Полоса ТКЛР 42НА-ВИ — прецизионный сплав с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
Полоса ТКЛР 42НА-ВИ — это холоднокатаная лента из прецизионного сплава с нормируемым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), выплавленного методом вакуумно-индукционной плавки (ВИ). Материал относится к группе железо-никелевых сплавов с содержанием никеля около 42% и предназначен для изготовления деталей, работающих в паре со стеклом, керамикой или другими материалами с близким значением ТКЛР. Обозначение «ВИ» гарантирует повышенную чистоту металла по газовым включениям и неметаллическим примесям, что критично для герметичных узлов электронной промышленности.
Ключевая особенность полосы 42НА-ВИ — стабильность коэффициента линейного расширения в интервале температур 20–300 C. Значение ТКЛР сплава составляет (4,5–5,5)10 К, что обеспечивает согласованность с боросиликатными и молибденовыми стеклами, а также с оксидной керамикой. Это позволяет создавать спаи металл-стекло с минимальными термическими напряжениями при циклических нагрузках.
Технологические характеристики полосы 42НА-ВИ
Полоса поставляется в нагартованном или отожженном состоянии в зависимости от требований к последующей штамповке. Толщина ленты варьируется от 0,05 до 2,5 мм, ширина — от 10 до 250 мм. Допуски по толщине соответствуют классу точности БТ или ВТ по ГОСТ 24917-81. Микроструктура после окончательной термической обработки — однофазный аустенит без выделений карбидов по границам зерен.
Механические свойства полосы 42НА-ВИ в отожженном состоянии:
- предел прочности при растяжении — 490–590 МПа;
- относительное удлинение — не менее 30%;
- твердость — 130–170 HV;
- коэффициент линейного расширения при 20–300 C — (4,5–5,5)10 К;
- температура точки Кюри — около 360 C.
Применение полосы 42НА-ВИ
Основная область использования — производство электровакуумных приборов и полупроводниковых корпусов. Из полосы 42НА-ВИ изготавливают выводы, траверсы, рамки и другие элементы, которые впаиваются в стеклянные или керамические изоляторы. Материал применяется в следующих отраслях:
- производство мощных полупроводниковых приборов и интегральных схем;
- изготовление герметичных разъемов и вакуумных вводов;
- производство рентгеновских трубок и СВЧ-приборов;
- создание датчиков давления и термобиметаллических элементов;
- приборостроение для авиационной и космической техники.
Штампуемые из полосы детали подвергаются последующему оксидированию для улучшения адгезии к стеклу. Сплав 42НА-ВИ допускает пайку твердыми припоями, точечную и роликовую сварку. При проектировании технологической оснастки следует учитывать повышенную склонность материала к наклепу при холодной деформации — для глубокой вытяжки рекомендуется применять ленту в мягком состоянии с контролем величины зерна не грубее 5-го номера.
Сравнение полосы 42НА-ВИ с другими сплавами группы ТКЛР
| Марка сплава | Содержание Ni, % | ТКЛР (20–300 C), 10 К | Точка Кюри, C | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| 42НА-ВИ | 41,5–42,5 | 4,5–5,5 | ~360 | Спаи с молибденовым стеклом |
| 29НК-ВИ | 28,5–29,5 | 4,6–5,2 | ~420 | Спаи с плавленым кварцем |
| 47НД | 46–48 | 8,0–9,0 | ~480 | Спаи с мягким стеклом |
По сравнению с ковариантом 29НК, полоса 42НА-ВИ обеспечивает более высокую пластичность при холодной штамповке и лучшее сопротивление короблению после термоциклирования. Материал поставляется с контролем содержания углерода не более 0,05%, что исключает выделение карбидной сетки при многократных нагревах в процессе впаивания в стекло.
Особенности заказа и входного контроля
При заказе полосы 42НА-ВИ необходимо указывать состояние поставки (мягкое, полутвердое, нагартованное), точность прокатки и вид кромки (обрезная или необрезная). Для ответственных применений рекомендуется запрашивать контроль ТКЛР на каждой партии с выдачей протокола испытаний. Входной контроль включает проверку химического состава методом спектрального анализа и измерение твердости на образцах от каждого рулона.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса 42НА-ВИ от полосы 42НА?
Индекс «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную выплавку, которая обеспечивает снижение содержания газов (кислорода, азота, водорода) и неметаллических включений. Это повышает однородность свойств и качество поверхности, что критично для тонких лент, используемых в электровакуумной технике.
Какие допуски по толщине гарантируются для полосы 42НА-ВИ?
Для толщин 0,1–0,5 мм допуск составляет 0,01 мм при классе точности ВТ, для толщин 0,5–1,5 мм — 0,02 мм. Более жесткие допуски согласуются индивидуально при заказе.
Можно ли использовать полосу 42НА-ВИ для изготовления сильфонов?
Да, при толщине ленты 0,05–0,15 мм и состоянии поставки «мягкая» сплав пригоден для вытяжки сильфонов малого диаметра. Однако для сильфонных компенсаторов с высоким ресурсом циклов чаще применяют сплавы 36НХТЮ или 29НК, обладающие большей упругой деформацией.
Какой тип стекла согласуется с полосой 42НА-ВИ по ТКЛР?
Сплав предназначен для спаев с молибденовыми стеклами (например, С49-2, С52-1) и боросиликатными стеклами с ТКЛР 4,8–5,210 К. Для спаев с вольфрамовым стеклом применяют сплав 46Н, имеющий более высокий коэффициент расширения.
