半导体与真空设备制造

真空炉与真空热处理

在真空下完成热处理、钎焊与除气烘烤——专为高温下不能接触空气的部件准备。

在大气中热处理,会把你刚花时间电解抛光好的表面重新氧化。同样一道工序放到真空下做,表面保持光亮,事后也没有东西需要清理——这就是真空部件普遍走这条路的原因。

被统称为“真空热处理”的三件不同的事

第一是常规的冶金热处理——退火、去应力、淬火硬化——放在真空下做以避免氧化和脱碳。第二是真空钎焊,此时真空炉就是连接工具。第三是真空烘烤:把已装配好的腔体在真空下加热到 150–400 °C,在封口前驱除吸附的水汽和氢。三者的温度和气氛要求各不相同,工艺曲线不能混用。

真空烘烤:让超高真空成为可能的一步

经过电解抛光之后,腔体内的主要残余气体是水。水在常温下脱附很慢,150 °C 以上就会明显加快;氢则在约 250 °C 以上开始从钢中析出。在 250–400 °C 下控温烘烤并持续抽气,可以把它们大部分驱除。只做到不漏、却从未烘烤过的腔体,会长期停留在高真空。

我们执行的工艺

不锈钢焊接件的退火与去应力、真空钎焊工艺曲线,以及面向超高真空的腔体烘烤。热电偶布置在工件上,而不只是放在炉膛里,这样记录下来的曲线反映的是零件本身,而不是炉内气氛。

对后续工艺链的影响

烘烤排在电解抛光之后、最终封口之前,因为加热已抛光的表面不会破坏表面质量,而加热已被污染的表面则会把污染物烤进去。需要去应力时,去应力排在精加工之前,避免零件在最后一刀之后又发生变形。

自有可控工序

常见问题

超高真空腔体应该在多少度烘烤?

用弹性体密封的腔体通常 250 °C,全金属密封腔体 350–400 °C。上限由密封件以及钎料或焊缝决定,而不是由钢材决定。

一次真空烘烤要多久?

通常是在目标温度下保温 12–24 小时,然后在真空下控温缓冷。冷得太快会重新吸附水汽,前面做的事大半白费。

真空热处理会改变表面粗糙度吗?

在真空下没有氧化皮生成,表面保持光亮。它不会把一个本来没抛光过的表面变好,但也不会让已电解抛光的表面变差。

铝可以在真空下热处理吗?

铝通常在空气或惰性气氛中热处理,而不是真空。因为对多数用途来说,铝表面形成的氧化膜是有保护作用的,走真空只会增加成本而没有收益。

腔体氦检漏已经合格,还需要烘烤吗?

需要。气密性和放气是两件独立的事。腔体可以完全不漏,却因为内表面持续脱附水汽而始终进不了超高真空。

相关能力

不锈钢真空部件电解抛光服务
面向 304、316L 不锈钢与铝合金真空腔体的自有电解抛光产线,内表面 Ra < 0.4 µm,降低出气率,满足超高真空(UHV)工况。电解抛光与钝化均在厂内完成,不外协,一家供应商、一个交期,检测记录随件
氦质谱检漏与漏率检测服务
面向真空腔体、焊接件与馈通件的氦质谱检漏服务,检测下限 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s。真空腔体、大型焊接件与馈通件逐台检测并出具记录,注明检测方法与漏率,随件交付,而不是只给一句口头保证。
真空钎焊服务
面向不锈钢与铝合金组件的真空钎焊:不用钎剂、不生成氧化皮,焊后无需清洗,服役中也没有残留钎剂向腔体内持续放气。钎料按客户烘烤温度选型,接头用氦质谱检漏验证,而不是靠肉眼判断。
半导体真空腔体
面向半导体工艺设备的超高真空(UHV)与高真空腔体制造:等离子刻蚀、CVD/PVD、传片腔与工艺腔。316L 不锈钢与铝合金,氦质谱检漏至 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s,三坐标测量机(CMM)验证,电解
CF(ConFlat)法兰加工
超高真空用 CF(ConFlat)法兰精密加工:刀口密封可至 1 × 10⁻¹³ Torr,可烘烤至 450 °C,材质为 304L/316L 不锈钢,常规尺寸与非标几何形状均可加工,刀口角度与螺栓孔位逐件复
KF、ISO-K 与 ISO-F 真空法兰加工
KF(NW)、ISO-K 与 ISO-F 真空法兰精密加工,材质 304/316L 不锈钢与铝合金,规格自 KF10 至 ISO 630,O 型圈槽与密封面同序配对加工,中心圈与卡爪按标准配作,密封面不留周向
真空观察窗加工
真空观察窗法兰自有产线加工:CF 与 KF 窗体配同序加工的玻璃座,可烘烤的超高真空结构,支持非标尺寸与几何形状。玻璃座密封面与法兰内孔同心且平整,避免观察窗成为整台腔体最先漏的地方。
真空馈通法兰加工
CF 与 KF 真空馈通法兰体加工:功率、热电偶、仪表与多针馈通件,法兰体、陶瓷座与导体孔一次装夹加工,安装面与法兰内孔保证同轴、避免偏心,成品按整体组件做氦质谱检漏,附检测记录。
UHV 腔体与部件
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定制真空腔体制造
定制真空腔体,按图纸或按规格制造:316L、铝合金,大型焊接件加工范围可达 12 m,逐台做氦检漏与三坐标测量机(CMM)验证,密封面均在焊后加工,并提供材质证明与焊接工艺文件,单件与批量长期供货均可。
真空腔体制造与焊接
真空腔体制造与焊接:全焊透洁净氩弧焊(TIG),无微孔、无收弧弧坑,焊接工艺规程受控,氦检漏至 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s,电解抛光与钝化在厂内完成,焊后密封面再加工以保证平面度,逐台出具检漏记录。
真空除气腔
用于电池电芯、树脂与材料除气的 316L 真空除气腔:内表面电解抛光,配 ISO-KF 法兰接口,密封件按工艺蒸气选型,内部几何可完全排净、不留积液死角,便于换产品清洗,逐台氦检漏并做高真空性能验证。
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热真空(TVAC)与空间环境模拟腔体制造:316L 不锈钢容器配内部热沉、馈通与光学接口,真空密封性经氦检漏验证,波纹管与滑动支撑吸收冷热位移,接口按需布置,冷热循环下保持真空边界完整。

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