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可伐合金毛細管常見類型
玻璃封接用鉻鐵合金
和玻璃封接用的鉻鐵合金是含鉻28%的鉻鐵合金,又稱做高鉻鋼或28號膨脹合金。合金中由于加入了鉻,使膨脹系數(shù)降低,因此可與軟玻璃進行匹配封接。含鉻量高的鉻鐵合金,一般在室溫至熔點溫度的全部范圍內(nèi)將是鐵氧體的狀態(tài),所以也稱做鐵氧體的鉻鐵合金。封接前需在濕氫中加熱到950℃,薄而致密的CrO3及Fe2O3的氧化層,這種氧化層能很好地溶入玻璃并形成草綠色或褐綠色的封接面。合金特點是含鉻量大于28%,因而相變點特別高。
鐵鎳鈷玻璃封接合金
這種合金屬于精密合金,又稱可伐。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。當氧氣不足時,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,但強度很差。氧化過度時,則因氧化層太厚而呈深灰色甚至黑色,易造成漏氣。
鐵鎳鈷陶瓷封接合金
這種合金屬于精密合金,也是鐵、鎳、鈷的合金,又稱為陶瓷可伐。在-60-600℃時它的膨脹系數(shù)與95%氧化鋁陶瓷相近,常用來和陶瓷作匹配封接。在金屬陶瓷發(fā)射管、行波管、速調(diào)管等器件和真空電容器中,鐵鎳鉆陶瓷封接合金廣泛地用來制作引出線、引出環(huán)、管殼等零件。
可伐合金毛細管性能
成形性能 :該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復雜形狀的零件。但應避免在含硫的氣氛中加熱。在冷軋時,當帶材的冷應變率大于70%時,退火后會引起塑性各向異性;冷應變率在10%~15%范圍時,合金在退火后會導致晶粒急劇長大,也將產(chǎn)生合金的塑性各向異性。當終應變率為60%~65%,晶粒度為7~8.5級時,其塑性各向異性小。
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。當合金中鋯含量大于0.06%時,將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量,甚至使焊縫開裂。該合金與玻璃封接前,應清洗干凈,隨后進行高溫濕氫處理、預氧化處理。
切削加工與磨削性能:該合金切削特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
表面處理工藝 :該合金具有良好的電鍍性能,表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。為便于零件間的焊接或熱壓粘結,常鍍以銅、鎳、金、錫的鍍層。為改善高頻電流的傳導能力,降低接觸電阻以保證正常的陰極發(fā)射特性,常鍍以金、銀的鍍層。為提高器件的耐蝕性能可鍍鎳或金。
可伐合金毛細管退火溫度及保溫時間
可伐合金是一種奧氏體組織材料,所以,只能通過晶體的重新形核和長大,即再結晶退火來加工硬化和形變應力。
再結晶溫度是指經(jīng)過大變形量冷加工的金屬,在1 h的保溫時間內(nèi)能夠完全再結晶的溫度。金屬所受變形度越大,所具內(nèi)能越大,則其再結晶溫度就越底。工業(yè)上再結晶退火溫度一般要比再結晶溫度高100~200℃左右,保溫時間為30~60min??煞サ脑俳Y晶溫度大約為700~750℃,因此其再結晶退火溫度應為900~950℃。有資料介紹可伐的再結晶退火溫度為930℃左右,若單純只為了加工硬化和形變應力,則以930℃保溫30~60min即可。但在金屬外殼封接工藝中,可伐與玻璃的實際燒結溫度高達到960℃,為了保證在這一溫度下,能得到更純、含雜質(zhì)更少的可伐材料,一般要求退火溫度不應低于燒結溫度:退火溫度=燒結溫度+30~50℃,達到1000±10℃,高于可伐的再結晶退火溫度。為了避免過高的溫度引起材料晶體顆粒的二次再結晶,使晶粒不均勻長大,可以通過縮短保溫時間來控制??傊嘶饻囟仍礁?,保溫時間就相應縮短。
當裝爐量大或零件尺寸較大時,應適當延遲保溫時間,此時退火溫度不應太高,防止熱透不均勻,局部晶粒長大。
可伐合金作為電子封裝行業(yè)常用金屬外殼材料,為使金屬管殼達到氣密性封接。
可伐外殼在封接前退火的目的在于:
(1)機械加工應力??煞ピ诶浼庸ぐl(fā)生塑性形變時,約有施加能量的10%~15%轉化為內(nèi)能,即所說的內(nèi)應力,從而使可伐材料組織處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)中,在室溫下,這種狀態(tài)能維持相當長的時間而不致發(fā)生明顯的變化。若一旦對它加熱,將發(fā)生一系列的組織和性能變化,使其材料組織趨向一種穩(wěn)定狀態(tài),這種組織和性能的變化,特別是組織結構的變化反映在封接面上,就是高溫封接中對鉬組玻璃的拉應力,可能會導致玻璃產(chǎn)生微小裂紋而漏氣;
(2)加工硬化。可伐零件在冷加工制造成型的過程中,由于內(nèi)部的材料組織發(fā)生晶粒拉長、晶粒破碎等缺陷,使晶體缺陷大量增加,位錯密度增大。位錯之間距離越小,彼此間干擾越大,每個位錯線都存在一個應力場,位錯通過各自應力場相互作用,使可伐的硬度、彈性增加,而塑性下降,也就是加工硬化。加工硬化若不,在高溫封接時,位錯之間相互作用的應力場將會因晶體的回復或再結晶而被打破,失去平衡,這也對金屬與玻璃的封接有一定的應力影響;
(3)使材料組織均勻、細化、穩(wěn)定、一致;
(4)金屬表面脫碳。碳作為一種還原物質(zhì),具有強烈還原性,高溫下會奪氧生成C0,因而會在金屬與玻璃的封接面或玻璃中產(chǎn)生氣泡,不僅降低了金屬與玻璃的封接強度,也嚴重地影響了玻璃的性能,這在封接工藝中是絕不允許的;
(5)去除內(nèi)部吸附氣體。
除上述外,在適當?shù)臍夥罩羞M行高溫熱處理,還具有進一步清潔金屬零件的作用。
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可伐合金又稱定膨脹合金或封接合金。
膨脹合金一般按膨脹系數(shù)的大小,可分為三種:
1.低膨脹合金或稱因瓦合金, 一般在-60~100℃溫度范圍內(nèi)具有很小的膨脹系數(shù)。
2.定膨脹合金或稱封接合金,一般在-70~500℃溫度范圍內(nèi)具有恒定的較低的或中等程度的膨脹系數(shù)。
3.高膨脹合金,一般指在室溫至100℃溫度范圍內(nèi)具有很大的膨脹系數(shù)的膨脹合金。
低膨脹合(因瓦合金)主要用于精密儀器儀表,光學儀器中的元件:精密天平的元件,長度標尺,大地測量基線尺,各種諧振腔,微波通訊的波導管,標準頻率發(fā)生器和熱雙金屬的被動層等等。
封接合金在一定的溫度范圍內(nèi),具有與玻璃或陶瓷等被封接材料相接近的膨脹系數(shù)從而可以達到匹配封接的效果,因此也稱之為封接合金,它廣泛用于電子管,晶體管和集成電路中作引線和結構材料封接合金,
也稱可伐合金在較寬的溫度范圍(-80—450℃)內(nèi)膨脹系數(shù)與硬玻璃的膨脹系數(shù)相近,在電真空工業(yè)中,用來與硬玻璃封接制造高可伐合金(KOVAR)系列執(zhí)行標準:YB/T5231-1993(4J29) YB/T5235-1993(4J42 4J45 4J50)
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