4J29合金(也称因瓦合金或可伐合金,Kovar)是一种铁镍钴合金,因其在室温附近具有与硬质玻璃、陶瓷等材料相匹配的热膨胀系数而被广泛应用。它常用于需要高密封性的电子封装、真空器件、玻璃-金属封接等领域。
以下是关于4J29钢带的一些关键信息:
### 一、主要化学成分(质量分数 %):
| 元素 | 含量 |
|------|------|
| 铁 (Fe) | 余量 |
| 镍 (Ni) | 28.5–29.5% |
| 钴 (Co) | 16.8–17.8% |
| 锰 (Mn) | 0.20–0.60% |
| 硅 (Si) | ≤0.30% |
| 碳 (C) | ≤0.05% |
| 硫 (S) | ≤0.02% |
| 磷 (P) | ≤0.02% |
> 注:具体成分可能根据标准(如GB/T 14987-2014、ASTM F30、UNS K94610)略有调整。
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### 二、物理性能特点:
- **热膨胀系数**(20–450℃):(6.2–7.2) × 10⁻⁶/℃
与硼硅酸盐玻璃(如Pyrex)和氧化铝陶瓷的膨胀系数非常接近,适合实现气密封接。
- **居里点**:约350℃
- **密度**:约8.1 g/cm³
- **电阻率**:约0.48 μΩ·m
- **居里温度以下磁性**:具有低磁导率,适合高频器件应用
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### 三、机械性能(典型退火态):
- 抗拉强度:≥500 MPa
- 屈服强度:≥280 MPa
- 延伸率:≥35%
- 硬度(HV):约130–170
可通过冷轧工艺生产不同厚度的钢带(如0.05 mm–2.0 mm),并进行光亮退火以获得良好成形性和稳定性。
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### 四、应用场景:
1. **电子工业**:
- 集成电路外壳(TO管壳、DIP封装)
- 微波管、晶体管、继电器引线框架
- 光电器件(LED、激光器)的金属-玻璃封接部分
2. **真空技术**:
- 真空炉中的支撑结构
- 玻璃-金属密封接头
3. **精密仪器**:
- 因其低膨胀特性,用于制造精密测量仪器部件
4. **航空航天与****:
- 高可靠性传感器、导航系统组件
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### 五、加工与处理建议:
- **焊接**:可采用氩弧焊、激光焊、电阻焊,需注意防止热影响区开裂。
- **热处理**:
- 消除应力退火:450–550℃,缓冷
- 固溶处理(改善组织均匀性):880–920℃,水冷或空冷
- **表面处理**:常进行镀镍、镀金或氧化处理以提高耐蚀性和焊接性能。
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### 六、常见形态与规格(钢带形式):
- 厚度:0.05 mm – 2.0 mm
- 宽度:10 mm – 300 mm(可根据需求分条)
- 状态:硬态(Y)、半硬态(Y2)、软态(R)
- 表面:光亮、磨砂、涂层(防锈油)
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### 七、替代材料对比:
| 合金 | 特点 |
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| 4J36(Invar 36) | 超低膨胀,但含镍高,成本高,不适合玻璃封接 |
| 4J42 | 膨胀系数略高于4J29,可用于部分替代 |
| Dumet合金(铜芯镀镍铁) | 成本低,用于小功率灯泡引线 |
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