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可控氣氛
在可伐合金中總存在著各種雜質(zhì),其中既有固態(tài)雜質(zhì),如碳、錳、硅等等,也含有氣態(tài)雜質(zhì),如H2O、CO和CO2。其中由于碳在高溫封接中,會(huì)與水氣或氧發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生CO2或CO,導(dǎo)致漏氣、漏孔,因此在退火過(guò)程中,對(duì)可伐零件表面進(jìn)行脫碳處理就顯得十分必要。另外,可伐零件的表面也或多或少地存在著金屬氧化物,故將金屬氧化物進(jìn)行還原也是必需的。眾所周知,氫氣是一種還原性氣體,它能還原金屬氧化物,同時(shí)當(dāng)溫度在700℃以上時(shí),它具有一定的脫碳作用,而水蒸汽具有強(qiáng)烈的脫碳作用。因此,一般選擇濕氫作為可伐零件退火的氣氛。在高溫濕氫中,發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
上述化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng),在密閉容器中反應(yīng)是不能進(jìn)行到底的,只能達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。對(duì)式(2)和(3)來(lái)說(shuō),水蒸汽是氧化性氣體,而H2是還原性氣體,為了使退火中的[Fe]不被氧化,應(yīng)控制退火爐中的氣氛為還原氣氛。根據(jù)在上述反應(yīng)中,水蒸汽處于一種比較活躍的位置,所以只要控制了爐中水蒸汽含量,便可控制爐中的氣氛。在生產(chǎn)中通過(guò)測(cè)量“露點(diǎn)”來(lái)間接測(cè)量水蒸汽含量。在可控氣氛退火爐中,為防止空氣向爐內(nèi)擴(kuò)散,通常爐內(nèi)氣壓略大于101325 Pa,為方便計(jì)算,則假定爐內(nèi)氣壓為101325 Pa,采用1000℃的退火溫度。,Kp為當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù),A為固體反應(yīng)物的活度,P為氣體反應(yīng)物的分壓強(qiáng)。
可伐合金常見(jiàn)類型:玻璃封接用鉻鐵合金、鐵鎳鈷玻璃封接合金、鐵鎳鈷陶瓷封接合金等。
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(shí)它的膨脹系數(shù)與95%氧化鋁陶瓷相近,常用來(lái)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(lái)制作引出線、引出環(huán)、管殼等零件。
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(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。
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(hào)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(jìn)行匹配封接。含鉻量高的鉻鐵合金,一般在室溫至熔點(diǎn)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。
可伐合金毛細(xì)管通常指內(nèi)徑很細(xì)的管子。
可伐合金作用原理
金屬與玻璃封接是靠金屬表面所形成的一層致密的氧化膜與加熱后的玻璃通過(guò)擴(kuò)散熔融而完成結(jié)合的。金屬與陶瓷不能直接熔融粘合,而是在陶瓷封接面金屬化后用焊料來(lái)連接。在封接和使用的整個(gè)過(guò)程中,封接合金不應(yīng)發(fā)生能引起膨脹特性有明顯變化的相變。封接合金的熔點(diǎn)需高于玻璃熔封和陶瓷封焊的溫度,應(yīng)能與無(wú)氧銅等金屬釬焊或熔焊,并具有良好的加工性,以便制成絲材、帶材、管材和沖壓成各種形狀的復(fù)雜零件。
應(yīng)用概況與特殊要求
該合金是國(guó)際通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用,性能穩(wěn)定。主要用于電真空元器件如發(fā)射管、振蕩管、引燃管、磁控管、晶體管、密封插頭、繼電器、集成電路的引出線、底盤、外殼、支架等的玻璃封接。在應(yīng)用中應(yīng)使選用的玻璃與合金的膨脹系數(shù)相匹配。根據(jù)使用溫度嚴(yán)格檢驗(yàn)其低溫組織穩(wěn)定性。在加工過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?,以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)其氣密性。
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