CN1200409A - 低钴瓷封铁镍钴合金 - Google Patents

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郭祥林
赵菲
敖波
孙健
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Abstract

低钴瓷封铁镍钴合金,在20～500℃具有陶瓷材料相近的膨胀系数。该合金中的Co含量为0.5～4.0%,仅是传统铁镍钴合金Co含量的四分之一以下。该新型瓷封合金中还含有AI、Ti、Nb三种金属元素之一种或二种、三种。由于本发明节省了大量价格昂贵的钴金属,从而降低了原材料费用约60%,且封接性能、机加工性能及清洗、电镀性能,均优于传统的钴瓷封合金。

Description

低钴瓷封铁镍钴合金
本发明涉及一种定膨张合金材料，具体地说是一种瓷封合金。
瓷封合金，是一种用于与陶瓷相封接的金属材料，它在一定的温度范围内具有与陶瓷相同或相近的膨胀系数。目前广泛采用的瓷封材料是铁镍钴合金，该合金依其成份不同分为两种，一种的成份百分比含量是：Co14.0～15.2，Ni32.1～33.6，并含有少量Mn和Si，其余主要是Fe；另一种是：Co19.5～20.5，Ni28.5～29.5，并含有少量Mn和Si，其余主要是Fe。由于这两种合金中钴的含量都较高，所以材料成本很高。
本发明的目的是，提供一种接近陶瓷膨胀系数且材辨成一低的新型合金材料。
本发明是这样实现的：在铁镍钴合金中，降低钴的含量，同时适当提高镍的含量，除了像常规AINjCo合金含有的少量锰、硅元素外，还含有少量AI或其他金属元素。本发明之低钴瓷封合金的成份为：Co＝0.5～4，Ni＝35～40，并含有AI、Ti，Nb三种金属中之一种或二种，三种，此几种金属在合金中含量可分别占总重：AI＝0.1～0.2，Ti＝0.1～0.5，Nb＝0.1～2，其余主要是Fe。此合金中还可以含有少量Cu和N，二者的含量分别是：Cu＝0.1～2，N＝0.0065～0.075，其余主要是Fe。微量金属AI、Ti、Nb，在合金中能起到细化晶粒的作用，少量的金属Cu在合金中起到适当降低膨胀系数的作用，少量N在合金中起到提高二次再结晶温度的作用。本发明的生产工艺与已有技术相近，即物料配比后，通过治炼、浇注、锻造、热轨、冷轧等工序加工制造而成。
该合金之性能为：在20～400℃，膨胀系数为：4.8×6.4×10-6/℃；在20～500℃，膨胀系数为：6.4～8.2×10-6/℃。与陶瓷封接后之封接强度大于13107N/cm2。跟传统使用的铁镍钴瓷封合金相比，具有匹配封接性能好，封接强度高，容易机加工、清洗、电镀等优点，尤为优越的是，该材料与传统的FeNiCo合金相比，材料费用降低约60％。该合金适合用于制做高压开关管等高可靠封接件。
下面是本发明的两个实施例：
实施例1：
按下述步骤进行：(1)配料，Fe∶Ni∶Co＝58∶41∶1，加入占总重0.4％的Mn和0.2％的Si，并按配料总重的0.1％加入Nb；(2)冶炼；(3)浇注，浇注温度1540±10℃；(4)锻造，锻造温度1000±100℃；(5)热轧，热轨温度1130±20℃；(6)热处理，热处理温度900±50℃，保温40分钟。此合金的成分为：
 Co   Ni   Nb  Si  Mn  Fe
 0.96   40.82   0.1  0.16  0.29   余
该合金的膨胀系数为：
20～400℃时，膨胀系数为：6.1×10-6/℃；20～500℃时，膨胀系数为：8.1×10-6/℃。
实施例2：
配料，Fe∶Ni∶Co＝58∶39∶3，加入占总重0.35％的Mn和0.1％的Si，并加入总量0.01％的AI和0.1％Nb。其他生产工艺与实施例1相同。合金的化学成份如下：
 Co   Ni    Nb  AI  Si    Mn  Fe
 3.08  38.69    0.1  0.010  0.050    0.2   余
该合金的膨胀系数为：
20～400℃时，膨胀系数为：5.1×10-6/℃；20～500℃时，膨胀系数为：7.2×10-6/℃。

Claims (2)

1.低钴瓷封铁镍钴合金，主要用金属铁.镍、钴，并有少量锰和硅，经配料、冶炼、浇注、锻造、热轧、冷轧等工序加工制成，其特征在于合金中主要元素含量之重量百分比为：Co为0.5～4，Ni为35.0～40.0，并加入三种金属AI、Ti、Nb中的一种或二种、三种，其分别占总量百分比：AI为0.1～2.0，Ti为0.1～0.5，Nb为0.1～2.0，其余主要为Fe。
2、按照权利要求1所说的低钴瓷封合金，其特征在于，合金中还含有微量金属铜和氮，二者在合金中的含量分别占总量百分比：Cu为0.1～2.0，N为0.0065～0.0750。
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