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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(guò)程中不存在相變問(wèn)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(duì)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(duì)流來(lái)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(kāi)裂,這對(duì)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(guò)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(lèi)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。
可伐合金常見(jiàn)類(lèi)型:鐵鎳鈷玻璃封接合金
這種合金屬于精密合金,又稱(chēng)可伐。它是鐵、鎳、鈷的合金,一般含鎳29%,鈷18%,其余是鐵。其膨脹系數(shù)由于鈷的加入而降低,與鉬及硬玻璃相近,適合于和硬玻璃作匹配封接。封接時(shí)表面生成有氧化鉆的氧化層,而氧化鈷極易溶于玻璃中而形成鼠灰色的封接面。當(dāng)氧氣不足時(shí),由于氧化層幾乎全部溶入玻璃而使封接面呈金屬本身的銀白色,雖不漏氣,但強(qiáng)度很差。氧化過(guò)度時(shí),則因氧化層太厚而呈深灰色甚至黑色,易造成漏氣。
可伐的優(yōu)點(diǎn)是其膨脹系數(shù)隨溫度變化的曲線(xiàn)與鉬組玻璃的膨脹曲線(xiàn)幾乎重合,因此與鉬組玻璃封接時(shí),其可靠性更高,這就使封接后的退火工藝較為簡(jiǎn)單。可伐的缺點(diǎn)是在變形加工時(shí),它的結(jié)晶結(jié)構(gòu)易于轉(zhuǎn)變(奧斯丁體轉(zhuǎn)變成馬丁體)而使性能變化,如電阻率增加。因此,可伐零件在進(jìn)行這類(lèi)加工后,必須進(jìn)行退火處理。在封接前,可伐零件須在1000℃左右濕氫中的退火,既可應(yīng)力,還可使表面脫碳,這就使可伐不致在今后封接加熱時(shí),由于表面碳的氧化使封接處出現(xiàn)氣泡而降低了封接處的強(qiáng)度和造成慢性漏氣。另外,因可伐的電阻率高,如用作引線(xiàn)時(shí),若考慮到過(guò)熱所引起的炸裂問(wèn)題,一般要在可伐表面上鍍上一層高導(dǎo)電率的材料,如金、銀、銅.或做成大面積接觸??煞サ某煞直壤苤匾駝t將影響封接面的應(yīng)力。
在電真空器件中,鐵鎳鉆封接合金廣泛地用來(lái)制造引出環(huán)、引出線(xiàn)和管殼等零件。
可伐合金主要有鐵鎳、鐵鎳鈷、鐵鎳鉻系合金。
鐵鎳合金簡(jiǎn)介
鐵鎳合金是一種在弱磁場(chǎng)中具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力的低頻軟磁材料。早期鐵鎳合金用于通信,其后采用一種熱處理工藝和真空冶煉的方法使合金特性得到較大的提高。含Ni78%的鐵鎳合金在弱磁場(chǎng)中的磁導(dǎo)率比硅鋼高約10~20倍,普遍用于靈敏繼電器、磁屏蔽、和無(wú)線(xiàn)電變壓器、精密的交流和直流儀表、電流互感器(見(jiàn)互感器)中。在鐵鎳合金中加入鉬、錳、鈷、銅、鉻等元素,可得具有更大初始磁導(dǎo)率μi和磁導(dǎo)率μm的三元、四元鐵鎳合金。
鐵鎳合金具有窄而陡的磁滯回線(xiàn),在弱磁場(chǎng)中具有很大磁導(dǎo)率和很小的矯頑力,但它的電阻率不大,只適合在1 兆赫以下的頻率范圍工作,否則渦流損耗太大。鐵鎳合金的加工性能好,可制成各種形狀復(fù)雜、尺寸要求的元件。但它的磁性能對(duì)機(jī)械應(yīng)力比較敏感,工藝因素對(duì)磁性能的影響較大,如沖壓會(huì)使μb下降,因而產(chǎn)品性能一致性不易滿(mǎn)足。鐵鎳合金的成本高。常用的鐵鎳合金的特性和用途列于表。
可伐合金毛細(xì)管是指內(nèi)徑很細(xì)的長(zhǎng)條形管子。
Kovar合金又稱(chēng)封接合金或定膨脹合金。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。主要類(lèi)型有鐵鎳、鐵鎳鈷、鐵鎳鉻系合金。還有無(wú)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。
可伐合金組織結(jié)構(gòu)
合金按規(guī)定的熱處理制度處理后,再經(jīng)-78.5℃冷凍,大于等于4h不應(yīng)出現(xiàn)馬氏體組織。但當(dāng)合金成分不當(dāng)時(shí),在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變,相變時(shí)伴隨著體積膨脹效應(yīng)。合金的膨脹系數(shù)相應(yīng)增高,致使封接件的內(nèi)應(yīng)力劇增,甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學(xué)成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到,鎳是穩(wěn)定γ相的主要元素,鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織越趨向穩(wěn)定。合金成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外晶粒粗大也會(huì)促進(jìn)γ→α相變。
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