金属牌号及其对应标准
对应牌号接近,但并不完全相同。各标准的化学成分限值略有差异,所以请指明您据以放行的标准,让工厂按它采购。
| 材料 | UNS | EN | JIS | 常用形态与状态 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminum 6061 | A96061 | EN AW-6061 | A6061 | T6或T651板材和棒材 | 腔体本体、盖板、支架、大多数结构件 |
| Aluminum 5083 | A95083 | EN AW-5083 | A5083 | O、H111或H321板材 | 大型腔体本体、焊接真空结构 |
| Aluminum 5052 | A95052 | EN AW-5052 | A5052 | H32薄板和板材 | 罩盖、风道、钣金外壳 |
| Stainless 304L | S30403 | 1.4307 | SUS304L | 退火棒材和板材 | 框架、前级管路零件、不接触气体的真空结构 |
| Stainless 316L | S31603 | 1.4404 | SUS316L | 退火棒材、板材和管材 | 接触气体的零件、法兰、UHV部件 |
| Stainless 316LN | S31653 | 1.4429 | SUS316LN | 退火,常为重熔料 | CF法兰和可烘烤的UHV零件 |
| Titanium Grade 2 | R50400 | 3.7035 | 2种 | 退火棒材和板材 | 腐蚀性工艺区、PVD零件 |
| Titanium Grade 5 | R56400 | 3.7165 | TAP6400 | 退火棒材和板材 | 轻而刚的零件、晶圆传送臂 |
| Molybdenum | R03600 | n/a | n/a | 去应力的棒材和板材 | 隔热屏、热区和离子注入部件 |
| OFE copper | C10100 | CW009A | C1011 | 退火或半硬态 | CF垫片、冷却块、射频零件 |
值得写在图纸上的板材和棒材标准:铝用ASTM B209和B221,不锈钢用ASTM A240和A276,钛用ASTM B265和B348,无氧铜用ASTM F68。
铝还是不锈钢
大多数腔体零件不是这个就是那个。选择取决于温度、工艺化学和零件的连接方式,而不是强度。
Aluminum 6061与5083
- 轻,加工快,单件更便宜
- 导热好,适合带冷却的盖板和板件
- 等离子体接触面可做Type III硬质阳极氧化
- 可承受的烘烤温度比不锈钢低
- 密封面容易划伤,所以搬运和包装很重要
Stainless 304L与316L
- UHV工作可烘烤到更高温度
- 可焊成气密接头,是CF部件的标准
- 可电解抛光,保证接触气体的纯净
- 更重,加工更慢,会加工硬化
- 低碳L牌号可限制焊缝处的敏化
铝材内部的选板:腔体用的6061、5083与铸造工装板。不锈钢的纯度牌号:UHP气体管路用316L VIM-VAR。
真空零件上要避开什么
这些材料和做法能通过尺寸检验,却在抽真空或烘烤时失败。
- 锌和镉两者蒸气压都高,烘烤时会污染腔体。因此黄铜、7075及其他含锌合金,以及真空内部镀镉的紧固件都不能用。
- 易切削牌号303、12L14和2011之所以好切削,靠的是硫和铅。它们会放气,损害焊接质量,并在抛光面上显出夹杂物。请指定304L或316L,而不是303。
- 多孔铸造材料铸造气孔会困住气体和清洗液,并在真空下把两者都释放出来。凡是接触真空的零件,都用变形材料的板或棒,除非铸件已被认证可用于此。
- 硅酮和来路不明的润滑剂硅酮会迁移,且很难去除。请问工厂哪些冷却液和润滑剂会接触零件,并在图纸上写明是否禁用硅酮。
- 没有排气的封闭空间它不是材料,但表现得像材料。被困在螺钉后面或盲孔里的气体会缓慢漏出,表现为抽真空不良。
为什么在低压下这很重要:放气。
聚合物与陶瓷
温度是材料厂给出的典型连续使用上限,不是真空烘烤上限。填料、颜料和牌号都会改变上限和放气量。
| 材料 | 常用形态 | 典型使用上限 | 用途 |
|---|---|---|---|
| PEEK,不含填料 | 挤出棒材和板材 | 连续使用约250 °C | 绝缘件、晶圆接触件、CMP环 |
| 聚酰亚胺(Vespel SP-1类) | 直接成型件 | 连续使用约290 °C | 高温绝缘件、耐磨垫 |
| PPS | 挤出或模压 | 连续使用约220 °C | CMP保持环、化学液一侧的零件 |
| PTFE与PFA | 模压棒材和片材 | 连续使用约260 °C | 湿法工艺零件、密封件、内衬 |
| Alumina 99.5% | 烧成后磨削或研磨 | 远高于工艺温度范围 | 绝缘件、晶圆接触件,通常由陶瓷专业厂完成 |
ASTM E595是聚合物放气的常用筛选标准:总质量损失1.0%或更低,收集的可凝挥发物0.10%或更低。请向厂家索取您所用具体牌号的数据。更多内容见湿法工艺设备用PFA、PVDF和PEEK和晶圆设备中的氧化铝与AlN。
证明书与可追溯性
文件也是材料的一部分。请把证明书类型写在图纸上,否则报价中不会包含。
- EN 10204 3.1由材料厂出具的检验证明书,含该炉实测的化学成分和力学性能结果。真空零件和气体零件的常规要求。
- EN 10204 3.2同样的结果,另由独立检验员或采购方代表确认。仅用于关键零件,并会在钢厂增加时间。
- 炉批号可追溯证明书上的炉号标记或记录在每个零件或每批上,这样有材料问题时可以追溯到所用的原材料。
- 限制材料清单如果贵公司禁用某些物质或要求申报,请把清单随询价一起发来。它会缩小工厂可采购的原材料范围。
- 表面处理证明阳极氧化、电镀和电解抛光产线会按批次出具各自的证明。请与尺寸检验报告一起索取。
关于材料的问题
腔体本体用6061还是5083更好?
6061-T6切削干净,密封面保持得好,硬质阳极氧化也均匀,所以适用于大多数机加工的腔体本体和盖板。5083是大型焊接本体的常见选择,因为焊后保留更多强度,并且有厚板供应。通常由焊接设计来决定。
我需要316L,还是304L就够了?
对于结构件和前级管路零件,304L通常就够。接触气体的零件、为纯度而电解抛光的零件、以及接触腐蚀性工艺气体的零件,通常要求316L,超高纯气体管路往往还要进一步用316L VIM-VAR。316L中的钼是提高耐腐蚀性的原因。
3.1证明书是什么,我需要吗?
EN 10204 3.1类型的检验证明书由材料厂出具,载明该炉实测的化学成分和力学性能。大多数真空和气体零件的图纸都要求提供,并且与所用原材料的炉批号对应。只重复牌号名称的经销商证明书不是同一种文件。
PEEK可以用在腔体内部吗?
通常可以。不含填料的PEEK和聚酰亚胺在烘烤后放气很少,常用于真空内部。请核对牌号,因为填料和颜料会改变结果,并向材料厂索取按ASTM E595测得的放气数据。