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可控气氛
在可伐合金中总存在着各种杂质,其中既有固态杂质,如碳、锰、硅等等,也含有气态杂质,如H2O、CO和CO2。其中由于碳在高温封接中,会与水气或氧发生氧化反应,产生CO2或CO,导致漏气、漏孔,因此在退火过程中,对可伐零件表面进行脱碳处理就显得十分必要。另外,可伐零件的表面也或多或少地存在着金属氧化物,故将金属氧化物进行还原也是必需的。众所周知,氢气是一种还原性气体,它能还原金属氧化物,同时当温度在700℃以上时,它具有一定的脱碳作用,而水蒸汽具有强烈的脱碳作用。因此,一般选择湿氢作为可伐零件退火的气氛。在高温湿氢中,发生如下化学反应:
上述化学反应是可逆反应,在密闭容器中反应是不能进行到底的,只能达到一个动态的平衡。对式(2)和(3)来说,水蒸汽是氧化性气体,而H2是还原性气体,为了使退火中的[Fe]不被氧化,应控制退火炉中的气氛为还原气氛。根据在上述反应中,水蒸汽处于一种比较活跃的位置,所以只要控制了炉中水蒸汽含量,便可控制炉中的气氛。在生产中通过测量“露点”来间接测量水蒸汽含量。在可控气氛退火炉中,为防止空气向炉内扩散,通常炉内气压略大于101325 Pa,为方便计算,则假定炉内气压为101325 Pa,采用1000℃的退火温度。,Kp为当反应达到平衡时的平衡常数,A为固体反应物的活度,P为气体反应物的分压强。
可伐合金工艺性能与要求
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。
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。
零件热处理工艺 热处理可分为:应力退火、中间退火。
(1)应力退火 为零件在机械加工后的残存应力,要进行应力退火:470~540℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火 为合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程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750~900℃,保温15min~1h,然后炉冷、空冷或水淬。
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可伐(Kovar)合金。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。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。
材料的技术标准 YB/T 5231-1993
热处理制度 标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样,在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h,再加热至1100℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
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。
应用概况与特殊要求 该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、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。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。
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