CN1110576C - 铁镍合金 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种低膨胀性的铁镍合金，为了将该合合金在20-100℃的热膨胀系数调节到小于0.6×10-6/K，该合金除了含有(质量%)最多0.009%的碳，最多0.1%的锰，最多0.1%的硅和最多0.1%的铝外，还含有0.5-2.0%的钴，35.0-36.0%的镍，余量铁以及制备时所带入的杂质。

Description

铁镍合金
本发明涉及到一种低膨胀性的铁镍合金。
众所周知，具有36％镍的铁基合金在温度为20-100℃时有低的膨胀系数。所以这些合金在近数十年来一直被应用在那些温度发生变化时也要求保持恒定长度的场合，例如精密仪器，钟表，双金属。随着彩色电视机和电脑显示器向高清晰度、高色彩逼真和高对比强度发展，甚至在不利的光线条件情况下，特别是对于显示屏朝着越来越平面化和越来越大的方向发展的情况下，越来越多的铁镍材料被用于影孔板。具有约36％镍的技术铁镍合金在20-100℃温度范围，如在传统显像管中所处的范围，于软化退火状态下其热膨胀系数大约为1.2×10-6/K或甚至还要大，如它在钢铁材料手册(SEW-385，1991版)中标明的。
为满足日益提高的要求，根据DE-A 4402684研制出了一种含有至少34％镍的铁基合金，该种合金在20-100℃温度范围具有1.0×10-6/K以下的较低的热膨胀系数，是通过将锰含量保持低于0.1％，Fe/Ni比选择在1.75-1.83之间。在20-100℃温度范围其典型的热膨胀系数大约为0.6-0.9×10-6/K。
DE-A2217280涉及到一种彩色显像管的孔眼光圈，它的材料为在20-80℃温度范围比热膨胀为0-2×10-6/K，优选为0.6-1.2×10-6/K的铁镍合金，其具有以下的组成(重量％)：30-45％镍，0-2.5％锰，0-2％硅，0-2％碳，0-8％钴，0-11％铬，0-3％钨，余量为铁。优选的合金应具有以下的组成(重量％)：30-31％镍，4-8％，优选5-7％钴，余量为铁。
从1973年国际镍DE-商业文件(DE-Firmenschrift derInternational Nickel)第18页中可获知一种含镍36％的冷韧镍铁合金，该合金是由较少的其余元素含量(重量％)制备的：0.1％碳，0.3％硅，0.3％锰，0.015％硫，0.015％磷，0.05％铝，0.02％铜，0.1％钴，0.1％铬及0.03％镁。
从1973年国际镍DE-商业说明书(DE-Firmenprospekt derInternational Nickel)第12页公布了一种铁镍合金。该合金5-6重量％的镍用钴代替能在室温下在通常含36重量％的铁镍合金中使热膨胀系数较大的降低，但是其中可用的低膨胀系数范围变窄。
从JP-A6-336655中可获知一种铁镍合金，该合金在镍含量35-36重量％时钴含量为0-0.7重量％。
人们还进一步获知，含有大约32％镍和5％钴的铁基合金在20-100℃温度范围具有还要更低的热膨胀系数。所以这些合金被应用于对于热长度稳定性方面有最高要求的用途中。但是由于高的钴含量而提高了合金成本，所以这些合金在技术领域没有得到广泛的应用。
用在大型纯平显示屏的影孔板要求一种在20-100℃温度范围其热膨胀系数还低于1.0×10-6/K的合金。但是其合金成本必须较大的低于含大约32％镍和5％钴的铁基合金。
JP-A06336655公开了一种荫罩用铁-镍-(钴)合金，它有以下组成：≤0.35％的锰、≤0.020％的铝、≤0.09％的硅、≤0.06％的铬、≤0.03％的钛、≤0.06％的钼、≤0.04％的钨、≤0.03％的铌、≤0.02％的钒、≤0.03％的铜以及≤0.10％的钛+铬+铝+铜。镍含量应为28％-38％，余量为铁。根据镍含量，可加入1-7％的钴。如已经讲到的，钴是一种昂贵的合金元素，应尽量加以替代。
从EP-A0567989可得到一种荫罩材料，其制法以及使用这种材料的彩色显像管。使用一种有30-40％镍(质量％)、余量为铁的铁镍合金。镍含量可最多有10％被钴替代。允许存在的杂质看作下列含量：碳≤0.005％、硫≤0.005％、磷≤0.005％、氧≤0.005％、氮≤0.005％。此外，可单独或共同加入0.001-3％下列元素：铌、钛、锆、钼、钒、钨、铍、硅、铝、钽。该公开文献的目的是使荫罩材料的质地构造最优化。
本发明的目的就是提供一种低膨胀的铁镍合金，该合金通过加入较便宜的合金元素而能在20-100℃温度范围得到最佳的热膨胀系数，并且能应用于不同的应用领域中。
同时该合金特别在加工成彩色电视机荫罩时必须具有良好的热和冷变形性能。
此目的可通过一种低膨胀性的铁镍合金来达到，为了把该合金在20-100℃温度范围的热膨胀系数调整到小于0.6×10-6/K，该合金除了(质量％)最多0.009％的碳，最多0.05％锰，最多0.05％的硅和0.01-0.05％的铝外，还含有0.7-1.3％钴，35-36％的镍，余量铁和制备时带入的杂质。
低于0.5％的钴含量达不到预期的效果。按照本发明的合金除了含有镍和钴外，还含有最多0.009％的碳，最多0.1％锰，最多0.1％的硅和最多0.1％的铝以及极少量的制备时带入的杂质，余量为铁。按照本发明的合金以其显著的可加工性能而显得尤为突出，用它生产荫罩时不要附加的方法步骤。此外该合金还显示了相应于需求的长期的热性能稳定性。
按照本发明的合金在20-100℃温度范围具有小于0.6×10-6/K的非常小的热膨胀系数。
按照一般的观点，至少0.2％的较高的锰含量对于好的热变形性是必不可少的。然而意外地表明按照本发明的合金即使在非常低的小于0.05％的锰含量也具有非常好的热和冷变形性。
本发明的合金不但可用于
—显示屏的荫罩和框架部件而且还可用于
—热双合金的钝态成分
—用于液化气的制备，储存和运输的部件
—在激光技术中的部件。

Claims (5)

1.一种低膨胀性的铁镍合金，该合金在20-100℃温度范围的热膨胀系数为小于0.6×10-6/K，该合金含有最多0.009％的碳，最多0.05％的锰，最多0.05％的硅和0.01-0.05％的铝，以及还含有0.7-1.3％的钴，35-36％的镍，余量铁以及制备时所带入的杂质，以质量％计。
2.按权利要求1的低膨胀性的铁镍合金在显示屏的荫罩和框架部件中的应用。
3.按权利要求1的低膨胀性的铁镍合金用于钝态热双金属的应用。
4.按权利要求1的低膨胀性的铁镍合金用于液化气的制备，储存和运输的部件的应用。
5.按权利要求1的低膨胀性的铁镍合金用于激光技术的部件的应用。
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