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可伐合金毛细管合金组织结构
可伐合金合金按规定的热处理制度处理后,再经-78.5℃冷冻,大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变,相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定γ相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变
该合金在20-450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数,居里点较高,并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃浸润。适用于发射管、振荡管、引燃管、晶体管以及管封插头、继电器外壳等电真空器件。且不与汞作用,适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。
可伐合金材料描述
Kovar®是一种真空熔炼的铁镍钴低膨胀合金,化学成分含量被控制在非常窄的范围内,以保证的均衡热膨胀性能。 同时,制造过程中严格地质量控制也确保了均衡的物理及机械性能,更加适合深冲压,冲压及各类切削加工。
材料用途
Kovar®用于硬玻璃及陶瓷的真空密封。广泛用于电子管,微波管,晶体管和二极管。在集成电路上,它被用于扁平集成电路和双列直插式封装。
密封准备
所有Kovar®制作的零件应该在湿氢气氛中进行脱气和退火处理。氢在室温下注入水中,通过水泡达到潮湿,必须小心防止表面碳化。热处理炉要有提供同样的气氛的冷却室。热处理在1540/2010°F (838/1099°C)温度范围内进行,热处理时间为从温度开始,20分钟升到温度,随后零件移到冷却区域,冷却到570°F (299°C)后取出。
金属与硬玻璃的密封时,金属有一层氧化膜,的氧化膜是薄的并紧紧吸附于金属表层。这样的氧化膜可以通过将零件在大气环境下加热到1200/1290°F (650/700°C) ,并持续一段时间到深灰色表层变成淡褐色氧化膜。
可伐合金发展历程
19世纪初,已开始用铂作为封接材料与软玻璃封接。1879年,爱迪生(T.Edison)发明的白炽灯泡以及早期的电子管和X射线管通过玻璃的引出线都用铂丝。在 1896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,这是早的封接合金。后来进一步改进这种合金,在表面覆一层薄铜,这种覆铜的42Ni-Fe丝(俗称杜美丝,Dumet Wire)用作非匹配软玻璃封接引出线一直使用到70年代。随着电真空技术的发展,出现了熔点高、热稳定性好、热膨胀系数更低的硬玻璃。初期采用钼或钨与硬玻璃封接。20世纪30年代出现了与硬玻璃封接的称为可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,还出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,随着超高频、大功率电真空器件的发展,出现了与氧化铝、氧化铍等陶瓷封接的合金。对膨胀合金提出兼具高导热、高导电、无磁性等物理性能的要求。为此采用了复合膨胀合金(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。
封接合金又称定膨胀合金或可伐合金。在-70至500℃温度范围内,具有比较恒定的较低或中等程度膨胀系数的合金。它与玻璃或陶瓷等被封接材料的膨胀系数相接近,从而达到匹配封接的效果。主要类型有铁镍、铁镍钴、铁镍铬系合金。还有无氧铜、钨、钼及其合金和复合材料。主要用于电子工业及电真空工业作封接材料。
可伐合金工艺性能:
1、成形性能:该合金具有良好的冷、热加工性能,可制成各种复杂形状的零件。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷加工时,带材的冷应变率大于70%,退火后会引起塑性各向异性。应变率在10%~15%内,合金在退火时会导致晶粒急剧长大,也将产生合金的塑性各向异性。当终应变率为60%~65%,晶粒度7~8.5级时,其塑性各向异性小。
2、零件热处理工艺:热处理可分为:应力退火、中间退火。
3、焊接性能:该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、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,甚至使焊缝开裂。该合金的零件在与陶瓷封接前,应进行退火、清洗、镀镍,然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。
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