コバール MIM パーツ

コバール金属射出成形部品のご紹介

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co.、Ltd.は、銅合金金属射出成形、鉄ベースの金属射出成形、ステンレス鋼ベースの金属射出成形、アルミニウム合金金属射出成形、ニッケル合金金属射出成形、コバルト合金金属射出成形のコレクションです。成形、タングステン合金金属射出成形 射出成形、超硬金属射出成形、粉末冶金構造部品の研究開発、生産、販売を統合する総合的なハイテク企業です。

製品導入

1.実施基準：同社はISO9001、ISO14001、IATF16949認証を厳密に実施し、製品はROHS、FDA EU認証などに合格しています。

2. Kovar MIM 部品材料規格: ISO、GB、ASTM、SAE、EN、DIN、BS、AMS、JIS、ASME、DMS、TOCT、GB

3. 主な工程：金属射出成形MIM、粉末冶金PM、インベストメント鋳造、アルミダイカスト

4. 粉末冶金で利用可能な材料:

銅合金、鉄ベース、チタン合金、ステンレス鋼ベース、アルミニウム合金、ニッケル合金、コバルト合金、タングステン合金、超硬合金、ヒドロキシ合金、軟磁性材料、および 3D 印刷は、お客様の要件に応じてカスタマイズできます。

4J29 合金はコバール合金としても知られています。 この合金は、20-450度でホウケイ酸硬質ガラスと同様の線膨張係数、より高いキュリー点、良好な低温微細構造安定性を備えています。

利点: 良好な低温組織安定性

該当する器具：水銀放電を含む器具

材料グレード: 4J29

技術基準：「Fe-Ni-Co ガラス封着合金 4J29 及び 4J44 技術条件」

4J29 合金はコバール合金としても知られています。 この合金は、20-450度でホウケイ酸硬質ガラスと同様の線膨張係数、より高いキュリー点、良好な低温微細構造安定性を備えています。 合金の酸化膜は緻密で、ガラスによく濡れます。 水銀と相互作用せず、水銀排出を含むメーターでの使用に適しています。 電気真空装置の主要なシール構造材料です。

●類似グレード

ロシア アメリカ イギリス 日本 フランス ドイツ

29HК コバール ニロ KV-1 ディルバー P0 バコン 12

29HК-BИロダーKV-2

テクアロニー グラスシール 29-17 テルケースシール KV-3 ディルバー P1 シルバー 48

●技術基準

YB/T 5231-1993 「Fe-Ni-Co ガラス シール合金 4J29 および 4J44 技術条件」。

●化学組成

C {{0}} 以下。03 パーセント Mn 0.50 パーセント以下 Si {{ 以下10}.30 パーセント P 0.020 パーセント以下 S 0.020 パーセント以下 Cu 0.20 パーセント以下 Cr 0.20 パーセント以下 Mo 少ない0.20パーセント以上

Ni=28.5-29.5% Co=16.8-17.8%

Fe =余剰

平均線膨張係数が基準に達しているという条件の下で、ニッケルとコバルトの含有量は、表{{0}}で指定された範囲から逸脱することが許容されます。 アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、およびチタンの含有量はそれぞれ 0.10 パーセントを超えてはならず、合計量は 0.20 パーセントを超えてはなりません。

●熱処理レジーム

規格で規定されている膨張係数と低温微細構造安定性の性能試験サンプルを、水素雰囲気中で 900 度±20 度に加熱し、1 時間保持した後、1100 度±20 度に加熱し、15 分間保持します。温度が 5 度 / 分を超えない 速度が 200 度未満に冷却されます。

●アプリケーションの概要

この合金は、世界で一般的に使用されている代表的な Fe-Ni-Co 硬質ガラス シール合金です。 安定した性能で航空工場で長く使用されています。 主に、発射管、発振管、点火管、マグネトロン、トランジスタ、密閉プラグ、リレー、集積回路リード線、シャーシ、シェル、ブラケットなどの電気真空部品のガラス封止に使用されます。アプリケーションでは、選択されたガラスは、合金の膨張係数と一致する必要があります。 使用温度に応じて、低温組織の安定性を厳密にテストしてください。 材料が良好な深絞り特性を持つように、加工中に適切な熱処理を行う必要があります。 鍛造品を使用する場合は、気密性を厳密にチェックする必要があります。

●組織体制

合金が 1.5 に規定された熱処理システムに従って処理され、-78.5 度で凍結された後、マルテンサイト組織は 4 時間以上現れてはなりません。 しかし、合金組成が適切でない場合、室温または低温で異なる程度のオーステナイト（ ）から針状マルテンサイト（ ）への変態が起こり、変態は体積膨張を伴います。 合金の膨張係数はそれに応じて増加し、その結果、シール部分の内部応力が急激に増加し、部分的に損傷することさえあります。 合金の低温微細構造安定性に影響を与える主な要因は、合金の化学組成です。 Fe-Ni-Co三元状態図から、ニッケルが相を安定化させる主要な元素であり、ニッケル含有量が高いと相の安定性が促進されることがわかります。 合金の総変形率が増加するにつれて、その微細構造はより安定する傾向があります。 合金組成の偏析も局在→変態の原因となる場合があります。 また、粗粒は→変態も促進します。

エレクトロニクス業界では、パッケージ化されたチップと一部のコンポーネントは、リード フレームを介して他の回路に電気的に接続する必要があります。 大規模集積回路や超大規模集積回路の発展に伴い、回路の配線密度はますます高くなっています。 リードフレームの形状や密度（線幅や線間隔）に対する要求は、ますます複雑化・高度化しています。 用途や目的に応じて、4J29合金部品の表面に電気めっき処理を施す必要がある場合が多いです。 特定のめっき種の選択と電気めっきプロセスの決定は、特定の使用要件を満たすように決定する必要があります。 リードフレームとしての4J29合金の場合、よりNi/AuまたはNi/Pd/Auプロセスの電気メッキです。

この研究の主な目的は、長い間企業を悩ませてきた技術的問題を解決することです。つまり、4J29合金の薄いリードフレームは、Ni / Auの電気メッキのプロセスでよく発生します。 製品率は 60% に達します。 生産現場の調査を通じて、めっき部品の細線破断とコーティングの局所的な亀裂は、主にニッケル電気めっきリンクで発生することがわかりました。 予備分析の結果、上記の品質問題の主な原因は、「内部ストレス」による悪影響である可能性があると判断されました。 この研究グループは、多数の文献のレビューに基づいて、めっき前処理プロセス、電気めっき液の組成とプロセス条件、特に添加剤の選択と使用を変更することにより、コーティングの内部応力を最小限に抑えます。 このテストは、上記の品質問題をうまく解決し、「内部応力」がコーティングの亀裂の主な原因であることも間接的に証明しました。 企業の実際の生産と適用の後、効果は顕著であり、不良率は2％以下で安定して制御されています。

1. 実験は比較の方法を採用し、200 倍の拡大鏡を使用して、プロセスの変更または調整の前後の薄い鉛コーティングの外観品質を注意深く観察し、次に細い線が折れたり割れたりしていないかを観察するための単体曲げ実験。 細線の本数をカウントし、不良率を算出します。 欠陥率=実験のバッチごとの欠陥のある細い線の数 / 実験の各バッチの細い線の総数。 1.1 材料の準備とプロセス実験 実験で使用した 4J29 合金リード フレーム原板は会社から提供され、1 枚のシートのサイズは 1.5 cmx1.2 cm、リード フレームの線幅は 0.1 ~ 0.2 mm、行間は 1.5 cm x 1.2 cm です。 O.33～0.38mm用、厚さ0.2mm、単線数24本。自社で4J29シートを購入し、エッチング工場に送ってエッチング加工。 エッチングされた薄いリード フレームは、自己めっきのために会社に返却されました。 現地調査を経て、エッチングプラントは光化学パターン転写と酸エッチング技術によって作られました。 制作工程は、4J29シート→リンス→撮影→露光→現像→エッチング→タッチ→リンス→乾燥です。

実験で使用される化学物質はすべて電気めっきグレードです。 電気メッキプロセスは、フレーム - 熱処理 - 超音波脱脂 - 水洗 - 電解脱脂 - 水洗 - 水洗 - エッチング - 水洗 - ニッケル電気メッキ - 水洗 - 活性化 - 水洗 - 金電気メッキ - シーリング - 水洗 - 乾燥- 検査

1.2 電気めっきプロセスの仕様 元のシートの熱処理については、プロセスの仕様を参照してください。

超音波脱脂の目的は、部品表面のあらゆる汚れを取り除くことです。 作動流体の組成とプロセス条件は、リン酸三ナトリウム 15.0-20.0 g/L、炭酸ナトリウム 10.0-15.0 です。 g/L , OP-10 0.5-1.0 g/L, ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.5-1.0 g/L, 温度 {{12 }} 度、時間 10-15 分、超音波周波数 30 kHz . 部品表面の汚れを完全に除去する目的を達成するために、超音波脱脂に基づいて電気化学的脱脂が行われます。 「水素脆化」の発生がワークの応力に影響を与えるのを防ぐために、このプロセスは陽極電解脱脂を直接採用しています。 適切な添加剤を選択し、陽極電流密度を制御することにより、陽極電解脱脂によって生成される酸素 (または酸素) によって、部品が過酸化されるのを防ぐことができます。 腐食。

その作動流体の組成とプロセス条件は次のとおりです: 水酸化ナトリウム 20.0-25.0 g/L、メタケイ酸ナトリウム五水和物 10.0-15.{ {10}} g/L、ドデシル硫酸ナトリウム O.5-1.0 g/L、軟水器 3.0-5.0 g/L、温度 40-50度、電流密度 2.0-5.0 A/dm、時間 20-30 s、陽極材質 ステンレス鋼板です。 スルファミン酸ニッケルを主塩とする電気めっき液を使用します。

シアン化弱酸金めっき液を使用した場合、金めっき液の組成と処理条件は、シアン化金カリウム 12.0-15.0 g/L、リン酸二水素カリウム 2.0-4 です。 0 g/L、レモン酸カリウム 2{{10}}~25 g/L、酒石酸アンチモンカリウム 5.0-6.0 g/L、pH値 5-6、温度 40-50 度、カソード電流密度 0.2-1.0 A/dm、アノード 素材はプラチナ チタン メッシュです。

コーティング表面の残留塩分を除去するために純水または熱純水で十分に洗浄し、必要に応じて化学的不動態化を行って変色を防ぎます。

2. 結果と考察 2.1 コーティングの品質に対する原板の熱処理の影響 リードフレーム材料の特性には、一次特性と二次特性があります。 一次特性とは、材料の物理的、機械的、および化学的特性を指します。 二次特性とは、スタンピング、エッチング、電気めっき、ろう付け、カプセル化、および耐腐食性を指します。 リードフレームシートがスタンピング、エッチングなどで加工された後、表面の残留応力値は大きく、不均一であり、これが二次特性不良の原因となります。

この研究では、企業の既存の 4J29 合金フレーム電気メッキ ニッケル-金 (またはニッケル-パラジウム-金) プロセスを改善する方法の 1 つは、残留機械加工応力を除去するために、4J29 合金フレーム電気メッキの前に熱処理することです。部品が形成された後の部品で。 そして、酸エッチング中に発生する可能性のある部品への「水素脆化」応力の影響 ll . 熱処理温度の選択原則は、処理の目的を確実に達成することを前提として、結晶粒が大きくなりすぎないようにすることです。 冷間合金を 700-1000 度で焼きなました後、機械的特性は l1 に変化します。 したがって、このスタディの 4J29 合金フレームは、応力熱処理温度が 420-450 度であり、保温が 120 雨です。 テスト結果を表 3 に示します。単体 10 個、細いリード 240 個で、以下の研究の数は同じです。

実験結果は、フレームの熱処理がニッケルメッキされた後、細い線の破断が基本​​的に解消され、電気メッキニッケル層の局所的な亀裂も大幅に減少し、亀裂幅が狭くなることを示していますが、問題は製品品質の問題を効果的に解決することはできません。

2.2 コーティングの品質に対する電気めっき溶液の組成の影響

2.2.1 電気めっき液の種類がコーティングの品質に及ぼす影響 ニッケルめっき電気めっき液には多くの種類があり、一般的に使用されるのは、硫酸塩タイプ、硫酸塩一塩化物タイプ、塩化物タイプ、およびスルファミン酸塩タイプであり、スルファミン酸ニッケル酸コーティング他のタイプのニッケルコーティングよりも応力がはるかに少ない[02]。 本研究で設計したスルファミン酸系ニッケルめっきプロセスを用いて、企業の既存のワット型ニッケルめっきプロセスとの比較実験を行った。 実験結果は、コーティングの内部応力が比較的小さいスルファミン酸タイプの電気メッキ溶液を選択してワットタイプの電気メッキ溶液を置き換えると、製品の不良率が対応して減少することを示しています。

2.2.2コーティングの品質に対する添加剤の種類の影響、スルファメート電気めっき溶液の他の成分および作業条件は変更されず、コーティングの品質に対する添加剤の種類の影響が研究されます。 実験結果は、他の条件が変わらないことを示しています。 以下の条件では、1,5-ナフタレンジスルホン酸チオ尿素またはサッカリンが添加めっき液として選択され、細線の不良率は比較的低くなります。 ニッケルメッキ層の光沢効果を比較すると、添加剤としてサッカリンを使用することの光沢効果は、他の添加剤よりも有意に高い。

2.2.3 コーティング品質に対する添加剤含有量の影響 表 2 のスルファミン酸電気めっき溶液の他の成分と作業条件を固定し、コーティング品質に対する電気めっき添加剤サッカリンの含有量の影響を調べました。 他の条件が変わらないという条件下では、サッカリン濃度がニッケルめっき層の品質に及ぼす影響は明らかです。 集中度の増加に伴い、不良率は減少し、最小値に現れます。 質量濃度が 0.4 g/L から 0 .5 g/L に増加すると、不良率が再び増加します。 したがって、サッカリンの質量濃度は 0.3-0.4 g/L となるはずです。

2.3 コーティングの品質に対する電気めっき作業条件の影響 2.3.1 コーティングの品質に対するカソード電流密度の影響{6}}.3-0.4 g/L、コーティング品質に対する電流密度の影響を調べ、その結果を表 7 および図 2 に示します。図 2 から、他の条件が変わらないという条件では、ニッケルめっき層の品質に対する電流密度の影響がより明白になります。 0 A/dm が 6.0 A/dm に増加すると、不良率が大幅に増加しました。 したがって、制御電流密度は 3.0-5.0 A/dm である必要があります。

2.3.2 コーティング層の品質に対する電気めっき作業溶液の温度の影響 表 2 のスルファメート電気めっき溶液の他の成分、含有量、および作業条件は変更されず、添加剤 (サッカリン) の質量濃度は0.3- 0.4 g/L、電流密度は 3.0-4.0 A/dm、コーティング品質に対する温度の影響が研究され、結果を表 8 と図 3 に示します。図 3 から、他の条件を変更しない場合、電気めっき液の温度がニッケルめっき層の品質に及ぼす影響は明らかであることがわかります。 温度が上昇するにつれて、不良率は減少し、最小値になります。 温度が 70 度に達すると、不良率が大幅に増加します。 そのため、温度管理は50～60度が適当です。

3 まとめ 1) 4J29 リードフレームの電気めっき後の電気めっき層の細線断線およびクラックを防止するための新しい電気めっきプロセス方法を開発しました。 2) 熱処理の最適なプロセスは、温度 420-450 度、保持時間 12{{10}} 分、自然冷却で室温まで冷却することです。 ニッケル電気めっきの最適な作業条件は、スルファミン酸ニッケル 250-350 g/L、ホウ酸 25-35 g/L、湿潤剤 (K12) 0.01 g/L、サッカリン 0 です。 3-0.4 g /L、pH値3-5、温度50-60度、電流密度3.0-55.0 A/dm。 3) 企業の実際の使用後、1 つのピース 90 あたり 10 回のサンプリングを行います。曲げ実験では、新しいプロセスの製品不良率は安定して 2% 未満に制御され、その他の性能テストは製品の品​​質要件を満たしています。