 ℃ ℃ when reinforced with SiC. The microstructure of this metal includes Al-Si and Al-Si-Cu phases and finally Cu-Al, Al-Si and Al-Si-Cu intermetallic compounds.
4. 퍼짐 테스트 : SiC로 강화된 샘플의 퍼짐 비율은 강화되지 않은 것의 73%에 비해 77%로 높게 나타난다.
4. Spread test: The spreading rate of the SiC-reinforced sample is 77% higher than that of the unenhanced sample.
도 6에는 본 발명에 의한 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법이 블록도로 도시되어 있다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a method for manufacturing a low-temperature aluminum brazing alloy according to the present invention.
이 도면에 의하면 본 발명의 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물 제조 방법은 필러 구성 물질에 브레이징 촉진제와 세라믹 나노입자 첨가물 혼합 단계(S100), 혼합물 용융 단계(S110), 가열 단계(S120) 및 혼합물 고체화 단계(S130)를 포함한다.According to the drawing, the method for producing a low-temperature aluminum brazing alloy composition of the present invention comprises mixing a filler material with a brazing accelerator and a ceramic nanoparticle additive (S100), a mixture melting step (S110), a heating step (S120) ).
필러 구성 물질에 브레이징 촉진제와 세라믹 나노입자 첨가물 혼합 단계(S100)는 Al, Si 및 Cu 중 적어도 하나의 물질에 브레이징 촉진제와 세라믹 나노입자 첨가물을 혼합하는 단계이다.The step of mixing the brazing accelerator and the ceramic nanoparticle additive (S100) to the filler constituent material is a step of mixing the brazing accelerator and the ceramic nanoparticle additive into at least one of Al, Si and Cu.
여기서, 브레이징 촉진제는 Ce, La, Nd, Dy 및 기타물질 중에 선택되고, 상기 세라믹 나노입자 첨가물은 La2O3, SiC, ZrO2, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 중에 선택된다.The brazing accelerator is selected from among Ce, La, Nd, Dy and other materials, and the ceramic nanoparticle additive is selected from the group consisting of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC Is selected.
혼합물 용융 단계(S110)는 혼합물이 필러 페이스트 형태로 녹여지도록 진공 상태에서 용융시키는 단계로, 진공 용해 온도는 650~750℃이고, 용해 유지 시간은 20~40분이다.The mixture melting step (S110) is a step of melting in a vacuum state such that the mixture is melted in the form of a filler paste. The vacuum melting temperature is from 650 to 750 占 폚, and the dissolution maintaining time is from 20 to 40 minutes.
가열 단계(S120)는 혼합물의 균질화를 위해 가열하는 단계로, 가열 온도는 900~1100℃이다.The heating step (S120) is a step of heating to homogenize the mixture, and the heating temperature is 900 to 1100 占 폚.
혼합물 고체화 단계(S130)는 혼합물을 고체화시키는 단계이다.
The mixture solidification step (S130) is a step of solidifying the mixture.
현재 성분에서 성장시킨 필러의 합성을 위해 사용하는 일련의 과정들은 다음과 같다.A series of processes used for the synthesis of the filler grown from the present component are as follows.
A. 샘플들의 합성A. Synthesis of Samples
1. 파우더 믹싱 앤 밀링 : 혼합은 낮은 녹는점과 향상된 미세구조 그리고 브레이징 특성과 같은 특성들을 가진 나노입자크기의 강화된 브레이징 필러를 개발하기 위함이다. 특히 미세 접합의 경우 나노입자는 작은 부피 내에서의 필러의 특성을 조절하는 것이 가능하게 한다. 합금 필러는 기존의 볼밀 공정을 통한 ZrO2, SiC, La2O3로 부터의 첨가물과 Mg, Zn, Bi, Sn ,Nd와 같은 젖음성 촉진제를 가지고 (1)Al, (2)Si, (3)Cu를 혼합함으로써 직접 준비할 수 있다. 이 혼합은 상온에서 1시간동안 200rpm으로 수행되며, La2O3, SiC, ZrO2 , Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC평균 입자크기는 200nm이하이다 1. Powder Mixing and Milling: Mixing is to develop a nanoparticle sized reinforced brazing filler with properties such as low melting point, improved microstructure and brazing properties. Particularly in the case of micro-bonding, nanoparticles make it possible to control the properties of the filler in small volumes. Alloy filler is composed of (1) Al, (2) Si, (3), (3) and (4) with additives such as ZrO 2 , SiC and La 2 O 3 through conventional ball milling process and wettability promoters such as Mg, Zn, ) Cu. ≪ / RTI > The average particle size of La 2 O 3 , SiC, ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC and ZrC is 200 nm or less
2. 용융과 주조: 밀링한 이후 혼합물들을 볼밀로부터 꺼낸다. 이 혼합물들은 세라믹로에 옮기고, 진공분위기의 융해로에서 용융을 1000℃로 30분 동안 실시한다. 이때 균일한 동종의 필러 합금을 형성하기 위해서 가열속도는 1분에 10℃로 수행한다. 이후 이것들을 세라믹 몰드에서 주조한다.2. Melting and Casting: After milling, remove the mixtures from the ball mill. The mixtures are transferred to a ceramic furnace and the melting is carried out at 1000 DEG C for 30 minutes in a melting furnace in a vacuum atmosphere. At this time, the heating rate is 10 ° C per minute to form a homogeneous homogeneous filler alloy. These are then cast in a ceramic mold.
B. 특성연구와 시험B. Characteristic studies and tests
1. 특성연구 : 샘플은 금속 조직학적인 그라인딩, 폴리싱, 에칭을 수행하여 만든다. 그라인딩은 500#부터 2400#의 다른 등급의 연마지를 이용하여 시행한다. 그라인딩 후에는 알루미늄 페이스트를 이용하여 샘플은 폴리싱한다. 그리고 샘플은 광학현미경으로 식별할 수 있는 특징을 볼 수 있도록 에칭한다. 에칭은 10vol%의 H3PO4를 통하여 50℃로 60초 수행한다. 광학현미경과 주사전자 현미경은 금속조직학적 준비를 한 후에 사용한다.1. Characterization: The samples are made by metallurgical grinding, polishing and etching. Grinding is carried out using different grades of abrasive paper from 500 # to 2400 #. After grinding, the sample is polished using aluminum paste. The sample is then etched to reveal features that can be identified with an optical microscope. The etching is carried out at 50 占 폚 for 60 seconds through 10 vol% of H3PO4. Optical microscopes and scanning electron microscopes are used after metallographic preparation.
2. 시차 열법 분석기(DTA) : 위에서 제작한 필러 금속의 용융온도는 열시차분석기(DTA)를 이용하여 확인한다. 다양한 필러 금속들(20mg)은 시차주사 열량 측정법(DSC)를 사용하여 상온에서 700℃까지 1분에 10℃가열하여 수행한다. 2. Differential Thermal Analysis (DTA): The melting temperature of the filler metal prepared above is checked using a thermal parallax analyzer (DTA). The various filler metals (20 mg) are heat treated at room temperature to 700 ° C for 1 minute at 10 ° C using differential scanning calorimetry (DSC).
3. 퍼짐성 테스트 : 퍼짐성 테스트는 JIS-Z-3191표준을 따라서 실행한다. 40mm x 40mm x 4mm의 알루미늄 coupon은 폴링싱하고 알콜로 세척한다. 0.3g의 필러를 대략적으로 0.03g의 알루미늄 브레이징 플럭스와 섞고 구리 coupon의 중앙에 올려놓는다. 그리고 coupon은 진공로에 위치시켜서 분당 10℃씩 가열하여 580℃에서 5분 동안 머무르게 한 다음에 식힌다. 식힌 후에, 알루미늄 판은 데시케이터 안에 위치시키고 퍼짐성을 측정하기 위해 사용한다.
3. Spreadability test: The spreadability test is carried out according to JIS-Z-3191 standard. 40mm x 40mm x 4mm aluminum coupons are polling and washed with alcohol. 0.3 g of filler is mixed with approximately 0.03 g of aluminum brazing flux and placed in the center of the copper coupon. The coupon is placed in a vacuum furnace, heated at 10 ° C per minute, held at 580 ° C for 5 minutes, and cooled. After cooling, the aluminum plate is placed in a desiccator and used to measure spreadability.
제안된 기술을 적용할 수 있는 기술분야로는 다음과 같다.The following technical fields are applicable to the proposed technology.
(1) 브레이징 제품은 브레이징 예비 형성품의 형태나 필러 금속이 비소모 기판에 증착된 브레이징 시트 혹은 주물의 형태를 취한다. 기판은 알루미늄 혹은 알루미늄 합금으로 구성되나 알루미늄 외에 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어 자동차 또는 열교환기, 오일쿨러, 공기조화증발기 안의 알루미늄 합금 클래딩/핀 비축품은 충분한 강도와 코어의 재료보다 낮은 녹는점 범위를 가져야 하는 내부 접합부의 값비싼 브레이징을 필요로 한다.(1) The brazing product takes the form of a braze preform or a braze sheet or casting of a filler metal deposited on a non-consuming substrate. The substrate may be comprised of aluminum or an aluminum alloy, but may include one or more metals in addition to aluminum. For example, aluminum alloy cladding / pin stocks in automotive or heat exchangers, oil coolers, and air conditioning evaporators require expensive brazing of internal joints that must have sufficient strength and a melting point range lower than the core material.
(2) 필러 금속들을 형성하는 다양한 방법에도 불구하고, 기존의 볼밀을 이용하는 혼합은 PVD, 미세화, 스크린화, 증착기술보다 선호되어 왔다. 증착 기술들은 그들이 요구하는 높은 온도와 진공의 유지 대문에 볼밀과 비교하여 매우 복잡하고 비싸다. (2) Despite the various methods of forming filler metals, mixing using conventional ball mills has been preferred over PVD, micronization, screening, and deposition techniques. Deposition techniques are very complex and expensive compared to ball mills because of the high temperatures and vacuum maintenance they require.
(3) 항상 증가하는 자동차용과 열 교환기에서의 저온 알루미늄 브레이징 합금 필러의 요구를 만족시켜야 한다. 이것은 전력의 소비를 줄일 것이며, 에너지를 절약할 수 있을 것이다. 이것은 기술적인 관전뿐만 아니라 물질적인 관점에서도 새로운 도전을 가져올 것이다. 하나의 중요한 주제는 필러 합금의 젖음성과 퍼짐성 그리고 자동화 공정에서의 그들이 가질 강점이다. 자동화 장치에서의 온도문제로 인한 오류는 퍼짐과 접합 강도를 저해시키는 Al-Cu blades 같은 크고 조대한 금속간 화합물에 의해서 발생된다. 그러므로 향상된 젖음성과 좋은 접합을 위해 정제된 금속간 화합물을 가지는 저온 필러합금의 요구는 증가되고 있다.(3) Always meet the requirements of ever-increasing automotive applications and low-temperature aluminum brazing alloy fillers in heat exchangers. This will reduce power consumption and save energy. This will bring new challenges not only from technical perspectives but also from a material point of view. One important topic is the wettability and spreadability of filler alloys and their strengths in automated processes. Errors due to temperature problems in automation devices are caused by large, coarse intermetallic compounds such as Al-Cu blades that degrade spreading and bond strength. Therefore, there is a growing demand for low temperature filler alloys with refined intermetallic compounds for improved wettability and good bonding.
본 발명은, 505-540℃ 범위 녹는점을 가지는 저온 알루미늄 브레이징에 사용되는 브레이징 필러 합금으로, 필러 금속의 형성 조성은 알루미늄-실리콘-구리 합금이다. 그리고 하나의 브레이징 촉진제와 나노입자크기의 첨가제가 들어간다. 아연은 조성을 형성하는 필러 금속은 알루미늄-실리콘-구리 합금과 선택적으로 조합되는 아연 및 적어도 하나의 브레이징 촉진제와 나노입자 첨가제로 구성된다. 아연은 구성성분들과 선택적으로 조합하여 사용된다. 브레이징 촉진 요소는 Mg, Bi, Sn과 희귀금속인 Nd, Ce, La, Dy 등을 포함한다. 희귀금속들은 미세구조를 강화하고 젖음성을 향상시킨다. 알루미늄 브레이징 필러와 관계되어진 발명은 다양한 자동차용 저온 브레이징 작업과 열 교환기에 사용될 수 있도록 대체되어 졌다. The present invention is a brazing filler alloy used in low-temperature aluminum brazing having a melting point in the range of 505-540 占 폚. The composition of the filler metal is aluminum-silicon-copper alloy. And a brazing accelerator and nanoparticle-sized additives. The zinc filler metal forming the composition consists of zinc optionally in combination with an aluminum-silicon-copper alloy and at least one brazing accelerator and a nanoparticle additive. Zinc is optionally used in combination with the constituents. Brazing promoting elements include Mg, Bi, Sn and rare metals such as Nd, Ce, La, and Dy. Rare metals enhance microstructure and improve wettability. The invention relating to the aluminum brazing filler has been replaced so that it can be used in a variety of automotive low temperature brazing operations and heat exchangers.
본 발명을 통해 제안하는 기술의 다양한 요소들은 다음과 같다.The various elements of the proposed technology through the present invention are as follows.
(1) 알루미늄 합금은 4~16wt%(6~12wt%가 바람직) 범위의 실리콘 함량, 5~20wt%(7~10wt%가 바람직) 범위의 구리 함량, 1~2wt%(0.5wt%가 바람직) 범위의 아연 함량, 0.1~1.5wt%(0.3wt%가 바람직) 범위의 마그네슘 함량, 1~5wt%(2wt%가 바람직) 범위의 주석 함량, 0.1~1.5wt%(0.5wt%가 바람직) 범위의 망간 함량 및 0.01~0.05wt%(0.02wt%가 바람직) 범위의 비스무트 함량으로 구성된다. 귀금속들은 0.2wt%이하의 Ce, La, Nd, Dy 종으로부터 선택된다.(1) The aluminum alloy preferably has a silicon content in the range of 4 to 16 wt% (preferably 6 to 12 wt%), a copper content in the range of 5 to 20 wt% (preferably 7 to 10 wt%), a copper content in the range of 1 to 2 wt% ), A magnesium content in the range of 0.1 to 1.5 wt% (preferably 0.3 wt%), a tin content in the range of 1 to 5 wt% (preferably 2 wt%), 0.1 to 1.5 wt% (preferably 0.5 wt%), Manganese content in the range and a bismuth content ranging from 0.01 to 0.05 wt% (preferably 0.02 wt%). Precious metals are selected from Ce, La, Nd, and Dy species of 0.2 wt% or less.
(2) 다른 중요한 구성요소로 산화물 나노입자 첨가제 또한 La2O3, ZrO2, SiC (각각의 입자크기 < 200nm)로부터 첨가된다. 본 발명에 의한 첨가 강화재의 조성은 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) La2O3, 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) SiC 및 0.01~1.0wt%(0.5 wt%가 바람직) ZrO2, 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) Al2O3, 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) TiO2, 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) SiO2, 0.01~1.0wt%(0.05wt%가 바람직) TiC, 0.01~1.0wt%(0.5wt%가 바람직) ZrC 이다.
(2) As another important component, the oxide nanoparticle additive is also added from La 2 O 3 , ZrO 2 , and SiC (each particle size <200 nm). The composition of the additive reinforcement according to the present invention preferably comprises 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.05 wt%) La 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.05 wt%) SiC and 0.01 to 1.0 wt% preferably) ZrO 2, 0.01 ~ 1.0wt% (0.05wt% is preferred) Al 2 O 3, 0.01 ~ 1.0wt% (0.05wt% is preferred) TiO 2, 0.01 ~ 1.0wt% (0.05wt% is preferred) SiO 2 , 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.05 wt%) TiC, 0.01 to 1.0 wt% (preferably 0.5 wt%) ZrC.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the appended claims, as well as the appended claims.
Claims (10)
Si 4~16wt%, Cu 5~20wt%, Zn 1~2wt%, Mg 0.1~1.5wt%, Sn 1~5wt% 및 Bi 0.01~0.05wt%를 포함하며, 브레이징 합금 조성물의 잔부가 Al로 구성되는 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물.
The brazing filler metal used in low-temperature aluminum brazing is based on an Al-Si-Cu alloy,
Wherein the balance of the brazing alloy composition comprises Al from 4 to 16 wt% of Si, from 5 to 20 wt% of Cu, from 1 to 2 wt% of Zn, from 0.1 to 1.5 wt% of Mg, from 1 to 5 wt% of Sn and from 0.01 to 0.05 wt% ≪ / RTI >
상기 브레이징 합금 조성물에 Ce, La, Nd, 및 Dy 중 선택되는 브레이징 촉진제가 0.2wt% 미만의 함량으로 포함되는 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the brazing alloy composition comprises a brazing accelerator selected from Ce, La, Nd, and Dy in an amount less than 0.2 wt%.
상기 브레이징 합금 조성물은 세라믹 나노입자 첨가물로서 La2O3가 0.01~1.0wt%, SiC가 0.01~1.0wt%, ZrO2가 0.01~1.0wt%, Al2O3, TiO2, SiO2, TiC, ZrC 는 각각 0.01~1.0wt%로 더 포함되는 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물.
The method according to claim 1,
The brazing alloy composition comprises 0.01 to 1.0 wt% of La 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% of SiC, 0.01 to 1.0 wt% of ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 , TiC , And ZrC are each further contained in an amount of 0.01 to 1.0 wt%.
상기 세라믹 나노입자 첨가물의 나노입자 크기는 200nm 미만인 저온 알루미늄 브레이징 합금 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the nanoparticle size of the ceramic nanoparticle additive is less than 200 nm.
상기 혼합물을 진공 상태에서 용융시키는 단계;
상기 혼합물의 균질화를 위해 가열하는 단계; 및
상기 혼합물을 고체화시키는 단계를 포함하고,
상기 혼합물은 Si 4~16wt%, Cu 5~20wt%, Zn 1~2wt%, Mg 0.1~1.5wt%, Sn 1~5wt% 및 Bi 0.01~0.05wt% 를 포함하며, 잔부가 Al로 구성되는 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법.
Preparing a mixture by mixing a brazing accelerator and a ceramic nanoparticle additive in at least one metal element of Al, Si, and Cu;
Melting the mixture in a vacuum state;
Heating to homogenize the mixture; And
And solidifying said mixture,
Wherein the mixture comprises 4 to 16 wt% of Si, 5 to 20 wt% of Cu, 1 to 2 wt% of Zn, 0.1 to 1.5 wt% of Mg, 1 to 5 wt% of Sn and 0.01 to 0.05 wt% of Bi, Method of manufacturing low temperature aluminum brazing alloy.
상기 브레이징 촉진제는 Ce, La, Nd, 및 Dy 중에 선택되고, 0.2wt% 미만의 함량으로 포함되는 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the brazing accelerator is selected from among Ce, La, Nd, and Dy and is contained in an amount of less than 0.2 wt%.
상기 세라믹 나노입자 첨가물은 La2O3가 0.01~1.0wt%, SiC가 0.01~1.0wt%, ZrO2가 0.01~1.0wt%, Al2O3가 0.01~1.0wt%, TiO2가0.01~1.0wt%, SiO2가 0.01~1.0wt%, TiC가 0.01~1.0wt%, ZrC가 0.01~1.0wt%인 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the ceramic nanoparticle additive comprises 0.01 to 1.0 wt% of La 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% of SiC, 0.01 to 1.0 wt% of ZrO 2 , 0.01 to 1.0 wt% of Al 2 O 3 , 0.01 to 1.0 wt% of TiO 2 , 1.0wt%, SiO 2 is 0.01 ~ 1.0wt%, the manufacturing method TiC is 0.01 ~ 1.0wt%, ZrC is 0.01 ~ 1.0wt% of a low temperature aluminum brazing alloy.
상기 용융 단계 수행시 진공 용해 온도는 650~750℃이고, 용해 유지 시간은 20~40분인 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법. The method according to claim 6,
Wherein the vacuum melting temperature during the melting step is from 650 to 750 占 폚 and the dissolution holding time is from 20 to 40 minutes.
상기 균질화를 위해 가열 단계 수행시 가열 온도는 900~1100℃인 저온 알루미늄 브레이징 합금 제조 방법.The method according to claim 6,
Wherein the heating temperature during the heating step for homogenization is 900 to 1100 占 폚.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140177797A KR101657459B1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140177797A KR101657459B1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160070613A KR20160070613A (en) | 2016-06-20 |
| KR101657459B1 true KR101657459B1 (en) | 2016-09-19 |
Family
ID=56354422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140177797A KR101657459B1 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101657459B1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110560957B (en) * | 2019-09-03 | 2021-07-30 | 北京工业大学 | Micro-nano particle reinforced aluminum alloy flux-cored filling wire for welding 7075 aluminum alloy |
| CN112501537B (en) * | 2020-11-11 | 2023-03-24 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | Aluminum alloy surface low-temperature brazing modified coating and preparation method thereof |
| CN115351446B (en) * | 2022-09-01 | 2024-01-30 | 兰州理工大学 | Ultrasonic-assisted and nanoparticle-coupled reinforced aluminum/copper dissimilar metal plasma arc welding method |
| CN117586042A (en) * | 2024-01-19 | 2024-02-23 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | Connection method of ceramic matrix composite |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319470A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Katsuaki Suganuma | Lead-free solder material, electronic circuit board and their production method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05228684A (en) * | 1992-02-20 | 1993-09-07 | Furukawa Alum Co Ltd | Aluminum alloy brazing sheet for vacuum brazing |
| JPH07116888A (en) * | 1993-10-19 | 1995-05-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Aluminum alloy brazing filler metal and production of aluminum alloy heat exchanger |
| JP3398204B2 (en) * | 1994-02-15 | 2003-04-21 | 日本発条株式会社 | Brazing filler metal for aluminum alloys and aluminum alloy products |
| JP2001334387A (en) | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Low temperature brazing filler metal for joining aluminum alloy |
| MXPA03003791A (en) | 2000-11-07 | 2004-04-20 | Corus Aluminium Walzprod Gmbh | Method of manufacturing an assembly of brazed dissimilar metal components. |
-
2014
- 2014-12-10 KR KR1020140177797A patent/KR101657459B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319470A (en) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Katsuaki Suganuma | Lead-free solder material, electronic circuit board and their production method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160070613A (en) | 2016-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7314184B2 (en) | Method for manufacturing parts made of aluminum alloy | |
| US9993897B2 (en) | Multi-layered aluminium brazing sheet material | |
| KR101657459B1 (en) | LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF LOW TEMPERATURE Al BRAZING ALLOY | |
| JP5893749B2 (en) | Aluminum alloy | |
| EP2741889B1 (en) | Cooler for heat-generating device, and method of producing cooler for heat-generating device | |
| CN104520061A (en) | Strip material with excellent corrosion resistance after brazing | |
| KR101831505B1 (en) | Clad sheet alloys for brazing applications | |
| JP2006250413A (en) | Aluminum alloy fin material for heat exchanger and heat exchanger | |
| JP2015501877A5 (en) | ||
| EP2716402B1 (en) | Active metal brazing material | |
| JP6037542B2 (en) | Fluxless brazing method for aluminum material, brazing sheet for fluxless brazing and method for producing the same | |
| Liu et al. | Processing, microstructure, and properties of laser-clad Ni alloy FP-5 on Al alloy AA333 | |
| KR20170103978A (en) | Brazing alloy | |
| JP4072132B2 (en) | Sliding bearing manufacturing method | |
| JP2013220461A (en) | Fluxless brazing method for aluminum material and method of manufacturing brazed structure | |
| Chen et al. | Microstructure and Mechanical Properties of Dissimilar Welded Ti 3 Al/Ni-Based Superalloy Joint Using a Ni-Cu Filler Alloy | |
| KR20170088248A (en) | METHOD FOR FLUXLESS BRAZING Cu-Al PLATE USING ULTRASONIC VIBRATION | |
| KR20220026401A (en) | Aluminum alloy for flux-free brazing and brazing method using the same | |
| JP5904853B2 (en) | Fluxless brazing method for aluminum material and method for manufacturing brazed structure | |
| US7828914B2 (en) | Method for producing aluminum alloy sheet material and an aluminium alloy sheet | |
| KR101922909B1 (en) | Al BRAZING ALLOY COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF Al BRAZING ALLOY | |
| JP6426883B2 (en) | Method of manufacturing joined body excellent in corrosion resistance | |
| JPH11199958A (en) | Aluminum alloy composite material for heat exchanger, and its production | |
| JP2015107525A (en) | Rotary tool | |
| JP6036795B2 (en) | Rotation tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190731 Year of fee payment: 4 |