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4J34 的居里点 470℃ 让瓷封件能用到 400℃

发布时间:2026-10-23|供应单位:上海熔恒特种合金有限公司|咨询:唐先生 13301717224|关键词:4J34 瓷封合金 居里点

4J34 是铁镍钴定膨胀合金,镍 28.5%~29.5%、钴 19.5%~20.5%、碳 0.05% 以下,居里点约 470℃,20~400℃ 的平均线膨胀 6.3~7.1×10⁻⁶/℃、典型 6.4。它与 95 氧化铝瓷的膨胀接近,封接件能用到 400℃ 一档;越过居里点,膨胀曲线上翘,匹配的前提不再成立。

镍 29% 配钴 20% 的膨胀曲线

铁镍钴三元系的膨胀曲线可以通过镍钴比例调节:镍 29% 配钴 20%,20~400℃ 的膨胀落在 6.4 附近,与 95 瓷的 6~8 匹配。钴的作用是把居里点抬高,纯铁镍系在 300℃ 附近就上翘,加钴后推到 470℃。成分单上镍与钴的区间要一起看,单看镍会判错。

6.4 与 6.8、8.2 的三个数

20~400℃ 的规定范围 6.3~7.1、典型 6.4;20~500℃ 为 6.8;20~600℃ 为 7.8~8.5、典型 8.2。温度区间越宽,平均值越大,这是曲线上翘的表现。报指标用规定范围,做设计用典型值并留余量;拿 20~600℃ 的 8.2 去算 400℃ 工况,封接应力会算小。

冷轧卷板
配图:冷轧卷板

与 95 瓷的匹配余量

95 氧化铝瓷的线膨胀约 6~8×10⁻⁶/℃,4J34 的 6.4 落在它的中段。选金属膨胀略低于瓷,让瓷处于压应力状态更安全;差值超过 1.0,金属受拉超过屈服就产生永久变形。封接件的设计温度按实际工作温度取,不要按材料的上限取。

900℃ 保温 1 h 与 5℃/min 的冷速

膨胀系数与低温组织稳定性的检验试样,在保护气氛或真空中加热到 900℃±20℃、保温 1 h,以不大于 5℃/min 冷到 200℃ 以下出炉。冷速决定组织的最终状态,而膨胀系数取决于组织状态:冷速快了,同一批材料测出的值能飘 0.3,封接匹配计算随之失真。

密度 8.29 与封接件重量

密度 8.29 g/cm³,电阻率 0.45 µΩ·m,熔点约 1450℃。比 4J29 的 8.36 略低、比 4J42 的 8.12 略高,封接件的重量按 8.29 算。电阻率低意味着它不适合做高频封接件的引线,引线的电阻与发热要考虑;做结构件与封接环则没有影响。

细规格圆棒
配图:细规格圆棒

深冲与晶粒度

4J34 属软态使用的封接材料,强度只有 460~530 MPa 级、硬度 HV 125~140 级,选它换的是膨胀匹配而不是强度。深冲引伸件的冷作量控制在 40% 以内,中间做 800~900℃ 退火;晶粒度过粗会在冲压时出现橘皮,过细则深冲时加工硬化快。

封接后的热循环考核

封接件按 −55~+125℃ 或按实际工况做 10~50 次热循环,每次保温 30 min,循环后做氦质谱检漏。膨胀差造成的是疲劳型开裂,首轮试验合格、几十次循环后才漏,单次气密试验不能替代热循环考核。考核温度上限不要越过居里点。检漏的漏率与试验压力一并写进验收条件,只写合格而不给数值的条款没法验收。

h2|封接环的毛刺与镀层

车间内成排管材
配图:车间内成排管材

冲压封接环的毛边要控制在 0.03 mm 以内,毛边在封接时形成尖角应力集中,玻璃先从这里开裂。预氧化或镀镍前要做除油与酸洗,镀层厚度按 3~5 μm,过厚会在封接温度下起泡,把气密性全毁掉。

瓷件与金属的封接工艺

与 95 瓷封接多用烧结法或活性金属法:烧结法在瓷件上先金属化,再与 4J34 件在 800~900℃ 钎焊;活性金属法用含钛钎料直接润湿瓷面,温度低一档、应力小。两种工艺的金属件表面准备不同,烧结法要预氧化,活性金属法要清洁无氧化。

4J34 列于 GB/T 15018 的膨胀合金序列,现行牌号体系见 GB/T 37797,膨胀系数检验按 GB/T 4339 与 ASTM E228,产品尺寸偏差参照 GB/T 14985。上海熔恒特种合金有限公司可提供带材、丝材、棒材与管材,按厚度与宽度定尺分条,炉批与膨胀曲线报告随货;瓷封件打样阶段需要小批试烧的,熔恒可提供切条小样并附第三方复检。

本文为上海熔恒特种合金有限公司技术资料整理,成分区间、力学数值与执行标准以现行 GB/ASTM/AMS 标准及随货质保书为准;具体规格与交货状态请与供货方书面确认。

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