Лента ТКЛР 29НК: прецизионный сплав для герметичных соединений с керамикой и стеклом
Лента ТКЛР 29НК — холоднокатаная полоса из железоникелькобальтового сплава 29НК (близкий аналог 29НК-ВИ, Kovar), нормируемая по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР). Ключевая особенность — согласованный ТКЛР в интервале 20–400 C на уровне 4,5–5,510 1/C, что обеспечивает вакуумноплотный спай со стеклом марок С52-1, С48-3 и керамикой 22ХС. Лента поставляется в мягком (М) и нагартованном (Н) состояниях, толщиной 0,1–2,0 мм.
Химический состав и структурные характеристики
Сплав 29НК содержит 28–30 % никеля и 16–18 % кобальта; остальное — железо. Углерод ограничен 0,03 %, кремний — 0,3 %, марганец — 0,4 %. Такое легирование стабилизирует аустенитную структуру и подавляет магнитное превращение в рабочем диапазоне температур. Лента проходит вакуумно-дуговой или электрошлаковый переплав, что снижает содержание серы и фосфора до 0,015 % каждого и предотвращает образование горячих трещин при пайке.
Технические параметры ленты 29НК
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 4,5–5,510 | 20–400 C | дилатометрия | 1/C |
| Предел прочности | 490–640 | мягкое состояние | растяжение | МПа |
| Относительное удлинение | 25 | мягкое состояние | растяжение | % |
| Толщина ленты | 0,1–2,0 | холодная прокатка | микрометрия | мм |
| Точка Кюри | 420 | после отжига | магнитометрия | C |
Технологические операции и условия эксплуатации
Лента 29НК хорошо штампуется, вырубается и формуется в детали сложной геометрии — токоведущие ножки, рамки, корпуса. Перед пайкой поверхность обезжиривают и отжигают в водороде или диссоциированном аммиаке при 800–900 C для удаления оксидов и углеродного загрязнения. Спай с боросиликатным стеклом ведут в печах с контролируемой атмосферой при 900–1000 C; окисная плёнка на поверхности сплава обеспечивает химическую связь с расплавом стекла. Рабочие температуры герметизированных узлов — от –60 C до +450 C.
Области применения
- Вакуумные электронные приборы: оболочки магнетронов, клистронов, фотоэлектронных умножителей.
- Полупроводниковая оптоэлектроника: корпуса лазерных диодов, фотоприёмников, транзисторов СВЧ-диапазона.
- Авионика и космическая техника: гермовводы датчиков давления, разъёмы бортовых систем.
- Медицинское приборостроение: рентгеновские трубки, имплантируемые электронные модули.
- Измерительная техника: эталонные резисторы, термопары, прецизионные датчики деформации.
Нормативная база и маркировка
- ГОСТ 14082-78 — сплавы для спая со стеклом, технические условия.
- ГОСТ 10994-74 — сплавы прецизионные, марки и химический состав.
- ТУ 14-1-3212-82 — лента холоднокатаная из сплава 29НК.
- ASTM F15 — стандарт на сплав Kovar для электронной промышленности.
Вопросы и ответы
Чем лента 29НК отличается от ленты 29НК-ВИ?
29НК-ВИ выплавляется в вакуумно-индукционной печи, что снижает содержание газов и неметаллических включений. Лента 29НК-ВИ применяется в приборах с повышенными требованиями к вакуумной плотности спая.
Какой ТКЛР у ленты 29НК в интервале 20–400 C?
ТКЛР составляет 4,5–5,510 1/C, что согласуется с ТКЛР боросиликатных стёкол С52-1 и С48-3, обеспечивая термостойкий спай без остаточных напряжений.
При какой температуре проводят отжиг ленты 29НК перед пайкой?
Отжиг ведут в водородной или азотно-водородной среде при 800–900 C. Такая обработка снимает наклёп, удаляет оксиды и подготавливает поверхность к формированию окисной плёнки для спая.
В каких состояниях поставляется лента 29НК?
Лента поставляется в мягком (М) и нагартованном (Н) состояниях. Мягкое состояние применяют для глубокой вытяжки и гибки, нагартованное — для деталей, требующих повышенной прочности и упругости.
