Лист ТКЛР ЭК53 — прецизионный сплав для термоупругих элементов
Лист ТКЛР ЭК53 — это тонколистовой прокат из прецизионного сплава с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Материал ЭК53 относится к группе железоникелевых сплавов с регулируемым коэффициентом расширения и применяется в узлах, где требуется компенсация тепловых деформаций сопрягаемых деталей из стекла, керамики или полупроводниковых материалов.
Ключевая характеристика листа ТКЛР ЭК53 — стабильность размеров в рабочем интервале температур. Сплав легирован никелем и кобальтом, что обеспечивает согласование ТКЛР с силикатными стеклами и керамикой на основе оксида алюминия. В отличие от биметаллических полос, лист ЭК53 однороден по сечению, что исключает коробление при механической обработке и термоциклировании.
Технические параметры листа ТКЛР ЭК53
Листовой прокат ЭК53 поставляется в холоднокатаном состоянии с последующим вакуумным отжигом для снятия внутренних напряжений. Нормируемые показатели включают величину ТКЛР в диапазоне 20–300 C, которая составляет (5,0–5,5)10 К, а также предел текучести и относительное удлинение после отжига.
Толщина листа варьируется от 0,1 до 2,0 мм, ширина — от 100 до 600 мм. Поверхность не имеет окалины и загрязнений, допуск по толщине соответствует классу точности В по ГОСТ 4986. Механические свойства контролируются на образцах, вырезанных вдоль и поперек направления прокатки.
| Толщина, мм | ТКЛР (20–300 C), 10 К | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| 0,1–0,3 | 5,0–5,4 | 340–420 | 25 | Мягкое (отожженное) |
| 0,3–0,8 | 5,1–5,5 | 350–430 | 28 | Мягкое (отожженное) |
| 0,8–2,0 | 5,0–5,5 | 330–410 | 30 | Мягкое (отожженное) |
Применение листа ТКЛР ЭК53
Основное назначение листа ЭК53 — изготовление плоских мембран, сильфонных заготовок и упругих элементов вакуумных систем, работающих в интервале температур от –60 до +400 C. Материал востребован в производстве:
- вакуумных вводов и токовводов для электронно-лучевых установок;
- корпусов герметичных разъемов радиоэлектронной аппаратуры;
- держателей кристаллов в оптоэлектронных модулях;
- теплочувствительных элементов датчиков температуры и давления;
- переходных элементов в криогенной технике для сопряжения с нержавеющими сталями.
В приборостроении лист ТКЛР ЭК53 используется для шлифованных плат и подложек, на которых монтируются тонкопленочные резисторы. Благодаря низкой величине ТКЛР, сплав предотвращает растрескивание стеклянных изоляторов при пайке и последующем охлаждении. В электровакуумной промышленности из листа вырубают диафрагмы и прокладки для магнетронов и клистронов.
Особенности обработки и контроля
Лист ЭК53 допускает штамповку, гибку и вырубку без предварительного подогрева. При лазерной резке необходимо контролировать зону термического влияния — перегрев свыше 600 C приводит к росту зерна и снижению пластичности. Сварка выполняется аргонодуговым методом с присадочной проволокой того же состава; после сварки рекомендуется низкотемпературный отжиг при 450–500 C для снятия остаточных напряжений.
Каждая партия листов сопровождается сертификатом с указанием фактического значения ТКЛР, измеренного на дилатометре в интервале 20–300 C. Допустимое отклонение от номинального значения не превышает 0,210 К. Контроль герметичности готовых изделий из ЭК53 проводится гелиевым течеискателем — сплав не имеет пор и раковин при соблюдении технологии выплавки.
Вопросы и ответы
Чем лист ТКЛР ЭК53 отличается от сплава 29НК?
ЭК53 имеет более узкий диапазон ТКЛР и повышенную стабильность свойств после термоциклирования. Сплав 29НК (ковар) характеризуется ТКЛР около 5,010 К, но ЭК53 легирован дополнительно для улучшения обрабатываемости давлением в тонком листе.
Какая максимальная рабочая температура для листа ЭК53?
Длительная эксплуатация допустима до 400 C. Выше этой температуры начинается необратимое изменение ТКЛР из-за диффузионных процессов, поэтому для высокотемпературных узлов следует применять сплавы на основе молибдена или вольфрама.
Поставляется ли лист ЭК53 с полированной поверхностью?
Да, возможна поставка с шероховатостью Ra 0,4 мкм для оптических и полупроводниковых применений. Полировка выполняется механическим способом с последующей химической очисткой.
Какой допуск на толщину листа 0,5 мм?
Для толщины 0,5 мм допуск составляет 0,03 мм по классу точности В. При необходимости более жесткого допуска 0,015 мм применяется дополнительное шлифование поверхности.
