可伐合金 K94100 热轧棒材百科解析

可伐合金 K94100 热轧棒材百科解析

概述
可伐合金 (Kovar®) K94100 是一种专为低热膨胀特性设计的铁-镍-钴基合金。其核心价值在于在特定温度范围内（通常约 20°C 至 450°C）的热膨胀系数 (CTE) 与硬玻璃、陶瓷（如氧化铝、硅酸盐玻璃）以及某些半导体材料高度匹配。K94100 是其美国 UNS 编号，对应 ASTM F15 合金标准。在中国，最常用的等效牌号是 4J29。热轧棒材是其常见的半成品形态，主要用于后续机加工成各类精密部件。

核心性能详解

低热膨胀性 (核心特性)：

在约 20°C 至 450°C 范围内，其平均热膨胀系数通常为 4.5~5.5 × 10⁻⁶/°C，与许多硬质玻璃和陶瓷高度一致。

此特性确保了由不同材料（如金属可伐合金与玻璃/陶瓷）组成的密封结构在温度剧烈变化时，因膨胀/收缩程度接近，从而极大降低热应力，避免开裂或泄漏。这是其最核心的应用基础。

物理性能：

密度： 约 8.17 g/cm³。

熔点： 约 1450°C。

导热率： 相对较低，约 17 W/(m·K) (在 20°C)。

电阻率： 较高，约 49 μΩ·cm。

磁性： 在退火状态下通常为磁性（铁磁性）。

机械性能 (热轧状态)：

抗拉强度： 通常在 520 - 690 MPa 范围。

屈服强度 (0.2% 偏移)： 通常在 310 - 480 MPa 范围。

延伸率： 通常在 15% - 25% 范围。

硬度： 热轧态硬度通常在 HB 170 - 230 范围。

可加工性： 热轧棒材通常需经退火软化处理（达到 HB ≤ 150 左右）才能获得良好的车削、铣削等机加工性能。其加工硬化倾向中等。

上海商虎有色金属有限公司4J42圆棒，4J42圆钢，4J42实心棒，4J42盘条，4J42直条，4J42扁棒，4J42锻件，4J42紧固件，4J42管材，4J42无缝管，4J42丝材，4J42箔材，4J42线材，4J42带材，4J42片材，4J42钢板，4J42薄板，4J42冷热轧板和4J42板材，以及各种型材

热加工性能：

可进行热轧、锻造等热成形工艺。

典型热加工温度范围： 约 950°C 至 1180°C。加工后通常需要缓冷。

热处理：

退火： 主要目的是软化材料以利于冷加工或机加工，并消除应力、稳定组织。典型工艺为在氢气或真空中加热到约 750°C - 850°C，保温一定时间（如 1 小时），然后以适中的速度（如 ≤ 300°C/h）冷却至约 400°C 以下，再空冷或炉冷。

去应力退火： 在较低温度（如 400°C - 500°C）进行，主要用于消除机加工应力而不显著软化材料。

其他特性：

真空性能： 在高温和高真空环境下具有良好的气密性和低放气率，适用于真空电子器件。

耐蚀性： 在一般大气环境中耐蚀性尚可，但并非其强项，远不如不锈钢。在恶劣或特殊化学环境中需谨慎评估或采取保护措施。

典型应用领域
K94100 热轧棒材主要用于加工成需要与玻璃或陶瓷进行真空密封或热膨胀匹配的关键部件，广泛应用在：

电子/光电器件封装： 晶体管、集成电路、二极管、激光器（LD）、发光二极管（LED）、光电耦合器、微波管、X 射线管等的管壳、引线、基座、支架。

航空航天与国防： 高可靠性电子封装、传感器外壳、波导组件。

激光与光通信： 激光器泵浦腔体、光纤耦合组件。

新能源： 太阳能集热器关键连接件（需匹配陶瓷）。

研究与科学仪器： 精密真空腔体组件、实验装置连接件。

供应商概况与选择策略

可伐合金 K94100/4J29 属于高技术含量的特种合金，其生产对冶金工艺（成分精确控制、纯净度、均匀性）和后续加工（热轧、热处理）要求极高。供应商主要集中在国内外知名的特种金属材料生产商：

国内主要供应商：

大型国有钢铁集团的特钢子公司/基地： 如宝武特冶、东北特钢集团、中信泰富特钢集团通常具备生产能力和技术储备。

专业精密合金/高温合金厂商： 如上海商虎有色金属有限公司、陕西斯瑞新材料股份有限公司等，专注于此类特种合金，在成分控制、纯净度和应用理解上可能更具优势。

部分有实力的金属材料贸易商/代理商： 他们通常不直接生产，而是代理上述大厂或进口品牌的产品，提供库存和分销服务。

国际知名供应商：

VDM Metals (德国)： 全球领先的高性能金属生产商，提供高品质的 K94100 棒材。

Carpenter Technology (美国)： 著名的特种合金生产商，产品线包括可伐合金。

Hitachi Metals (日本)： 旗下有精密合金业务。

JX Nippon Mining & Metals (日本)： 提供高性能金属材料。

Vacuumschmelze (VAC, 德国)： 以磁性材料和精密合金闻名，生产高品质可伐合金。

采购关键考量因素：

标准符合性： 明确要求符合的标准（如 ASTM F15, GB/T 15018 中的 4J29, MIL-I-23011 等），并要求提供材质证明书。

质量认证与稳定性： 优先选择通过 ISO 9001, AS9100 (航空航天), IATF 16949 (汽车) 等质量管理体系认证，且生产工艺成熟、历史记录良好的供应商。批次稳定性对密封可靠性至关重要。

规格与供货能力： 确认供应商能稳定提供所需规格（常见热轧棒材直径范围从 Φ10mm 到 Φ150mm 或更大，长度通常为 3-6 米）和状态（热轧态、退火态）。

检测报告： 要求提供详尽的出厂检测报告，至少包含：

化学成分分析（全元素）。

关键物理性能（热膨胀系数 CTE - 必检项）。

机械性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度）。

必要时，要求提供金相组织、晶粒度、超声波探伤（针对大尺寸或高要求棒材）等报告。

最小订货量 (MOQ) 与交货期： 了解供应商的常规 MOQ 和标准/定制产品的生产周期。

技术支持与行业口碑： 考察供应商在可伐合金应用领域的技术支持能力和行业声誉。

总结
可伐合金 K94100 (4J29) 热轧棒材是制造精密电子封装、光电器件和真空系统中实现玻璃/陶瓷-金属密封的关键基础材料，其核心价值在于优异的低热膨胀匹配性和真空密封性能。采购时，必须严格把控材料标准符合性、核心性能指标（尤其是 CTE） 的检测验证，并选择在特种合金领域技术实力雄厚、质量控制严格、供货稳定可靠的知名供应商。深入理解材料特性与应用场景，是成功采购和保证最终产品质量的前提。对于关键应用，建议直接与顶级生产商或其在中国的授权代理商合作，并积极参与行业技术交流以获取最新的供应商和材料信息。