4J49 丝材是以 4J49 铁镍铬定膨胀合金为原料,经冷拉、退火、酸洗/磨光等工序制成的丝状精密合金材料。它属于我国精密合金中的“膨胀合金/玻封合金”,主要用于与软玻璃进行匹配封接,实现金属—玻璃之间的气密封接。牌号中“4J”一般表示精密合金中的膨胀合金,“49”为序号。
1. 化学成分(典型范围,wt%)
元素
含量
Ni
46.0~48.0
Cr
5.0~6.0
Fe
余量
C
≤0.05
Mn
≤0.40
Si
≤0.30
P
≤0.020
S
≤0.020
4J49 是在 Fe-Ni 定膨胀合金基础上加入 Cr 的 Fe-Ni-Cr 系玻封合金。Cr 的加入有助于改善耐蚀性和与玻璃封接时的氧化膜形成。
2. 主要性能
2.1 线膨胀系数
4J49 的核心特点是其线膨胀系数与多种软玻璃接近,因此可实现匹配封接。典型平均线膨胀系数约为:
温度范围
平均线膨胀系数 / ×10⁻⁶ K⁻¹
20~100℃
约 8.5~9.5
20~300℃
约 9.0~10.0
20~400℃
约 9.5~10.0
20~500℃
约 10.0~10.8
不同标准、炉号和热处理状态会有差异,具体应以材料质保书或执行标准为准。
2.2 物理性能(典型值)
密度:约 8.2 g/cm³
电阻率:约 0.85 μΩ·m
弹性模量:约 160~170 GPa
居里点:约 350~400℃
热导率:约 14 W/(m·K)
熔化温度:约 1420~1450℃
磁性:铁磁性,具有软磁特征
2.3 力学性能(丝材典型值)
丝材性能与直径、冷拉变形量、退火状态关系很大。
状态
抗拉强度 Rm
延伸率 A
硬度
退火态
约 550~700 MPa
约 20%~35%
约 150~190 HV
冷拉态
约 900~1200 MPa
约 2%~10%
约 250~350 HV
4J49 丝材一般具有较好的冷加工性、弯曲性和可焊/钎焊性,但冷拉后加工硬化明显,需根据需要安排退火。
3. 封接与加工特性
4J49 主要与软玻璃封接,如 DM-305、DM-308 等类型软玻璃。封接前通常需要进行表面清洗和预氧化处理,使表面形成致密、均匀的氧化膜,以改善玻璃润湿性和封接气密性。
预氧化:常在湿氢或空气中,约 600~800℃ 进行,具体视玻璃和工艺而定。
封接温度:通常约 700~850℃,取决于玻璃软化温度。
退火:可在氢气、真空或保护气氛中,约 800~900℃ 退火,消除应力。
丝材规格:常见直径约 φ0.1~8.0 mm,可供应冷拉丝、退火丝、磨光丝、镀镍/镀金丝等。
耐蚀性:因含 Cr,耐大气和潮湿环境能力优于普通 Fe-Ni 玻封合金,但仍不如不锈钢。
4. 典型用途
4J49 丝材广泛用于电子、电真空和光电器件中,例如:
玻封二极管、三极管、集成电路引线
电子管、传感器、继电器引线和插针
微型灯泡、发光器件、光电器件
与软玻璃封接的电极、引出线、密封端子
需要金属—玻璃气密封接的精密电子元件
5. 与 4J29 的简单区别
4J29 可伐合金:Fe-Ni-Co 系,线膨胀系数约 5×10⁻⁶/K,主要用于与硬玻璃、陶瓷封接。
4J49:Fe-Ni-Cr 系,线膨胀系数约 9~10×10⁻⁶/K,主要用于与软玻璃封接。
因此,4J49 丝材的核心定位是:含 Cr 的铁镍铬定膨胀玻封合金丝,膨胀系数与软玻璃匹配,封接气密性好,适合做玻封引线和电子器件密封件。具体成分、膨胀系数和力学性能应依据 GB/T 14985 等膨胀合金标准或供方质保书确认。
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