JPH0468380B2 - - Google Patents
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- JPH0468380B2 JPH0468380B2 JP2609990A JP2609990A JPH0468380B2 JP H0468380 B2 JPH0468380 B2 JP H0468380B2 JP 2609990 A JP2609990 A JP 2609990A JP 2609990 A JP2609990 A JP 2609990A JP H0468380 B2 JPH0468380 B2 JP H0468380B2
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- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Description
発明の目的
本発明は軟質ガラスの封着用合金に関するもの
である。 従来技術と問題点 従来より軟質ガラスとの封着に用いられる合金
として、42％Ni―６％Cr―Fe合金が、熱膨張係
数が軟質ガラスと一致しており、しかも封着強度
がよいことから多く用いられている。この従来の
42％Ni―６％Cr―Fe合金は封着に際し、まず予
備処理として湿潤水素中でCrを優先酸化させて
おき、その後大気中でガラスと封着させる。その
際ガラスとの結合力の強いFe2O4が形成され、ガ
ラスとの良好な封着強度が得られる。ところが42
％Ni―６％Cr―Fe合金は非鉄元素をNiとCr合せ
て48％も含有するため、通常の処理ではFe3O4の
形成が十分に行われず、また、このFe3O4を十分
形成させるには時間がかかりすぎる難点があつ
た。 発明の構成 本発明はこの点に鑑みてなされたもので、熱膨
張率が低く、ガラス封着性に優れ、しかも効率的
にガラスとの封着ができる合金を提供するもので
ある。すなわち、重量％でNi30〜37％未満、Cr1
〜10％、C0.1％以下、O0.015％以下、N0.025％
以下、P0.05％以下、S0.05％以下、副成分として
Ti0.05超〜１％、Nb0.05〜１％、Mo0.01％〜３
％、Ca0.01〜0.5％、V0.01〜0.5％のうち１種ま
たは２種以上、残部Fe及び不可避的不純物から
なるガラス封着用合金、並びに該合金において、
結晶粒度が粒度番号8.0以上であるガラス封着用
合金に関する。 発明の効果 この結果、従来の優れた低熱膨張性を有する42
％Ni―６％Cr―Fe合金と熱膨張特性が同等で、
しかも非鉄元素が低減することにより、ガラスと
の結合力の強いFe3O4が形成されやすくなつてガ
ラス封着の作業効率が増し総合的な封着性で42％
Ni―６％Cr―Fe合金を上まわる合金が得られた。 また、本発明合金は高価なMiの含有量が従来
に比べ少ないので、コスト的にも安価になり、極
めて優れた合金である。 次に本発明合金の組成の限定理由によつて説明
する。 Niはガラスとの適合性すなわちガラスの熱膨
張特性に適合させる元素として最も大きな影響を
与える。Niが30％未満では熱膨張係数が高くな
り熱膨張特性がガラスと適合しなくなる。また37
％以上では非鉄元素の含有量が高くなりすぎて
Fe3O4が形成されにくくなり、また経済的にも不
利になる。このためNi含有量を30〜37％未満と
した。 Crはガラスとの適合性及び封着強度に大きく
影響を与える元素である。Crの含有量が増加す
ると熱膨張係数が大きくなる。そこで、封着に使
用するガラスに合せてNiとCrの含有量をコント
ロールすることにより本発明合金の熱膨張特性を
最適なものに、微妙に調節することができる。し
かし、Cr含有量が10％を超えると熱膨張係数が
大きくなりすぎるためガラス封着には適さなくな
る。また、本発明合金のガラスとの封着に先立ち
予備処理として表面に酸化膜を形成させ、この酸
化膜を介してガラスと封着するが、封着強度はこ
の酸化膜と合金地金との密着性にも依存する。酸
化膜と合金地金の密着性を高めるためには予備処
理において、クロムを優先酸化させ、クロム酸化
膜を形成しておくことが必要である。そのために
はCr含有量が１％以上必要である。以上からCr
含有量を１〜10％とした。 Ｃは0.1％を超えて含有すると封着時にガラス
中に気泡ができやすく封着強度を著しく劣化させ
る。このため、Ｃ含有量の上限を0.1％に規定し
た。 Ｏは酸化膜の形成及び封着に大きく影響を及ぼ
す元素で、0.015％を超えて含有すると、酸化膜
にムラが生じ、また酸化膜の緻密性が劣化するた
め封着強度が著しく損なわれる。また、最悪の場
合には封着時にガラス中に気泡を作り好ましくな
い。そのためＯ含有量の上限を0.015％に規定し
た。 ＮもＯ同様封着性に大きく影響を及ぼす元素
で、0.025％を超えて含有すると封着強度が著し
く損なわれるため、Ｎ含有量の上限を0.025％に
規定した。 Ｐは0.05％を超えて含有すると酸化ムラができ
やすいため上限を0.05％に規定した。 Ｓは0.05％を超えて含有すると酸化ムラができ
やすく、また、酸化膜と地金の密着性も低下する
ため上限を0.05％に規定した。 また、さらに封着性を向上させる副成分として
Ti0.05超〜１％、Nb0.05〜１％、Mo0.01〜３％、
Ca0.01〜0.5％、V0.01〜0.5％のうち１種または
２種以上を含有するとさらに封着性が改善され
る。 以下にこれらの副成分の添加理由及び成分範囲
の限定理由を述べる。 Tiは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.05％以下では効果がなく、１％を超えると加工
性が悪くなり、また酸化膜にムラが生じやすくな
る。 Nbは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.05％以下では効果がなく、１％を超えると加工
性を害する。 Moは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、３％を超えると加工
性を害し、また酸化ムラを生じやすくなる。 Caは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、0.5％を超えると酸
化ムラが生じやすくなるため好ましくない。 Ｖは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、0.5％を超えると加
工性を害し、また、酸化ムラを生じやすくなる。 以上、本発明の合金成分について説明したが、
これらの合金の結晶粒度を適正に制御することに
より、さらに優れた封着性を安定して得られるこ
とが確かめられた。すなわち、結晶粒度が粒度番
号0.8以上である場合により優れた封着性を有す
る。 次に本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 第１表に本発明合金の例と比較例を示す。各合
金は、真空溶解鋳造した後、熱処理と圧延をくり
返し、板厚0.3mmの板材に仕上げた。この試料の
熱膨張係数を測定し、また、封着強度はこの試料
の表面を脱脂した後、湿潤水素中にて1050℃で20
分加熱し表面に酸化膜を形成させた後、ガラスと
封着し、引張試験により密着強度を求めて評価し
た。 試料No.１〜28が本発明合金であり、これに対す
る比較合金がNo.29〜36である。本発明合金は熱膨
張係数α30―350が９×10-5／℃程度でありガラス
とよく適合しており、密着強度も5.0Kg／mm2以上
と高く封着用合金に適している。これに対して比
較合金No.29〜35は本発明の成分範囲からはずれて
いるため熱膨張係数が高すぎたり低すぎたり、あ
るいは密着強度が十分でなく封着用合金としては
適さない。また、比較合金No.36は42％Ni―６％
Cr―Fe合金であるが、総合的な密着強度は本発
明合金に劣つている。 次に結晶粒度の影響であるが、本発明合金No.
１、No.16、No.19とNo.27を供試材とし、試験を行つ
た結果を第２表に示す。 第２表から結晶粒が小さくなると密着強度が向
上していることがわかる。 従つて、優れた封着性を安定して得るためには
結晶粒度を粒度番号8.0以上にすることが有効で
ある。 以上述べたように本発明合金は優れた封着性を
有しており、従来42％Ni―６％Cr―Fe合金を十
分代替できる安価な工業的に極めて有用な合金で
ある。
である。 従来技術と問題点 従来より軟質ガラスとの封着に用いられる合金
として、42％Ni―６％Cr―Fe合金が、熱膨張係
数が軟質ガラスと一致しており、しかも封着強度
がよいことから多く用いられている。この従来の
42％Ni―６％Cr―Fe合金は封着に際し、まず予
備処理として湿潤水素中でCrを優先酸化させて
おき、その後大気中でガラスと封着させる。その
際ガラスとの結合力の強いFe2O4が形成され、ガ
ラスとの良好な封着強度が得られる。ところが42
％Ni―６％Cr―Fe合金は非鉄元素をNiとCr合せ
て48％も含有するため、通常の処理ではFe3O4の
形成が十分に行われず、また、このFe3O4を十分
形成させるには時間がかかりすぎる難点があつ
た。 発明の構成 本発明はこの点に鑑みてなされたもので、熱膨
張率が低く、ガラス封着性に優れ、しかも効率的
にガラスとの封着ができる合金を提供するもので
ある。すなわち、重量％でNi30〜37％未満、Cr1
〜10％、C0.1％以下、O0.015％以下、N0.025％
以下、P0.05％以下、S0.05％以下、副成分として
Ti0.05超〜１％、Nb0.05〜１％、Mo0.01％〜３
％、Ca0.01〜0.5％、V0.01〜0.5％のうち１種ま
たは２種以上、残部Fe及び不可避的不純物から
なるガラス封着用合金、並びに該合金において、
結晶粒度が粒度番号8.0以上であるガラス封着用
合金に関する。 発明の効果 この結果、従来の優れた低熱膨張性を有する42
％Ni―６％Cr―Fe合金と熱膨張特性が同等で、
しかも非鉄元素が低減することにより、ガラスと
の結合力の強いFe3O4が形成されやすくなつてガ
ラス封着の作業効率が増し総合的な封着性で42％
Ni―６％Cr―Fe合金を上まわる合金が得られた。 また、本発明合金は高価なMiの含有量が従来
に比べ少ないので、コスト的にも安価になり、極
めて優れた合金である。 次に本発明合金の組成の限定理由によつて説明
する。 Niはガラスとの適合性すなわちガラスの熱膨
張特性に適合させる元素として最も大きな影響を
与える。Niが30％未満では熱膨張係数が高くな
り熱膨張特性がガラスと適合しなくなる。また37
％以上では非鉄元素の含有量が高くなりすぎて
Fe3O4が形成されにくくなり、また経済的にも不
利になる。このためNi含有量を30〜37％未満と
した。 Crはガラスとの適合性及び封着強度に大きく
影響を与える元素である。Crの含有量が増加す
ると熱膨張係数が大きくなる。そこで、封着に使
用するガラスに合せてNiとCrの含有量をコント
ロールすることにより本発明合金の熱膨張特性を
最適なものに、微妙に調節することができる。し
かし、Cr含有量が10％を超えると熱膨張係数が
大きくなりすぎるためガラス封着には適さなくな
る。また、本発明合金のガラスとの封着に先立ち
予備処理として表面に酸化膜を形成させ、この酸
化膜を介してガラスと封着するが、封着強度はこ
の酸化膜と合金地金との密着性にも依存する。酸
化膜と合金地金の密着性を高めるためには予備処
理において、クロムを優先酸化させ、クロム酸化
膜を形成しておくことが必要である。そのために
はCr含有量が１％以上必要である。以上からCr
含有量を１〜10％とした。 Ｃは0.1％を超えて含有すると封着時にガラス
中に気泡ができやすく封着強度を著しく劣化させ
る。このため、Ｃ含有量の上限を0.1％に規定し
た。 Ｏは酸化膜の形成及び封着に大きく影響を及ぼ
す元素で、0.015％を超えて含有すると、酸化膜
にムラが生じ、また酸化膜の緻密性が劣化するた
め封着強度が著しく損なわれる。また、最悪の場
合には封着時にガラス中に気泡を作り好ましくな
い。そのためＯ含有量の上限を0.015％に規定し
た。 ＮもＯ同様封着性に大きく影響を及ぼす元素
で、0.025％を超えて含有すると封着強度が著し
く損なわれるため、Ｎ含有量の上限を0.025％に
規定した。 Ｐは0.05％を超えて含有すると酸化ムラができ
やすいため上限を0.05％に規定した。 Ｓは0.05％を超えて含有すると酸化ムラができ
やすく、また、酸化膜と地金の密着性も低下する
ため上限を0.05％に規定した。 また、さらに封着性を向上させる副成分として
Ti0.05超〜１％、Nb0.05〜１％、Mo0.01〜３％、
Ca0.01〜0.5％、V0.01〜0.5％のうち１種または
２種以上を含有するとさらに封着性が改善され
る。 以下にこれらの副成分の添加理由及び成分範囲
の限定理由を述べる。 Tiは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.05％以下では効果がなく、１％を超えると加工
性が悪くなり、また酸化膜にムラが生じやすくな
る。 Nbは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.05％以下では効果がなく、１％を超えると加工
性を害する。 Moは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、３％を超えると加工
性を害し、また酸化ムラを生じやすくなる。 Caは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、0.5％を超えると酸
化ムラが生じやすくなるため好ましくない。 Ｖは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、
0.01％未満では効果がなく、0.5％を超えると加
工性を害し、また、酸化ムラを生じやすくなる。 以上、本発明の合金成分について説明したが、
これらの合金の結晶粒度を適正に制御することに
より、さらに優れた封着性を安定して得られるこ
とが確かめられた。すなわち、結晶粒度が粒度番
号0.8以上である場合により優れた封着性を有す
る。 次に本発明を実施例により詳しく説明する。 実施例 第１表に本発明合金の例と比較例を示す。各合
金は、真空溶解鋳造した後、熱処理と圧延をくり
返し、板厚0.3mmの板材に仕上げた。この試料の
熱膨張係数を測定し、また、封着強度はこの試料
の表面を脱脂した後、湿潤水素中にて1050℃で20
分加熱し表面に酸化膜を形成させた後、ガラスと
封着し、引張試験により密着強度を求めて評価し
た。 試料No.１〜28が本発明合金であり、これに対す
る比較合金がNo.29〜36である。本発明合金は熱膨
張係数α30―350が９×10-5／℃程度でありガラス
とよく適合しており、密着強度も5.0Kg／mm2以上
と高く封着用合金に適している。これに対して比
較合金No.29〜35は本発明の成分範囲からはずれて
いるため熱膨張係数が高すぎたり低すぎたり、あ
るいは密着強度が十分でなく封着用合金としては
適さない。また、比較合金No.36は42％Ni―６％
Cr―Fe合金であるが、総合的な密着強度は本発
明合金に劣つている。 次に結晶粒度の影響であるが、本発明合金No.
１、No.16、No.19とNo.27を供試材とし、試験を行つ
た結果を第２表に示す。 第２表から結晶粒が小さくなると密着強度が向
上していることがわかる。 従つて、優れた封着性を安定して得るためには
結晶粒度を粒度番号8.0以上にすることが有効で
ある。 以上述べたように本発明合金は優れた封着性を
有しており、従来42％Ni―６％Cr―Fe合金を十
分代替できる安価な工業的に極めて有用な合金で
ある。
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でNi30〜37％未満、Cr1〜10％、C0.1
％以下、O0.015％以下、N0.025％以下、P0.05％
以下、S0.05％以下、副成分としてTi0.05超〜１
％、Nb0.05〜１％、Mo0.01％〜３％、Ca0.01〜
0.5％、V0.01〜0.5％のうち１種または２種以上、
残部Fe及び不可避的不純物からなるガラス封着
用合金。 ２ 結晶粒度が粒度番号8.0以上である特許請求
の範囲第１項記載のガラス封着用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2609990A JPH02236256A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガラス封着用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2609990A JPH02236256A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガラス封着用合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4463285A Division JPS61204354A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ガラス封着用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236256A JPH02236256A (ja) | 1990-09-19 |
| JPH0468380B2 true JPH0468380B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=12184150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2609990A Granted JPH02236256A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガラス封着用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02236256A (ja) |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2609990A patent/JPH02236256A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236256A (ja) | 1990-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |