Fallübersicht
Ein Hersteller von Glas-Metall-Dichtungen, der Vakuumrelais und Drucksensoren liefert, stieß bei Helium-Dichtheitsprüfungen eines neuen Produkts auf ein wiederkehrendes Problem: Einige Dichtungen, die mit derselben Charge 4J29-Leitungen hergestellt wurden, bestanden die Dichtheitsprüfung, während andere nach Temperaturwechselbeanspruchung Mikrolecks entwickelten. Das Team überprüfte die Prozessparameter; Temperaturprofil, Wasserstoffdurchfluss und Vorrichtungen waren unverändert. Erst nachdem das restliche Material zur erneuten Prüfung der chemischen Zusammensetzung und der thermischen Ausdehnung an den Lieferanten zurückgeschickt worden war, wurde die Ursache deutlich: Nach einem Chargenwechsel hatte sich die Ausdehnungskurve des neuen Materials außerhalb des passenden Bereichs des Dichtungsglases verschoben.
Solche Hersteller benötigen mehr als ein Zertifikat mit der nominellen Güteklasse “Kovar”. Sie benötigen chargengeprüftes 4J29, rückführbar auf die Chargennummer, sowie praktische Empfehlungen zur Vorbehandlung vor dem Versiegeln. DZX liefert Berichte zur Chargenchemie und zur gemessenen linearen Ausdehnung sowie Informationen zu den Zeitfenstern für die Nasswasserstoffglühung, Oberflächenakzeptanzkriterien und Empfehlungen für Probeversiegelungen. So unterstützt DZX seine Kunden dabei, die Ergebnisse von Dichtheitsprüfungen nach dem Versiegeln innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten.
Dieser Fall fasst die Anwendungsanforderungen, die von DZX gelieferten Materialien und den Lieferwert zusammen. Für fallbezogene technische Daten wenden Sie sich bitte an unser Entwicklungsteam.
| Kundenprofil | Hersteller von Glas-Metall-Dichtungen für Vakuumgeräte (Relais- und Sensorgehäuse) |
|---|---|
| Anwendung | Hermetische Metall-Glas-Dichtungen: Zuleitungen, Gehäuse, Dichtungsstifte und Grundplatten |
| Mitgelieferte Materialien | 4J29 Kovar-Legierung (Typ 29HK) |
| Lieferformulare | Band, Draht, Stange und Blech |
| Wichtigste Anforderungen | Die thermische Ausdehnung der Charge wurde an das Siegelglas angepasst; stabile chemische Zusammensetzung (C/S/P-Kontrolle); gleichmäßiger Zustand der getemperten Oberfläche. |
| Liefervereinbarung | Standardgrößen sind vorrätig; Sondergrößen werden anhand des Produktionsplans bestätigt, Materialzertifikate werden mitgeliefert. |
| Projektregion | Ostchina |
Unsere Lösung
Der Engpass beim Dichtungshersteller lag nicht in der Güteklasse selbst, sondern in drei Anforderungen, die zuvor noch nie gleichzeitig in derselben Charge erfüllt worden waren:
- Gemessene Wärmeausdehnung für jede ChargeDie Dichtigkeit hängt von der mittleren Längenausdehnung im Temperaturbereich von 20–100 °C und 20–300 °C ab. Nach einem Chargenwechsel müssen Messwerte aus derselben Schmelze vorliegen. Die alleinige Verwendung der Nenngüte kann zwar zur korrekten Materialidentifizierung führen, jedoch zu undichten Dichtungen.
- Kontrollierte Chemie und VerunreinigungenErhöhte C-, S- und P-Werte können zu Blasenbildung und mangelhafter Benetzung an der Dichtungsfläche führen. Diese Parameter müssen während des Schmelz- und Glühprozesses kontrolliert und durch Chargenprotokolle dokumentiert werden.
- Gleichmäßiger Zustand der geglühten OberflächeDie Feuchtwasserstoffatmosphäre und der Taupunkt bestimmen, ob sich das Glas ausbreitet und die Oberfläche benetzt. Der Oberflächenzustand muss bei der Übergabe vereinbart werden und darf nicht nachträglich nach einer Probeversiegelung geschätzt werden.
DZX legt drei Versorgungsparameter fest: Güteklasse + Spezifikation + Zustand:
Jede Charge enthält einen Chemiebericht und gemessene lineare Ausdehnungswerte, separat angegeben für 20–100 °C / 20–300 °C / 20–500 °C und der jeweiligen Chargennummer zugeordnet. Die empfohlene Temperatur für die Feuchtwasserstoffglühung und die Taupunktfenster richten sich nach der Erweichungstemperatur des Siegelglases des Kunden. Die Kriterien für die Wareneingangsprüfung und die Nachprüfung werden vereinbart; vor der Serienproduktion wird eine Probeversiegelung durchgeführt.
| Bühne | Spezifische Maßnahmen |
|---|---|
| Batch-Test | Chemiebericht + gemessene lineare Ausdehnung (drei Temperaturbereiche), rückführbar auf die Chargennummer |
| Anpassung der Produktform an die Komponente | Draht für Anschlussdrähte und Dichtungsstifte; Streifen/Platten für Gehäuse und Grundplatten; Stangen für zylindrische Bauteile; Schneiden und Spalten nach Zeichnung möglich |
| Prozessunterstützung | Empfohlene Temperatur- und Taupunktfenster für die Nasswasserstoffglühung; Kriterien für die Oberflächenakzeptanz |
| Stapelverwaltung | Geben Sie Güteklasse, Spezifikation und Zustand im Vertrag an; prüfen Sie Berichte vor Chargenänderungen und führen Sie bei Bedarf Probeversiegelungen an kleinen Stichproben durch. |
Abdichtung von Leitungen und Pfosten
Gehäuse, Grundplatten und Stanzteile
Bearbeitete Dichtungskomponenten und Elektroden
Technische Spezifikationen
Chemische Zusammensetzung (Massenanteil, %):
| Element | 4J29 (29HK) |
|---|---|
| Nickel (Ni) | 28.5-29.5 |
| Kobalt (Co) | 16.8-17.8 |
| Mangan (Mn) | ≤0,50 |
| Silizium (Si) | ≤0,30 |
| Kohlenstoff (C) | ≤0,03 |
| Schwefel (S) | ≤0,02 |
| Phosphor (P) | ≤0,02 |
| Eisen (Fe) | Gleichgewicht |
Mittlerer linearer Ausdehnungskoeffizient (ein wichtiger Parameter für die Anpassung von Dichtungen an Hartglas und Keramik):
| Temperaturbereich | Mittelwert |
|---|---|
| 20-100℃ | 4,6 × 10⁻⁶/℃ |
| 20-300℃ | 5,5 × 10⁻⁶/℃ |
| 20-500℃ | 6,2 × 10⁻⁶/℃ |
Übliche Lieferspezifikationen:
| Bilden | Größenbereich |
|---|---|
| Streifen | Dicke 0,02–1 mm × Breite 3–500 mm |
| Draht | φ0,03-6 mm |
| Bar | φ3-100mm |
| Platte | Dicke 0,1–20 mm |
| Lieferbedingungen | Blank kaltgewalzt/geglüht; Zuschnitt und Spaltung auf Maß möglich |
Liefer- und Qualitätsunterstützung
- Mitgelieferte Dokumentation: Materialzertifikat (chemische Zusammensetzung + Maßangaben) und Rückverfolgbarkeit der Wärmebehandlung; bei Bedarf wird ein Bericht über die gemessene Längenausdehnung beigefügt.
- Erste Artikel und ProbeversiegelungEs wird empfohlen, vor der Massenversiegelung eine Probeversiegelung mit kleinen Proben durchzuführen, um das passende Zeitfenster zu bestätigen. Das Testmaterial kann in kleinsten Mengen bereitgestellt werden.
- QualitätsrückverfolgbarkeitWenn bei Dichtheitsprüfungen ungewöhnliche Ergebnisse auftreten, werden die chemischen Zusammensetzungs- und Ausdehnungsdaten anhand der Chargennummer zurückverfolgt, um festzustellen, ob die Ursache im Material, im Glühprozess oder im Versiegelungsprozess liegt.
- Ansprechpartner im technischen BereichFragen zur Abdichtung von Fenstern, zu Dichtigkeitsprüfungsmethoden und zur Oberflächenbehandlung können ohne Zwischenhändler direkt mit dem Ingenieurteam besprochen werden.
Kundenfeedback
Nach der Testversiegelung und der ersten Produktionscharge konzentrierte sich das Feedback auf Folgendes:
- Die Chargendaten wurden mit dem Material geliefert.: Chemische Analysen und gemessene Ausdehnungswerte für alle drei Temperaturbereiche treffen gleichzeitig ein, sodass die Notwendigkeit entfällt, Chargeneigenschaften aus Probeabdichtungen abzuleiten.
- Praktische GlühfensterDie Empfehlungen für die Glühtemperatur mit nassem Wasserstoff und den Taupunkt, abgestimmt auf die Glaserweichungstemperatur, können direkt auf die Ofeneinstellungen des Kunden angewendet werden.
- Freie OberflächenakzeptanzDie Beschreibung der geglühten Oberfläche ist in der Übergabecheckliste enthalten, um festzustellen, ob Oxidationsfarben akzeptabel sind oder bei der Auslieferung erneut geprüft werden müssen.
- Probeversiegelung vor Chargenänderungen: Kleine Testchargen ermöglichen die Überprüfung der Materialübereinstimmung, bevor das Massenmaterial in die Produktion gelangt.
- Rückverfolgbarkeit der ChargennummerDie Aufzeichnungen zu Chemie und Ausdehnung können nach auffälligen Dichtigkeitsprüfungen anhand der Chargennummer zurückverfolgt werden, was die Unterscheidung von Material-, Glüh- und Dichtungsproblemen erleichtert.
- Größen, die die Produktentwicklung unterstützen: Bänder, Drähte, Stangen und Bleche sind für Kleinserienversuche erhältlich, mit Zuschnitt und Spaltung nach Zeichnung.
Unsere Kompetenzen
Jiangsu DZX Technology Co., Ltd. mit Sitz in Changzhou betreibt ein eigenes Werk mit über 12.000 Quadratmetern Fläche und Anlagen zum Schmelzen, Walzen, Drahtziehen und zur Endbearbeitung. Das Kernteam ist seit 2002 auf Präzisionslegierungen spezialisiert und betreut über 1.500 Geschäftskunden. Die Produkte werden gemäß ISO 9001 einer Wareneingangs-, Fertigungs- und Endkontrolle unterzogen. Bringen Sie Zeichnungen oder Betriebsparameter mit, um Lieferbedingungen für die Expansionslegierung, Toleranzen und Empfehlungen zum Siegel- und Glühen direkt mit unserem Team zu besprechen.
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Häufig gestellte Fragen
Wie sollten 4J29 und 4J36 unterschiedlich verwendet werden?
Warum wird vor dem Versiegeln so viel Wert auf das Glühen mit nassem Wasserstoff gelegt?
Bedeutet die Verfärbung der Oberfläche durch Oxidation immer, dass das Produkt abgelehnt wird?
Lässt sich die Ausdehnung für jede Charge messen und dokumentieren?
Wie sind Mindestbestellmengen, Lieferzeiten für Muster und die Abnahme geregelt?
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Referenzen
- GB/T 15018-1994: Bezeichnungen für Präzisionslegierungen Definiert Bezeichnungen und Benennungsmethoden für Präzisionslegierungen, einschließlich Expansionslegierungen wie 4J36 und 4J29; die nationale Norm, die die Gütebezeichnungen regelt. Quelltext anzeigen
- GB/T 14985-2007: Allgemeine Anforderungen an Abmessungen, Form, Oberflächenqualität, Prüfverfahren und Inspektionsregeln für Expansionslegierungen Definiert Abmessungen, Form, Oberflächenqualität, Prüfmethoden und Inspektionsregeln für Produkte aus Expansionslegierungen und bietet damit eine direkte Grundlage für die Wareneingangsprüfung. Quelltext anzeigen
- ASTM F15-04(2022) “Standard Specification for Iron-Nickel-Cobalt Sealing Alloy” Beinhaltet Drähte, Stäbe, Bänder, Platten und Rohre aus UNS K94610 (entspricht etwa 29%Ni-17%Co-53, d. h. 4J29/Kovar) zum Abdichten von Glas. Hinweis: Diese Norm wurde 2024 ohne Nachfolger zurückgezogen. Quelltext anzeigen
- ASTM F1684-06(2021)“Standard Specification for Iron-Nickel and Iron-Nickel-Cobalt Alloys for Low Thermal Expansion Applications” Beinhaltet Fe-Ni- und Fe-Ni-Co-Legierungen mit geringer Wärmeausdehnung und spezifiziert chemische Zusammensetzung, Korngröße und Anforderungen an die Wärmeausdehnung. Hinweis: Wurde 2024 ohne Ersatz zurückgezogen. Quelltext anzeigen
- ASM-Handbuch, Band 2: Eigenschaften und Auswahl: Nichteisenlegierungen und Spezialwerkstoffe Ein maßgebliches Handbuch mit Daten zur Chemie, den physikalischen Eigenschaften und der thermischen Ausdehnung von Legierungen mit geringer Wärmeausdehnung und Dichtungsmaterialien, einschließlich Kovar und Invar. Quelltext anzeigen
