CN110129684A - 一种铁镍钴玻封合金 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种铁镍钴玻封合金，包括如下质量百分比的各组分：Ni 28‑30％、Co 16‑18％、C 0.03‑0.08％、Zr 0.05‑0.1％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1‑2.5。本发明通过适当提高合金中碳和锆的比例，并限定二者质量比，有效提高合金强度，可以避免合金在打钉头时发生开裂，形成微裂纹；电渣重熔过程中用适量的铝粉对电渣进行脱氧处理，可降低电渣中FeO、MnO等不稳定氧化物，从而有效降低合金中氧含量，避免造成不利影响，还有利于提高炉渣吸附非金属夹杂物的能力和脱硫能力，提高合金质量；热轧之前进行剥皮处理，减少酸洗工艺，利于环保，剥皮还可以提高材料表面质量，减少人工修磨不能消除的缺陷，提高合金质量。

Description

一种铁镍钴玻封合金
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种铁镍钴玻封合金。
背景技术
铁镍钴玻封合金广泛用于电真空器，如发射管、振荡管、晶体管等，是与玻璃膨胀系数相匹配的一种密封结构的材料。气密性要求相当严格，在加工过程各道工序必须严格控制材料组织致密性、气孔夹杂裂纹成份材料烧结软硬不一致等各种类型的缺陷。
目前国内的铁镍钴玻封合金强度较低，打钉头容易开裂形成微裂纹，而且目前的铁镍钴玻封合金一般是通过真空冶炼后进行电渣重熔，电渣中存在的FeO、MnO等不稳定氧化物会不断将界面上的氧传递至合金内部，从而导致合金的氧含量增加，严重影响合金的力学性能。
发明内容
为了避免目前铁镍钴玻封合金打钉头容易开裂形成微裂纹的问题，本发明公开了一种铁镍钴玻封合金，通过增加合金中碳和锆的比例，有效改善了合金的强度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁镍钴玻封合金，包括如下质量百分比的各组分：Ni 28-30％、Co 16-18％、C0.03-0.08％、Zr 0.05-0.1％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1-2.5。
作为优选，上述铁镍钴玻封合金，包括如下质量百分比的各组分：Ni 28.5-29.5％、Co 16.5-18％、C 0.03-0.05％、Zr 0.05-0.08％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1-2。
作为优选，上述铁镍钴玻封合金，包括如下质量百分比的各组分：Ni 29.0-29.5％、Co 16.5-17％、C 0.04-0.05％、Zr 0.06-0.08％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1.5。
作为优选，上述铁镍钴玻封合金，采用如下方法制备而成：
(1)按比例准备好原料，加入真空感应炉内熔炼，熔炼过程中，从钢包底部吹入氩气进行脱气和搅拌，待全部熔融后进行精炼；
(2)将熔液浇铸成自耗电极，将自耗电极放入电渣炉中重熔成电渣锭；
(3)将电渣锭锻造成钢棒，然后在真空或惰性气体保护下对钢棒进行退火处理；
(4)将钢棒热轧成型，然后进行剥皮处理，之后在真空或惰性气体保护下进行退火处理。
作为优选，上述步骤(1)中的精炼温度为1500-1570℃，时间为20-40min。
作为优选，上述步骤(2)中电渣重熔的具体步骤为：
(A)先将电渣和铝粉加入电渣炉内，对电渣进行脱氧；
(B)对自耗电极进行电渣重熔，电渣重熔过程中均匀加入铝粉；
所述步骤(A)电渣与铝粉的质量比为0.2-0.5：1；
所述步骤(A)中所加入铝粉的质量是步骤(B)中所加入铝粉的40-60％。
作为优选，上述步骤(3)中退火处理的温度为900-980℃，时间为4-6h。
作为优选，上述步骤(3)在退火处理之后进行剥皮处理。
作为优选，上述步骤(4)中退火处理的温度为700-760℃，时间为3-5h。
本发明具有如下的有益效果：(1)本发明通过适当提高合金中碳和锆的比例，并限定二者质量比，有效提高了合金强度，可以避免合金在打钉头时发生开裂，形成微裂纹；
(2)电渣重熔过程中用适量的铝粉对电渣进行脱氧处理，可以降低电渣中FeO、MnO等不稳定氧化物，从而有效降低合金中氧的含量，避免造成不利影响，同时，还有利于提高炉渣吸附非金属夹杂物的能力和脱硫能力，提高合金质量；
(3)热轧之前进行剥皮处理，减少酸洗工艺，有利于保护环境，通过剥皮还可以有效提高材料表面质量，减少人工修磨不能消除的缺陷，提高合金质量。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
铁镍钴玻封合金，采用如下方法制备而成：
(1)按比例准备好原料，加入真空感应炉内熔炼，熔炼过程中，从钢包底部吹入氩气进行脱气和搅拌，待全部熔融后进行精炼；
(2)将熔液浇铸成自耗电极，将自耗电极放入电渣炉中重熔成电渣锭；
(3)将电渣锭锻造成钢棒，然后在真空或惰性气体保护下对钢棒进行退火处理；
(4)将钢棒热轧成型，然后进行剥皮处理，之后在真空或惰性气体保护下进行退火处理。
其中，步骤(1)中的精炼温度为1500-1570℃，时间为20-40min。
步骤(2)中电渣重熔的具体步骤为：
(A)先将电渣和铝粉加入电渣炉内，对电渣进行脱氧，电压设置为60-80V，电流为4000-5000A；
(B)调整电压至45-60V，电流8000-9000A，在氩气保护下，对自耗电极进行电渣重熔，电渣重熔过程中均匀加入铝粉，电渣重熔时间控制在40-60min。
步骤(3)在退火处理之后进行剥皮处理。
实施例1-5和对比例1-7的各组分含量及条件参数见表1。
表1
对比例8与实施例5基本相同，不同之处在于，步骤(3)退火温度为850℃。
实施例1-5和对比例1-8所制备材料的力学性能见表2。
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种铁镍钴玻封合金，其特征在于：包括如下质量百分比的各组分：Ni 28-30％、Co16-18％、C 0.03-0.08％、Zr 0.05-0.1％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1-2.5。
2.如权利要求1所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：包括如下质量百分比的各组分：Ni 28.5-29.5％、Co 16.5-18％、C 0.03-0.05％、Zr 0.05-0.08％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1-2。
3.如权利要求1所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：包括如下质量百分比的各组分：Ni 29.0-29.5％、Co 16.5-17％、C 0.04-0.05％、Zr 0.06-0.08％、Mn≤0.5％、Si≤0.3％、Cu≤0.2％、Cr≤0.2％、Mo≤0.2％、P≤0.02％、S≤0.02％，余量为Fe，所述C与Zr的质量比为1：1.5。
4.如权利要求1-3任一项所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：采用如下方法制备而成：
(1)按比例准备好原料，加入真空感应炉内熔炼，熔炼过程中，从钢包底部吹入氩气进行脱气和搅拌，待全部熔融后进行精炼；
(2)将熔液浇铸成自耗电极，将自耗电极放入电渣炉中重熔成电渣锭；
(3)将电渣锭锻造成钢棒，然后在真空或惰性气体保护下对钢棒进行退火处理；
(4)将钢棒热轧成型，然后进行剥皮处理，之后在真空或惰性气体保护下进行退火处理。
5.如权利要求4所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：所述步骤(1)中的精炼温度为1500-1570℃，时间为20-40min。
6.如权利要求4所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：所述步骤(2)中电渣重熔的具体步骤为：
(A)先将电渣和铝粉加入电渣炉内，对电渣进行脱氧；
(B)对自耗电极进行电渣重熔，电渣重熔过程中均匀加入铝粉；
所述步骤(A)电渣与铝粉的质量比为0.2-0.5：1；
所述步骤(A)中所加入铝粉的质量是步骤(B)中所加入铝粉的40-60％。
7.如权利要求4所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：所述步骤(3)中退火处理的温度为900-980℃，时间为4-6h。
8.如权利要求4所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：所述步骤(3)在退火处理之后进行剥皮处理。
9.如权利要求4所述的铁镍钴玻封合金，其特征在于：所述步骤(4)中退火处理的温度为700-760℃，时间为3-5h。
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