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封接合金又稱定膨脹合金或可伐合金。在-70至500℃溫度范圍內(nèi),具有比較恒定的較低或中等程度膨脹系數(shù)的合金。它與玻璃或陶瓷等被封接材料的膨脹系數(shù)相接近,從而達(dá)到匹配封接的效果。主要類型有鐵鎳、鐵鎳鈷、鐵鎳鉻系合金。還有無氧銅、鎢、鉬及其合金和復(fù)合材料。主要用于電子工業(yè)及電真空工業(yè)作封接材料。
可伐合金工藝性能:
1、成形性能:該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復(fù)雜形狀的零件。但應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時(shí),帶材的冷應(yīng)變率大于70%,退火后會(huì)引起塑性各向異性。應(yīng)變率在10%~15%內(nèi),合金在退火時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶粒急劇長大,也將產(chǎn)生合金的塑性各向異性。當(dāng)終應(yīng)變率為60%~65%,晶粒度7~8.5級時(shí),其塑性各向異性小。
2、零件熱處理工藝:熱處理可分為:應(yīng)力退火、中間退火。
3、焊接性能:該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當(dāng)合金中鋯含量大于0.06%時(shí),將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量,甚至使焊縫開裂。該合金的零件在與陶瓷封接前,應(yīng)進(jìn)行退火、清洗、鍍鎳,然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。
可伐合金毛細(xì)管加熱速度與冷卻速度
加熱速度與冷卻速度也是熱處理工藝中兩個(gè)重要的參數(shù),但由于可伐合金的材料組織為奧氏體,其β一a的相變溫度為一78.5℃,因此一般情況下在加熱和冷卻過程中不存在相變問題。在裝爐量不大和零件腔壁較薄的情況下,加熱與冷卻速度的大小對退火效果的影響不大;但當(dāng)裝爐量較大或零件較厚的時(shí)候,由于爐中溫度一般是靠外部熱源的輻射和對流來的,爐內(nèi)溫度的變化體現(xiàn)在離熱源較近的零件上和零件的表面上,因此加熱速度太快,將使零件表面與心部產(chǎn)生溫度差,加熱速度越快,則內(nèi)外溫度差越大,熱應(yīng)力就越大,可能導(dǎo)致零件的變形和局部晶粒粗大,甚至開裂,這對金屬的封接是非常不利的。在這種情況下,必須要求控制加熱速度,具體處理需考慮裝爐量及零件厚薄,建議加熱速度每小時(shí)不超過300~600℃。當(dāng)然,冷卻也存在同樣的情況,亦給予同樣的考慮及處理。
可伐管殼類零件的退火處理是提高其封接質(zhì)量的重要前提,它的好壞直接影響金屬外殼的封裝質(zhì)量,而退火處理的質(zhì)量又與退火溫度、保溫時(shí)間和退火可控氣氛密切相關(guān)。只要上述三個(gè)條件掌握適當(dāng),相互匹配并能根據(jù)具體情況靈活處理,就一定能保證可伐零件的退火質(zhì)量。
可伐(Kovar)合金作為電子封裝行業(yè)中常用的金屬外殼材料,由于其具有與鉬組玻璃為接近的線膨脹系數(shù),以及在與鉬組玻璃封接(熔封)過程中能產(chǎn)生小的封接應(yīng)力,從而獲得良好的氣密性。為使金屬管殼能達(dá)到氣密性封接,在整個(gè)封接工藝中,退火工序無疑起著一個(gè)承上啟下的重要作用,它既了金屬零件在前序——制造加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,又為金屬零件在后續(xù)工序——封接工序的實(shí)施作好了材料組織上的準(zhǔn)備。
可伐合金物理性能
比重 8.36
密度 0.3020lb/in3
導(dǎo)熱性 120.0 BTU-in/hr/ft2/°F
彈性系數(shù)(E) 20.0 x 103 ksi
電阻(70.0°F) 294.0 ohm-cir-mil/ft
居里溫度 815°F
熔點(diǎn) 2640°F
磁性
Kovar®合金在居里溫度之下都有磁性,磁性能取決于熱處理。硬度越小,導(dǎo)磁率越高,滯后損失越小。
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