Пруток ТКЛР 29НК в Минске

Пруток ТКЛР 29НК — прецизионный сплав с заданным коэффициентом линейного расширения

Пруток ТКЛР 29НК — это калиброванный сортовой прокат из железо-никель-кобальтового прецизионного сплава 29НК (аналог — сплав 29НК-ВИ, международное обозначение — Kovar, ASTM F15). Материал относится к группе сплавов с контролируемым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и предназначен для изготовления деталей спаев с тугоплавкими оксидными и алюмосиликатными стёклами, а также с керамикой на основе оксида алюминия.

Ключевая особенность прутка 29НК — согласование ТКЛР сплава с ТКЛР стекла или керамики в диапазоне температур от –60 до +400 C. Химический состав нормируется по ГОСТ 10994-74: содержание никеля — 28,5–29,5 %, кобальта — 16,8–17,8 %, углерода — не более 0,03 %, марганца — не более 0,4 %, кремния — не более 0,3 %. Остальное — железо. Легирование никелем и кобальтом обеспечивает аномально низкое тепловое расширение в рабочем интервале, что критично для герметичных металлостеклянных и металлокерамических узлов.

Технологические характеристики прутка 29НК

Прутки ТКЛР 29НК поставляются в горячекатаном, холоднотянутом или калиброванном исполнении. Механические свойства зависят от состояния поставки: в отожжённом состоянии предел прочности составляет 440–540 МПа, относительное удлинение — не менее 30 %. Твёрдость после отжига — 130–180 HB. Материал хорошо поддаётся механической обработке резанием, давлением и пайке твёрдыми припоями.

Для получения требуемого значения ТКЛР пруток подвергают термообработке: закалке от 830–850 C с последующим отпуском при 480–520 C. После такой обработки средний ТКЛР в интервале 20–400 C составляет 4,6–5,2 10 К. Контроль ТКЛР проводится дилатометрическим методом на образцах, вырезанных из каждой плавки.

Применение прутков 29НК в промышленности

Прутки ТКЛР 29НК востребованы в производстве электровакуумных приборов, полупроводниковых корпусов, мощных СВЧ-транзисторов, рентгеновских трубок и вакуумных контакторов. Из прутка изготавливают токовводы, траверсы, кольца, фланцы и другие детали, которые в дальнейшем спаиваются с изоляторами из стекла или керамики 22ХС, ВК94-1, ВК94-2.

Основные области использования прутка 29НК:

• металлостеклянные спаи в корпусах интегральных микросхем и оптоэлектронных компонентов;
• металлокерамические узлы в вакуумной электронике и ускорительной технике;
• герметичные электрические вводы в криогенном оборудовании и вакуумных системах;
• детали электродов в газоразрядных лампах и мощных генераторных лампах;
• переходные элементы в волноводных трактах СВЧ-диапазона;
• чувствительные элементы термобиметаллов в сочетании с инваром 36Н.

При проектировании деталей из прутка 29НК необходимо учитывать, что сплав склонен к образованию науглероженного поверхностного слоя при нагреве в восстановительной атмосфере. Поэтому перед спаиванием рекомендуется проводить химическое или электрохимическое травление в растворах на основе соляной и азотной кислот. Для пайки применяются медно-серебряные припои ПСр-72, ПСр-50 и медно-золотые припои, обеспечивающие вакуум-плотные швы.

Особенности поставки и контроля качества

Прутки ТКЛР 29НК поставляются диаметром от 2 до 80 мм, длиной 1–4 м. Допуски на диаметр для калиброванного проката — h9–h11, для горячекатаного — по ГОСТ 2590. Поверхность прутков не должна иметь трещин, плен и закатов; допустимы отдельные мелкие дефекты, устраняемые зачисткой.

Каждая партия прутков сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава, результатов измерения ТКЛР и механических свойств. При приёмке контролируется также макроструктура — в изломе не допускаются расслоения, пустоты и инородные включения. Для ответственных применений в электровакуумной промышленности рекомендуется заказывать пруток с вакуумно-дуговым переплавом (29НК-ВИ), который обеспечивает минимальную газонасыщенность и однородность структуры.

Вопросы и ответы