Лист ТКЛР ЭП547: прецизионный сплав с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения
Лист ТКЛР ЭП547 — горячекатаный и холоднокатаный прокат из прецизионного сплава на железоникелевой основе, легированного кобальтом, предназначенный для изготовления элементов, у которых температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) должен быть согласован с ТКЛР сопрягаемых материалов — стекла, керамики, ферритов. Сплав ЭП547 относится к группе сплавов с заданным ТКЛР и поставляется в виде листа толщиной от 0,5 до 20 мм. Ключевая особенность листа ТКЛР ЭП547 — стабильность размеров при термоциклировании в интервале –60…+450 C, что обеспечивается строгим химическим составом и режимами термической обработки.
Химический состав и структурные характеристики
Сплав ЭП547 содержит никель 28–30 %, кобальт 15–17 %, остальное — железо. Содержание углерода не превышает 0,03 %, что снижает риск выделения карбидных фаз при нагреве. Структура — однофазный -твердый раствор на основе железа с ГЦК-решёткой. После отжига в вакууме или защитной атмосфере формируется равномерное зерно с размером 20–50 мкм. Именно однородность структуры обеспечивает воспроизводимость ТКЛР по всей площади листа.
Технические параметры листа ТКЛР ЭП547
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина листа | 0,5–20 | ГОСТ 19903, ГОСТ 19904 | мм | горячий и холодный прокат |
| ТКЛР | (8,5–9,5) 10 | 20–400 C | 1/C | после отжига |
| Предел текучести | 240 | 20 C | МПа | мягкое состояние |
| Относительное удлинение | 30 | 20 C | % | холоднокатаный лист |
| Точка Кюри | 420 | — | C | ограничение по ТКЛР |
| Плотность | 8,2 | 20 C | г/см | справочная |
Технологические особенности производства листа
Лист ТКЛР ЭП547 изготавливают по схеме: вакуумно-индукционная выплавка электрошлаковый переплав ковка слитка на сляб горячая прокатка холодная прокатка с промежуточными отжигами. Финальный отжиг проводится при 800–850 C в водороде или вакууме с последующим медленным охлаждением. Такая обработка снимает наклёп, стабилизирует ТКЛР и обеспечивает чистоту поверхности. Для ответственных деталей электронной техники применяют лист с шероховатостью Ra 0,8 мкм.
Области применения листа ТКЛР ЭП547
- Корпуса полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, спаиваемые со стеклом С52-1 и керамикой 22ХС.
- Вводы и изоляторы вакуумных камер, ускорителей и рентгеновских трубок.
- Магнитопроводы и экраны в датчиках давления, расходомерах, гироскопах.
- Элементы лазерных резонаторов и оптических столов, где требуется термостабильность геометрии.
- Детали криогенной техники, работающие в интервале –60…+150 C.
- Оснастка для пайки и сварки стеклометаллических узлов в электронной промышленности.
Сопрягаемые материалы и условия эксплуатации
Лист ТКЛР ЭП547 согласован по ТКЛР с боросиликатными стёклами марок С52-1, С48-3, а также с керамикой на основе AlO (ВК94-1, 22ХС). При пайке в водороде или вакууме при 900–1000 C сплав сохраняет заданный ТКЛР. В условиях повышенной влажности и агрессивных сред лист требует защитных покрытий — никелирования или гальванического серебрения. Рабочая температура длительной эксплуатации не превышает 400 C во избежание отклонения ТКЛР от номинала.
Вопросы и ответы
Чем лист ТКЛР ЭП547 отличается от листа из сплава 29НК?
Сплав ЭП547 содержит кобальт 15–17 % и никель 28–30 %, что даёт ТКЛР (8,5–9,5) 10 1/C в интервале 20–400 C. Сплав 29НК имеет близкий ТКЛР, но иную технологию выплавки и часто применяется для пайки со стеклом С48-3. Выбор определяется конкретной маркой стекла и режимом пайки.
Какой толщины лист ЭП547 поставляется для штамповки корпусов?
Для холодной штамповки корпусов полупроводниковых приборов используют холоднокатаный лист толщиной 0,5–2,0 мм в мягком отожжённом состоянии с относительным удлинением не менее 30 %.
Требуется ли термообработка листа после механической обработки?
Да. После резки, гибки или штамповки рекомендуется отжиг при 800–850 C в вакууме или водороде для снятия наклёпа и восстановления заданного ТКЛР. Без отжига ТКЛР может отклониться на 5–10 %.
С какими стёклами согласован ТКЛР листа ЭП547?
Сплав согласован с боросиликатными стёклами С52-1, С48-3 и керамикой ВК94-1, 22ХС. Конкретная пара подбирается по температурному интервалу пайки и требованиям к вакуумной плотности соединения.
