4J41是一种铁镍铜基低膨胀合金,具有优异的尺寸稳定性和与软玻璃封接匹配性,广泛应用于电真空、航空航天及精密仪器领域。
低热膨胀系数:在室温至100℃范围内,线膨胀系数低至1.0×10⁻⁶/℃~1.5×10⁻⁶/℃,尺寸稳定性优异。
高温稳定性:在高温下(如300℃~500℃)仍能保持尺寸稳定,耐氧化性强。
加工性能:可通过车削、铣削、钻削、磨削等冷加工工艺成型,且焊接性能良好。
封接匹配性:与软玻璃(如DB-404)膨胀系数匹配,广泛用于电真空器件封接。
应用领域
电真空工业:与软玻璃封接,制造电子管、显像管芯柱等。
航空航天:制造发动机精密部件、高温区域结构件。
精密仪器:激光设备、光学仪器的尺寸稳定部件。
电子工业:高精度传感器、光纤通信设备。
石油化工:高温高压环境下的管道、阀门。
熔炼与铸造
原料准备:严格筛选高纯度铁、镍、铜原料,控制杂质含量(如S、P≤0.020%)。
熔炼方法:采用真空感应熔炼(VIM)或电弧炉熔炼,确保成分均匀性。
铸造:在保护气氛(如氩气)中铸造,避免氧化,铸锭需进行均匀化退火(1100℃~1250℃/10~20小时)。
热加工
温度范围:始锻温度950℃~1150℃,终锻温度≥850℃。
工艺:热轧、热锻、热挤压等,需在保护气氛中进行,防止氧化。
注意事项:
热加工后需快速冷却(如水淬),防止晶粒粗化。
锻件需进行去应力退火(530℃~550℃/1~2小时)。
冷加工
工艺:冷轧、冷拔、冷冲压等,适用于精密零件成型。
加工硬化处理:
单道次变形量≤30%,总变形量≤60%,防止裂纹。
冷加工后需进行中间退火(830℃~880℃/30分钟,炉冷或空冷)。
切削参数:
车削:切削速度50~100m/min,进给量0.05~0.2mm/r。
铣削:铣削速度30~60m/min,进给量0.02~0.1mm/齿。
钻削:钻速20~50m/min,进给量0.05~0.15mm/r。
磨削:砂轮粒度60~120目,磨削深度0.005~0.02mm/pass。
焊接
焊接方法:
钎焊:适用于薄壁件或异种材料连接。
熔焊:优先采用氩弧焊(TIG),保护气体纯度≥99.99%。
电阻焊:适用于点焊或缝焊,需控制电流和压力。
焊接注意事项:
预热至200℃~300℃,焊接后立即去应力退火(530℃~550℃/1~2小时)。
焊材成分需与母材相近,避免膨胀系数不匹配导致开裂。
热处理
去应力退火:530℃~550℃/1~2小时,消除机械加工或焊接残余应力。
中间退火:830℃~880℃/30分钟,恢复塑性,便于后续冷加工。
稳定化处理:
均匀化:830℃/20分钟,淬火。
回火:315℃/1~4小时,炉冷。
时效:95℃/48小时(或315℃~370℃/1~4小时,适用于高精度零件)。