ConFlat 是唯一能进入真正超高真空的法兰系列,靠的是刀口压溃无氧铜垫圈。所以全部负担都落在两处加工特征上:刀口角度和螺栓孔位。任何一处做错,漏率都不是靠垫圈能补回来的。
CF 刀口密封到底怎么起作用
两片法兰之间夹一枚软态无氧铜垫圈。每片法兰都有一圈 70° 夹角的凸起刀口。螺栓拧紧时,刀口切入铜垫圈并局部冷焊,形成金属对金属的密封,气体通道里没有任何弹性体。因为没有高分子材料,接头可以烘烤到 450 °C,腔体也能达到 O 型圈根本承受不了的压力。
决定密封成败的尺寸
刀口夹角与刃口半径;垫圈座密封面的平面度与表面粗糙度;螺栓分布圆直径与孔数;以及垫圈槽深度。在大法兰上,螺栓孔位还必须均匀,因为螺栓载荷不均会让刀口倾斜,漏点会出现在相反的一侧。
常规尺寸与我们的加工范围
CF 法兰从规管接口上用的小尺寸 CF16、CF35,一直到大型腔体门上的 CF250 及更大规格。常规尺寸按公开图纸尺寸加工,腔体设计需要时也做非标尺寸和接口几何,包括带管嘴、可转动和盲板等变体。
材料
304L 是通用选择,切削性能好。316L 用于腐蚀性工艺环境。要求低磁导率时选 316LN。超高真空场合垫圈一律用无氧铜——氟橡胶和铝垫圈可用于较低温度工况,但要放弃烘烤能力。相应的不锈钢板材牌号见 GB/T 3280(冷轧板)与 GB/T 4237(热轧板)。
ConFlat 密封特性对照
| 项目 | ConFlat(CF) | KF(NW) | ISO-K / ISO-F |
|---|---|---|---|
| 密封形式 | 无氧铜垫圈 + 刀口 | 弹性体 O 型圈 | 弹性体 O 型圈 |
| 典型压力范围 | UHV,可至 ~1 × 10⁻¹³ Torr | 粗真空至高真空 | 粗真空至高真空 |
| 烘烤温度 | 可至 450 °C | ~150 °C(氟橡胶) | ~150–200 °C(氟橡胶) |
| 可否重复使用 | 垫圈每次更换 | O 型圈完好可重复使用 | O 型圈完好可重复使用 |
| 装配方式 | 螺栓连接,高扭矩 | 卡箍或卡爪 | 螺栓或卡箍 |
| 典型用途 | UHV 腔体、束线、SEM | 前级管路、粗抽、维护接口 | 较大 HV 接口、泵口 |
自有可控工序
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
常见问题
CF 法兰能承受多高的真空?
配无氧铜垫圈的 ConFlat 接头可进入超高真空区间,通常标称为优于 1 × 10⁻¹³ Torr。实际使用中的限制在腔体其余部分,而不在法兰本身。
CF 法兰螺栓要拧多大扭矩?
拧到刀口完全压入铜垫圈为准,均匀施加、对角交叉顺序上紧。具体数值取决于螺栓规格和垫圈材料——扭矩不足会让刀口只嵌入一部分,产生的漏点往往到烘烤之后才显现。
CF 垫圈能重复使用吗?
不能。刀口会让铜垫圈冷作硬化,用过的垫圈已经留下压痕,第二次密封不可靠。为省几个垫圈钱而重复使用,对一台要进超高真空的腔体来说是得不偿失。
CF 和 KF 怎么选?
凡是需要烘烤或必须保持超高真空的接头,用 CF。粗抽管路、规管接口和需要频繁拆装的位置用 KF——KF 装配快得多,O 型圈还能重复使用,但它承受不了超高真空所需的烘烤温度。
非标 CF 尺寸你们做吗?
做。常规尺寸按公开图纸尺寸加工,腔体几何需要时也做非标直径、带管嘴接口和非标螺栓孔位。
相关能力
需要按规格定制吗?
把图纸或技术规格发给我们,我们会回复 DDP 报价、交期和检验方案。