“ConFlat” 法蘭是一種可拆卸的，能承受高溫烘烤的金屬靜密封法蘭，通常用于高真空和超高真空設(shè)備。 “ConFlat” 是瓦里安科技（現(xiàn)安捷倫科技）的注冊(cè)商標(biāo)，因此其他廠家通常稱其為 CF 法蘭。

ConFlat 法蘭的歷史

　　1940年后，真空技術(shù)擴(kuò)展到真空冶金、真空鍍膜和冷凍干燥等應(yīng)用，并開始成為一門獨(dú)立學(xué)科。二戰(zhàn)開始之后，原子物理學(xué)研究和高質(zhì)量電子管的需求，進(jìn)一步推動(dòng)了真空技術(shù)的發(fā)展，特別是 1957 年離子泵的發(fā)明，正式將真空技術(shù)帶進(jìn)了超高真空時(shí)代（參考文章：紀(jì)念特輯 | 離子泵發(fā)明 60 年，不僅這個(gè)世界，整個(gè)宇宙都被它改變了）。由于獲得超高真空時(shí)通常需要烘烤除氣，而普通的橡膠圈密封法蘭無法承受高溫，最早的超高真空設(shè)備不同的組件之間一般采用焊接的方式連接。

　　1961 年，瓦里安科技（現(xiàn)安捷倫科技）發(fā)明了一種可拆卸的，能承受高溫烘烤的金屬靜密封法蘭，并將其命名為 “ConFlat” 法蘭。因其良好的密封性和能承受高溫烘烤的特性， “ConFlat” 法蘭被廣泛的使用，并逐漸成為超高真空和極高真空法蘭的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

ConFlat 法蘭的結(jié)構(gòu)

　　CF（ConFlat）法蘭的密封通過兩個(gè)帶有刀口的法蘭和一片放置于其間的柔性墊片來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)螺栓擰緊時(shí)，法蘭的刀口切入較軟的墊片，墊片的變形填補(bǔ)法蘭刀口的微小缺陷，提供極佳的密封。

　　法蘭的刃口處于法蘭平面下方的凹槽中。除了保護(hù)刀刃外，凹槽還有助于墊圈的定位，在墊片受壓變形時(shí)，還可以起到限制墊圈位置和輔助密封的作用。

ConFlat 法蘭的規(guī)格

　　由于 ConFlat 的標(biāo)準(zhǔn)已被真空設(shè)備行業(yè)普遍采用，信譽(yù)良好的不同廠家所生產(chǎn)的 （外徑相同的）ConFlat 法蘭是可以互相配合以及可互換的。然而，不同的區(qū)域，對(duì)法蘭規(guī)格的表述是不一樣的：在北美，法蘭規(guī)格一般由法蘭外徑（以英寸為單位）表示，如CF 8"、8" CF，而在歐洲和亞洲，通常由所配合的管子的通徑（以毫米為單位）來表示，如 CF100、NW63CF。

ConFlat 法蘭和墊片的材料

　　典型的 ConFlat 法蘭材料有奧氏體不銹鋼 304L、316L、316LN 和表面硬化鋁合金等；密封墊片可以采用多種材料，墊片的材料決定了接頭的最高耐溫，并在一定程度上決定了所能達(dá)到的極限壓力：

　　無氧銅墊片 可以用于1E-13mbar以下的超高真空，耐受 -196° C 到 450°C 之間的溫度循環(huán)。然而，在高溫烘烤時(shí)，墊片暴露在空氣中的部分會(huì)氧化形成一層氧化膜，在法蘭拆卸過程中，氧化膜可能會(huì)剝落到腔室中。對(duì)于需要頻繁長期高溫烘烤的系統(tǒng)，建議使用鍍銀合金墊片。

　　鍍銀墊片 可以達(dá)到和無氧銅墊片相同的真空度，耐受同樣的溫度，但是烘烤時(shí)不容易被氧化或者與法蘭粘連，在真空下的放氣率也更低。

　　鋁制墊片 鋁制的 CF 法蘭必須使用鋁制墊片——而不是銅制的。但是，如果烘烤溫度限制在 200°C 以下，鋁墊片可用于不銹鋼 CF 法蘭。

　　氟橡膠（FKM/Viton）、聚四氟乙烯（PTFE/Teflon）等非金屬材質(zhì)的墊片 由于墊片材料本身的物理性質(zhì)限制，非金屬墊片的無法耐受特別高溫度的烘烤，而且由于非金屬材料具有更高的放氣率和滲透率，所以使用非金屬墊片時(shí)很難獲得非常高的真空度。

ConFlat 法蘭緊固方法和注意事項(xiàng)

　　選擇合適的墊片，對(duì)于需要高溫烘烤的超高真空應(yīng)用，強(qiáng)烈建議采用鍍銀墊片。

　　對(duì)于烘烤溫度超過 200°C 的應(yīng)用，建議使用鍍銀螺栓（銀充當(dāng)潤滑劑），或者在螺紋處涂抹高溫潤滑劑，以防止螺紋損壞或咬死。

　　在處理和安裝 ConFlat 法蘭時(shí)，建議在組裝過程中使用無塵手套。手上的汗?jié)n、油漬等殘留物，哪怕是最輕微的指紋，都會(huì)影響抽真空的效率。

　　仔細(xì)檢查法蘭刀口處是否有缺口、劃痕，然后將墊片放在法蘭的凹槽中，確保墊片正確就位。如果法蘭面是豎直的，可以使用下面的輔助工具，避免安裝時(shí)墊片掉落或錯(cuò)位。

　　先用手將所有螺栓分別擰上，然后按照交叉擰緊的原則，將螺栓每次擰緊 1/4 到 1/2 圈，直至適當(dāng)?shù)呐ぞ刂祷騼蓚€(gè)法蘭平面互相接觸。

　　高真空和超高真空設(shè)備通常都是精密儀器設(shè)備，對(duì)設(shè)備上的各個(gè)零件的位置都有很高的要求，所以會(huì)引起一些局部的零件比較集中，或者位置比較特殊缺少扳手空間，這些地方可以使用如下的板螺母（Plate nuts）替代普通螺母。

　　烘烤時(shí)注意溫度控制，金屬墊片在墊片變形的過程中，會(huì)產(chǎn)生加工硬化，這使得墊片會(huì)產(chǎn)生一定的“彈性”，在溫度劇烈變化時(shí)仍然能保持密封。有證據(jù)表明，長時(shí)間烘烤至 550°C 會(huì)使銅從其加工硬化狀態(tài)部分退火而失去彈性，導(dǎo)致法蘭在冷卻時(shí)發(fā)生泄漏。

ConFlat 法蘭的型式

　　ConFlat 法蘭有四種型式：

　　固定法蘭：一體式設(shè)計(jì)，法蘭上面孔的位置是固定的。

　　可旋轉(zhuǎn)法蘭（活套法蘭）：由內(nèi)法蘭和外法蘭兩部分組成，刀口位于內(nèi)環(huán)上，帶孔的外法蘭能夠圍繞內(nèi)法蘭旋轉(zhuǎn)。

　　固定法蘭和可旋轉(zhuǎn)法蘭又都可以選擇通孔或螺紋孔。