Полоса ТКЛР ЭИ693: прецизионный сплав с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения
Полоса ТКЛР ЭИ693 — горячекатаный или холоднотянутый сортовой прокат из прецизионного сплава на железоникелевой основе, легированного кобальтом. Марка ЭИ693 (химический состав по ГОСТ 10994, система обозначений «ЭИ» — электротехническая и прецизионная сталь) относится к классу сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Основное назначение полосы — изготовление элементов, работающих в условиях термоциклирования, где требуется согласованное расширение сопрягаемых деталей: корпусов полупроводниковых приборов, спаев металл–стекло, волноводов, вакуумных вводов.
Сплав ЭИ693 характеризуется стабильным значением ТКЛР в интервале от –60 C до +400 C, близким к коэффициенту расширения тугоплавких стёкол марок С48-2, С52-1 и керамики на основе AlO. Именно это свойство определяет применение полосы в герметичных узлах электронной и электротехнической промышленности. Полоса поставляется в термообработанном состоянии с нормированным ТКЛР и регламентированной магнитной проницаемостью.
Сортамент и технические параметры
Полоса ТКЛР ЭИ693 выпускается толщиной 0,5–6,0 мм, шириной 10–200 мм, длиной мерной или кратной мерной. Кромки — обрезные или необрезные. Точность прокатки — повышенная (ПТ) или нормальная. Поверхность — без трещин, закатов, расслоений; допускаются следы технологической смазки, удаляемые травлением или обезжириванием.
| Параметр | Значение | Условия измерения | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина полосы | 0,5–6,0 мм | при 20 C | ГОСТ 10994 | допуск 0,05 мм |
| ТКЛР | (8,5–10,5) 10 1/C | –60…+400 C | ТУ 14-1-… | нормируется по интервалам |
| Предел прочности в | 440–640 МПа | после отжига | ГОСТ 1497 | зависит от толщины |
| Относительное удлинение | 20 % | при растяжении | ГОСТ 1497 | для отожжённого состояния |
| Магнитная проницаемость | 1,05 мкГн/м | при 20 C, H = 80 А/м | ГОСТ 8.377 | после вакуумного отжига |
| Температура отжига | 850–950 C | вакуум или H | технологическая карта | скорость нагрева 5 C/мин |
Химический состав и структурное состояние
Сплав ЭИ693 содержит никель 28–30 %, кобальт 15–17 %, остальное — железо. Углерод — не более 0,03 %, что обеспечивает минимальное газовыделение в вакуумных приборах. Структура после отжига — однофазный -твёрдый раствор с размером зерна 20–50 мкм. Полоса проходит вакуумный отжиг при остаточном давлении не выше 1,3 10 Па, что исключает насыщение газами и стабилизирует ТКЛР.
Области применения
- Корпуса и ножки полупроводниковых приборов, включая транзисторы и диоды средней мощности.
- Спаи со стеклом марок С48-2, С52-1 в вакуумных вводах и герметичных разъёмах.
- Волноводные тракты СВЧ-аппаратуры, где требуется согласование ТКЛР с диэлектриком.
- Датчики давления и температуры с мембранами из стекла или керамики.
- Элементы электронно-лучевых трубок и газоразрядных приборов.
- Прецизионные узлы лазерной техники, работающие в условиях термоциклирования.
Технологические особенности обработки
Полоса ТКЛР ЭИ693 удовлетворительно обрабатывается резанием, штамповкой и гибкой в отожжённом состоянии. Сварка выполняется аргонодуговым способом с присадочным материалом на никелевой основе; после сварки требуется повторный вакуумный отжиг для восстановления ТКЛР. Травление проводится в смеси серной и азотной кислот с добавкой плавиковой для удаления окалины. При механической обработке не допускается наклёп, приводящий к росту магнитной проницаемости.
Контроль качества и приёмка
Каждая партия полосы сопровождается сертификатом, в котором указываются: номер плавки, химический состав, механические свойства, значения ТКЛР в интервалах –60…+20 C, +20…+100 C, +20…+400 C, магнитная проницаемость. Испытания на ТКЛР проводят дилатометрическим методом на образцах длиной не менее 50 мм. Допускается выборочный контроль механических свойств по ГОСТ 1497.
Вопросы и ответы
Чем полоса ЭИ693 отличается от полосы ЭИ693М?
Модификация ЭИ693М имеет суженные пределы по содержанию кобальта и нормированное значение ТКЛР в интервале –60…+20 C, что критично для спаев с боросиликатным стеклом.
Какой ТКЛР у полосы ЭИ693 в интервале +20…+400 C?
Значение составляет (9,5–10,5) 10 1/C в зависимости от толщины и режима термообработки; точная величина указывается в сертификате партии.
Возможна ли поставка полосы ЭИ693 в нагартованном состоянии?
Да, но нагартовка повышает магнитную проницаемость и искажает ТКЛР; для ответственных спаев рекомендуется только отожжённое состояние.
Какие стекла совместимы со сплавом ЭИ693 по ТКЛР?
Стёкла марок С48-2, С52-1, С87-1, а также керамика на основе AlO с ТКЛР (8,5–10,5) 10 1/C.
