真空技术书籍,第二版

3.3.2.4 CF 法兰

在 ISO 3669 中 对公称通径为 DN 16 至 DN 250 的 CF 法兰 进行了描述,并在 ISO/TS 3669-2 中对公称通径为 DN 10 至 DN 400 的 CF 法兰进行了详述。除了上述标准,真空市场上 还有制造商或用户提供的其他变体。对于公称通径在 DN 250 之下的,它们是通用的。更大公称通径不常见,而且彼此相 差很大。如果对兼容性有疑问,应该对尺寸进行相互比较 。

CF 法兰专为 UHV 应用而设计,可烘烤温度高达 450°C 且适 用于小于 1 · 10-12 hPa 的压力。对材料的要求比较高。CF 法兰几乎全部由不锈钢制成,通常具有较低的碳含量。材料 1.4307 足以用于很多应用中。对于较高的要求,如要求具有 高强度或低可磁化性,推荐使用优质不锈钢 1.4429 ESR。对 于铝腔室上的应用,开发了特殊的双金属法兰,其包括铝基 底和不锈钢表面或具有硬化表面密封区域的铝法兰。但实际 上,由于价格相对较高、加工性能严格以及可烘烤性能非常 有限,因此它们的应用通常都不太成功

CF 连接包括带有切口的两个对称法兰,一个浅槽中心的金属 扁平垫片,以及足够数量的能够提供所需高接触压力的螺丝 钉,(图 3.15)。法兰上的径向凹槽用于松开法兰,且有助 于泄漏检测,因为可直接将氦喷涂在密封面上。除了必须全 部与钻孔位置对准的固定法兰外,还存在一种转动凸缘法兰 的设计,以便可在任意方向围绕其主轴进行对准。

具有扁平铜垫片和螺丝钉的 CF 连接

图 3.15: 具有扁平铜垫片和螺丝钉的 CF 连接

无氧铜 OFCH(无氧高流导率)通常用作密封件材料,温度 超过 200°C 时采用镀银设计。在装配过程中,法兰切口被压 入封闭的密封盘中。在外切口上发生挤压,同时在内切口上 进行切割操作。冷变形受到外部垂直法兰壁的限制,因此在 边界层产生非常高的压力。在高压下,将微观结构铜调整到 切口使其填补小的表面瑕疵,从而形成金属超高真空密封连 接。以前用的铜垫片不能重复使用。对于压力高达约 1 · 10-8 hPa,FKM 制成的密封件可以多次使用。

在装配过程中,最初要将螺丝钉完全均匀的进行紧固以避免 任何应力。随后按顺序紧固螺丝钉,若干步骤后,一步一 步,直到铜以超高真空密封方式连接到密封面。烘烤时,加 热和冷却应该平稳,不应太快。法兰连接处的温度变化将会 形成应力,由此可能会导致部件的损坏,如对玻璃元件的损 伤,或者可能导致泄漏。