张工:–O-
封接合金又称定胀大合金或可伐合金。在-70至℃温度范围内,具有比较稳定的较低或中等程度胀大系数的合金。它与玻璃或陶瓷等被封接资料的胀大系数相接近,然后到达匹配封接的作用。主要类型有铁镍、铁镍钴、铁镍铬系合金。还有无氧铜、钨、钼及其合金和复合资料。主要用于电子工业及电真空工业作封接资料。
19世纪初,已开端用铂作为封接资料与软玻璃封接。年,爱迪生(T.Edison)创造的白炽灯泡以及前期的电子管和X射线管通过玻璃的引出线都用铂丝。在年法国吉尧姆(C.E.Guillaume)制成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以后,又派生出了代替铂的46Ni-Fe封接合金,这是最早的封接合金。后来进一步改进这种合金,在外表覆一层薄铜,这种覆铜的42Ni-Fe丝(俗称杜美丝,DumetWire)用作非匹配软玻璃封接引出线一直使用到70年代。跟着电真空技术的开展,呈现了熔点高、热稳定性好、热胀大系数更低的硬玻璃。初期采用钼或钨与硬玻璃封接。20世纪30年代呈现了与硬玻璃封接的称为可伐(Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,还呈现了与软玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。
第二次世界大战后,跟着超高频、大功率电真空器材的开展,呈现了与氧化铝、氧化铍等陶瓷封接的合金。对胀大合金提出兼具高导热、高导电、无磁性等物理性能的要求。为此采用了复合胀大合金(如覆铜的可伐合金带材和丝材)、含难熔金属的封接合金(如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等),但用量都不大。
在一定的温度范围内,金属与玻璃的热胀大系数相一致的封接称为匹配封接。两者的热胀大系数相差较大的封接称为非匹配封接。一般采用匹配封接,以保证密封质量。附表列出了一些常用封接合金的商标、成分、平均热胀大系数和用途。图2和3分别示出合金、玻璃和陶瓷的胀大曲线。
一、4J29概述
4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20~℃具有与硅硼硬玻璃附近的线膨胀系数,居里点较高,并有杰出的低温安排安稳性。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃滋润。且不与汞作用,适合在含汞放电的外表中运用。是电真空器材首要密封结构资料。
1.14J29资料牌号4J29。
1.24J29附近牌号见表1-1。
表1-1[1~4]
在均匀线膨胀系数达到规范规则条件下,允许镍、钴含量偏离表1-2规则规模。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%,其总量应不大于0.20%。
1.54J29热处理准则规范规则的膨胀系数及低温安排安稳性的功能查验试样,在氢气气氛中加热至℃±20℃,保温1h,再加热至℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至℃以下出炉。
1.64J29种类规范与供给状态种类有丝、带、板、管和棒材。
1.74J29熔炼与铸造工艺用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。
1.84J29运用概略与特殊要求该合金是世界通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期运用,功能安稳。首要用于电真空元器材如发射管、振荡管、点燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在运用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据运用温度严厉查验其低温安排安稳性。在加工过程中应进行适当的热处理,以确保资料具有杰出的深冲引伸功能。当运用锻材时应严厉查验其气密性。
二、4J29物理及化学功能
2.14J29热功能
2.1.14J29溶化温度规模该合金溶化温度约为1℃[1,2]。
2.1.24J29热导率见表2-1。
表2-1[1]
2.3.14J29电阻温度系数见表2-3。
表2-3[1]
三、4J29力学功能
3.14J29技能规范规则的功能
3.1.14J29硬度深冲态带材的硬度应契合表3-1的规则。厚度不大于0.2mm时不作硬度查验。
3.1.24J29抗拉强度丝材和带材的抗拉强度应契合表3-2的规则。
表3-1
3.24J29室温及各种温度下的力学功能
3.2.14J29硬度冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的硬度见图3-1。
3.2.24J29拉伸功能合金(退火态)在室温的拉伸功能见表3-3。冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的拉伸功能见图3-2。
表3-3[1,5]
五、4J29工艺功能与要求
5.14J29成形功能该合金具有杰出的冷、热加工功能,可制成各种杂乱形状的零件。但应防止在含硫的气氛中加热。在冷轧时,当带材的冷应变率大于70%时,退火后会引起塑性各向异性;冷应变率在10%~15%规模时,合金在退火后会导致晶粒急剧长大,也将产生合金的塑性各向异性。当终究应变率为60%~65%,晶粒度为7~8.5级时,其塑性各向异性最小[2,4,7~9]。
合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1。
5.24J29焊接功能该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等办法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时,将影响板材的氩弧焊焊接质量,乃至使焊缝开裂。
该合金与玻璃封接前,应清洗干净,随后进行高温湿氢处理、预氧化处理。
5.34J29零件热处理工艺热处理可分为:消除应力退火、中间退火、净化去气处理、预氧化处理。
(1)消除应力退火为消除零件在机械加工后的残存应力要进行消除应力退火:~℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中,加热到~℃,保温14min~1h,然后炉冷,空冷或水淬。
(3)净化去气处理零件成形后,预氧化处理前,需进行湿氢处理,处理前应进行除油。作业需在饱满湿氢中,加热到~℃,保温10~30min,然后炉冷。
(4)预氧化处理合金在湿氢处理后,熔封前一般要进行预氧化处理,使合金外表生成一层厚度均匀、致密的氧化膜,该氧化膜与基体结合结实,且能很好地与熔融的玻璃滋润。零件在湿氢处理后,在大约℃的空气中氧化。零件的增重在0.2~0.4mg/cm2规模为宜[10]。
该合金不能用热处理硬化。
5.44J29外表处理工艺外表处理可用喷砂、抛光、酸洗。
零件与玻璃封接后,为易于焊接,需去除封接时生成的氧化膜,可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中,加热到70℃左右,酸洗2~5min。
该合金具有杰出的电镀功能,外表能镀金、银、镍、铬等金属。为便于零件间的焊接或热压粘结,常镀以铜、镍、金、锡的镀层。为改进高频电流的传导能力,下降接触电阻以确保正常的阴极发射特性,常镀以金、银的镀层。为提高器材的耐蚀功能可镀镍或金[11]。
5.54J29切削加工与磨削功能该合金切削特性和奥氏体不锈钢类似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具,低速切削加工。切削时可运用冷却剂。该合金磨削功能杰出。