1. Định vị kỹ thuật và giá trị công nghiệp của hợp kim hàn mở rộng không đổi sắt-niken

Hợp kim liên kết mở rộng không đổi Fe-Ni (Hợp kim liên kết mở rộng không đổi Fe-Ni) là một loại vật liệu hợp kim đặc biệt đạt được hệ số giãn nở nhiệt cụ thể bằng cách điều chỉnh chính xác tỷ lệ sắt-niken. Chức năng cốt lõi của nó là giải quyết vấn đề liên kết do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt giữa các vật liệu khác nhau. Sự thất bại. Trong lĩnh vực đóng gói điện tử, hàng không vũ trụ, dụng cụ chính xác, v. v., vật liệu này có thể tránh hiệu quả các vấn đề như tập trung ứng suất và nứt giao diện do thay đổi nhiệt độ, và trở thành vật liệu quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của thiết bị. Dựa trên dây chuyền sản xuất hợp kim chính xác tự phát triển, Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Trịnh Châu) đã hình thành một loạt sản phẩm bao gồm các nhãn hiệu chính như 4J29 và 4J36, với công suất sản xuất hàng năm là 500 tấn và độ chính xác của hệ số giãn nở nhiệt của sản phẩm được kiểm soát ở mức ± 1 × 10 inc/Trong ℃, nó có thể đáp ứng bao bì bán dẫn, các yêu cầu về cảnh có độ chính xác cao như thiết bị điện tử chân không.

2. Phân tích kỹ thuật: thiết kế thành phần hợp kim và cơ chế kiểm soát hiệu suất

Cốt lõi của hiệu suất của hợp kim hàn mở rộng không đổi sắt-niken nằm ở sự phù hợp chính xác của hệ số giãn nở nhiệt thông qua thiết kế thành phần. Lấy hợp kim 4J29 làm ví dụ, các thành phần điển hình của nó là 44,5% Ni, 53,5% Fe và 2% Co. Bằng cách thêm các nguyên tố coban, điểm nhiệt độ Curie có thể được tối ưu hóa hơn nữa, để hợp kim có thể duy trì sự giãn nở nhiệt ổn định trong phạm vi nhiệt độ-60 ℃ đến 200 ℃. đặc tính. Vật liệu mới của Qingchuan áp dụng quy trình kết hợp kép nấu chảy cảm ứng chân không và nấu chảy lại xỉ điện để đảm bảo tính đồng nhất của thành phần hợp kim ≤ 0,05% và hàm lượng tạp chất (như S, P)≤ 0,005%, do đó tránh biến động hiệu suất do phân tách vi mô. Trong quá trình xử lý nhiệt, công ty đã phát triển một quy trình ủ phân loại. Bằng cách kiểm soát tốc độ gia nhiệt (≤ 50 ℃/h) và thời gian giữ (4-6 giờ), độ hạt hợp kim có thể đạt ASTM 6-8, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý của vật liệu và Độ tin cậy của niêm phong.

3. Bố cục công nghệ của doanh nghiệp: khả năng của toàn bộ chuỗi từ R & D đến sản xuất hàng loạt

Bố cục kỹ thuật của Qingchuan New Materials trong lĩnh vực hợp kim hàn mở rộng không đổi sắt-niken bao gồm ba khía cạnh: nghiên cứu cơ bản, phát triển quy trình và tùy chỉnh thiết bị. Công ty có một phòng thí nghiệm hợp kim đặc biệt rộng 500 mét vuông, được trang bị kính hiển vi điện tử quét (SEM), máy quang phổ năng lượng (EDS), thiết bị giãn nở nhiệt (DIL) và các thiết bị phân tích khác, có thể thực hiện toàn bộ quá trình kiểm tra từ thiết kế thành phần đến xác minh hiệu suất. Về mặt sản xuất, công ty đã giới thiệu lò luyện chân không ALD của Đức và nhà máy cán chính xác cao của Máy chính xác Mori của Nhật Bản, kết hợp với hệ thống điều khiển thông minh tự phát triển, để đạt được sự kiểm soát chính xác của dao động nhiệt độ nấu chảy ≤ ± 5 ℃ và độ lệch độ dày cán ≤ ± 0,01mm. Ngoài ra, công ty cũng đã thiết lập 12 quy trình kiểm tra chất lượng từ kho nguyên liệu đến khi xuất xưởng thành phẩm để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn trong và ngoài nước như ASTM B753, GB/T 15018.

4. Các trường hợp ứng dụng: thực tiễn và tác dụng của lĩnh vực bao bì bán dẫn

Trong dự án của một công ty bao bì bán dẫn, hợp kim 4J29 do Qingchuan New Materials cung cấp đã giải quyết thành công vấn đề nứt giao diện khi hợp kim Kovar truyền thống (thương hiệu 4J29 của Mỹ) được hàn kín với chất nền gốm. Trong dự án này, khách hàng yêu cầu các bộ phận niêm phong phải duy trì độ kín khí trong chu kỳ nhiệt độ từ-55 ° C đến 150 ° C (tỷ lệ rò rỉ ≤ 1 × 10 ⁻ Pa · m³/s) và các vật liệu truyền thống có hiệu suất hỏng cao như 30 do hệ số giãn nở nhiệt không phù hợp. %. Bằng cách điều chỉnh hàm lượng coban trong hợp kim lên 1,8%, nhóm kỹ thuật Qingchuan đã tối ưu hóa hệ số giãn nở nhiệt thành 5,2 × 10 −/℃ và tăng độ phù hợp với chất nền gốm (α = 5,8 × 10 −/℃) lên 93%. Sau 6 tháng thử nghiệm liên tục, tỷ lệ rò rỉ của các bộ phận niêm phong đã ổn định ở mức dưới 5 × 10 đại trà · m³/s, tỷ lệ năng suất tăng từ 70% lên 98% và chi phí chung của khách hàng giảm 22%.

V. Kỹ thuật FAQ: Các vấn đề thường gặp và giải pháp

Q1: Những khó khăn trong quá trình gia công hợp kim làm kín giãn nở không đổi sắt-niken là gì?
A: Khó khăn trong quá trình gia công của hợp kim này là độ bền cao và độ dẻo thấp. Vật liệu mới của Qingchuan kiểm soát độ cứng của hợp kim ở HRB 85-95 bằng cách tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt (chẳng hạn như sử dụng xử lý hòa tan 1020 ℃ và xử lý lão hóa 780 ℃). Đồng thời, hiệu suất cắt được cải thiện bằng cách thêm 0,1% nguyên tố xeri và hiệu suất gia công được tăng lên 40%.

Q2: Làm thế nào để chọn phù hợp niêm phong hợp kim cấp?
A: Cần lựa chọn toàn diện theo hệ số giãn nở nhiệt, phạm vi nhiệt độ hoạt động và quá trình niêm phong của vật liệu niêm phong. Ví dụ: 4J29(α = 4,6 × 10 ⁻ ⁶/℃) được ưu tiên khi niêm phong với kính và 4J36(α = 1,5 × 10 ⁻ ⁶/℃) hoặc nhãn hiệu tùy chỉnh có thể được chọn khi niêm phong với gốm. Qingchuan New Materials cung cấp dịch vụ tư vấn kỹ thuật miễn phí, có thể đề xuất giải pháp tốt nhất theo nhu cầu cụ thể của khách hàng.

Q3: Làm thế nào để đảm bảo sự ổn định lâu dài của hợp kim?
A: Vật liệu mới của Qingchuan đảm bảo sự ổn định của sản phẩm thông qua hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Tất cả các lô cần phải vượt qua thử nghiệm lão hóa nhiệt độ cao trong 48 giờ (300 ° C) và thử nghiệm chu kỳ nhiệt 100 lần (-60 ° C đến 200 ° C) để đảm bảo tỷ lệ thay đổi hệ số giãn nở nhiệt ≤ ± 0,5%. Ngoài ra, công ty đã thiết lập hệ thống truy xuất nguồn gốc sản phẩm, có thể thực hiện truy xuất nguồn gốc toàn bộ quy trình từ lô nguyên liệu đến dữ liệu thử nghiệm thành phẩm.