Проволока 34НКМП: прецизионный сплав для вакуумных приборов и стеклометаллических соединений
Проволока 34НКМП — холоднотянутый продукт из прецизионного железоникелькобальтового сплава системы Fe–Ni–Co, легированного медью. Сплав 34НКМП относится к группе сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и предназначен для изготовления токовводов, согласованных по расширению с боросиликатными стёклами марок С52-1, С48-3 и аналогичными. Проволока поставляется в термически обработанном состоянии с нормированным ТКЛР в интервале 20–400 C и гарантированной газонепроницаемостью после пайки или сварки со стеклом.
Химический состав и структурные особенности
Основа сплава — никель 33,0–35,0 % и кобальт 14,0–16,0 %, что обеспечивает инварный эффект в области рабочих температур. Медь вводится в пределах 0,50–0,80 % для стабилизации ТКЛР и улучшения адгезии к стеклу при высокотемпературном окислении. Содержание углерода ограничено 0,03 %, кремния — 0,20 %, марганца — 0,40 %. Примеси серы и фосфора суммарно не превышают 0,020 %. Структура после отжига — однофазный -твёрдый раствор с размером зерна 20–40 мкм.
Технические характеристики проволоки
| Диаметр, мм | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | ТКЛР, 10/C | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 0,30–0,50 | 640–740 | 18–25 | 4,8–5,2 | Микротоковводы электровакуумных приборов |
| 0,60–0,90 | 590–690 | 20–28 | 4,9–5,3 | Вводы ламп бегущей волны, клистронов |
| 1,00–1,60 | 540–640 | 22–30 | 5,0–5,4 | Герметичные разъёмы датчиков давления |
| 1,80–2,50 | 490–590 | 25–32 | 5,1–5,5 | Токовводы мощных генераторных ламп |
Технологические операции и условия эксплуатации
Проволока 34НКМП поставляется в отожжённом состоянии с шероховатостью поверхности Ra 0,63 мкм. Перед впайкой в стекло выполняется вакуумный отжиг при 900–950 C в среде водорода с точкой росы не выше –40 C. Окислительный обжиг проводится при 700–800 C для формирования оксидной плёнки толщиной 1–3 мкм, обеспечивающей химическую связь со стеклом. Сварка токовводов осуществляется контактной или лазерной сваркой без предварительного подогрева.
- Электровакуумные приборы: магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны.
- Герметичные металлостеклянные разъёмы для нефтегазовой телеметрии.
- Токовводы датчиков давления и температуры в атомной энергетике.
- Корпуса полупроводниковых приборов с изоляцией боросиликатным стеклом.
- Вакуумные камеры установок ионного напыления и магнетронного распыления.
Нормативные документы
Сплав 34НКМП регламентируется ГОСТ 10994-74 (прецизионные сплавы) и техническими условиями предприятий-изготовителей. Проволока выпускается по ГОСТ 2179-75 с предельными отклонениями по диаметру 0,02 мм для размеров до 1,0 мм и 0,03 мм для больших сечений. Поставка — в мотках массой до 5 кг или на катушках, с паспортом, включающим фактический ТКЛР для каждой партии.
Вопросы и ответы
С какими стёклами согласован сплав 34НКМП?
Сплав согласован по ТКЛР с боросиликатными стёклами С52-1, С48-3, С40-1 и их зарубежными аналогами типа Pyrex 7740. Совпадение ТКЛР в интервале 20–400 C обеспечивает отсутствие трещин при охлаждении спая.
Какой режим отжига необходим перед пайкой?
Вакуумный отжиг при 900–950 C в водороде с точкой росы не выше –40 C в течение 20–30 минут. Это удаляет углеродные загрязнения и оксиды, обеспечивая газонепроницаемый спай.
Чем 34НКМП отличается от сплава 29НК?
Сплав 34НКМП содержит кобальт 14–16 % и медь 0,5–0,8 %, что даёт ТКЛР 4,8–5,5 10/C. Сплав 29НК имеет ТКЛР 5,0–5,8 10/C и применяется с другими марками стекла.
Какая максимальная рабочая температура токовводов?
Длительная эксплуатация — до 400 C. Кратковременный нагрев при пайке или сварке — до 950 C без необратимого изменения ТКЛР.
