一、4J29概述
4J29合金又称可伐(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。
1.1 4J29材料牌号 4J29。
1.2 4J29相近牌号 见表1-1。
表1-1
|
俄罗斯 |
美国 |
英国 |
日本 |
法国 |
德国 |
|
29HК |
Kovar |
Nilo K |
KV-1 |
Dilver P0 |
Vacon 12 |
|
29HК-BИ |
Rodar Techallony Glasseal 29-17 |
Telcaseal |
KV-2 KV-3 |
Dilver P1 |
Silvar 48 |
1.3 4J29材料的技术标准 YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。
1.4 4J29化学成分 见表1-2。
表1-2%
|
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cu |
Cr |
Mo |
Ni |
Co |
Fe |
|
≤ |
||||||||||
|
0.03 |
0.5 |
0.30 |
0.020 |
0.020 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
28.5～29.5 |
16.8～7.8 |
余量 |
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。
1.5 4J29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。
1.6 4J29品种规格与供应状态 蓝东实业可供品种有丝、带、板、管和棒材。
1.7 4J29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。
1.8 4J29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。
二、4J29物理及化学性能
2.1 4J29热性能
2.1.1 4J29溶化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃。
2.1.2 4J29热导率 见表2-1。
表2-1
|
θ/℃ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
λ/(W/(m·℃)) |
20.6 |
21.5 |
22.7 |
23.7 |
25.4 |
2.1.3 4J29比热容 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。
2.1.4 4J29线膨胀系数 标准规定α1(20～400℃)=(4.6～5.2)×10-6℃-1；α1(20～450℃)=(5.1～5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。
合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。
2.2 4J29密度
2.3 4J29电性能
2.3.1 4J29电阻率 ρ=0.48μΩ·m。
表2-2
|
θ/℃ |
|
θ/℃ |
|
|
20～60 |
7.8 |
20～500 |
6.2 |
|
20～100 |
6.4 |
20～550 |
7.1 |
|
20～200 |
5.9 |
20～600 |
7.8 |
|
20～300 |
5.3 |
20～700 |
9.2 |
|
20～400 |
5.1 |
20～800 |
10.2 |
|
20～450 |
5.3 |
20～900 |
11.4 |
/10-6℃-1
/10-6℃-12.3.1 4J29电阻温度系数 见表2-3。
表2-3
|
温度范围/℃ |
20～50 |
20～85 |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
|
αR/10-3℃-1 |
3.7 |
3.7 |
3.9 |
3.9 |
3.7 |
3.3 |
2.4 4J29磁性能
2.4.1 4J29居里点 Tc=430℃。
2.4.2 4J29合金的磁性能 见表2-4。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m。