JPS6396235A - Ni基耐熱合金 - Google Patents

Ni基耐熱合金

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JPS6396235A
JPS6396235A JP24338786A JP24338786A JPS6396235A JP S6396235 A JPS6396235 A JP S6396235A JP 24338786 A JP24338786 A JP 24338786A JP 24338786 A JP24338786 A JP 24338786A JP S6396235 A JPS6396235 A JP S6396235A
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Nobuyoshi Kurauchi
倉内 伸好
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミックコンデンサ、セラミック圧電素
子、セラミック半導体、およびサーミスタなどのセラミ
ック製電子部品の製造に際して、その仮焼および焼成工
程で用いられるロータリーキルンなどの内張部材や、こ
れを載置する網状トレイ、さらにこれを収納する容器な
どの前記セラミック製電子部品と接触する各種部材とし
て用いるのに適したNi基耐熱合金に関するものである
〔従来の技術〕
−Sに、セラミック製電子部品、例えばセラミック圧電
素子が、原料粉末として、平均粒径二1pmのBaC0
5粉末と同0.1 μmのT1o2粉末を用い、湿式混
合した後、脱水乾燥し、この混合粉末を、ロータリーキ
ルンなどを用い、1100℃前後の温度で仮焼してBa
TiO3を成形し、これを平均粒径で1μm以下に粉砕
した後、造粒し、ついで所定の形状に成形し、1300
〜1400℃の温度で本焼結し、引続いて焼結体の表面
にAg系は−ストやAg−Pd合金系ペーストなどを用
いて電極を印刷したり、あるいは塗布したシした後、S
OO〜900℃の温度で焼成し、オーバーコートするこ
とによって製造されることは良く知られるところである
また、上記の仮焼工程や焼成工程で用いられるロータリ
ーキルンなどの内張部材や、網状トレイおよび容器など
の各種部材が、SUS 304およびS U 8310
などのステンレス鋼やNi基合金などで製造されている
ことも知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のステンレス鋼やNi合金などで製造され
ている各種部材は、酸化され易く、表面に形成した酸化
スケールがセラミック粉末に混入したシ、あるいは酸化
スケールがセラミック製電子部品本体、あるいはその表
面に印刷された電極と反応したシすると、電気特性の劣
化原因になることから、これらの問題の発生を防止する
目的で比較的短時間で交換しているのが現状である。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、セラミ
ック製電子部品の製造における仮焼工程および焼成工程
で、これと接触する各種部材の製造に用いるのに適した
材料を開発すべく研究を行なった結果、重量%で(以下
チは重量%を示す)、Cr:5 〜25%  、   
      U  二  2 〜10%  、C:0.
O2N2.5%、 Si:0.1〜2%、Mn:0.1
〜2%、 を含有し、 Y : 0.0001〜0.5 %、 La : 0.
0001〜0.3 %、Ce : 0.0001〜0.
3 %、のうちの1種または2種以上、 を含有し、さらに必要に応じて、 Co: 0.5〜20 %、  Fe : 0.5〜3
0%、Ti: 0.1〜5%、   lνfo : 0
.1〜l O%、W:0.1〜10%、  Ta : 
0.1〜10 %、Nb:0.1〜10チ、  Hf:
0.1〜10%、のうちの1種または2種以上(ただし
、 Ti、Mo、W 、 Ta、 Nb、およびHfの
うちの2種以上を含有する場合は合量で15チ以下)、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有
するNi基合金は、耐熱性および化学的安定性にすぐれ
ているので、セラミック製電子部品の製造における仮焼
工程および焼成工程で、これと接触する各種部材として
用いた場合、酸化がきわめて少なく、かつ電子部品を構
成するBaTi’03や、さらに5rTi05、Pb(
Ti、 Zr)、などのセラミック材料、さらに電極に
用いられるAg系に一ストやAg−Pd合金系に一スト
などとも化学的に著しく安定であることから、きわめて
長期に亘っての安定的使用を可能にするという知見を得
たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下にNi基合金の成分組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。
(a)  Cr Cr成分には、耐熱性を向上させる作用があるが、その
含有量が5チ未満では所望の耐熱性を確保することがで
きず、一方その含有量が25チを越えると、合金が脆化
するようになると共に、表面のCr酸化物被膜の形成が
多くなって、セラミック製電子部品と反応するようにな
ることから、その含有量を5〜25チと定めた。
(b)  A1 M成分には、合金表面にAl2O3を形成し、セラミッ
ク製電子部品に対する化学的安定性を向上させる作用が
あるが、その含有量が2%未満では、前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が10%を越えると、
熱間加工性が低下するようになることから、その含有量
を2〜10%と定めた。
(c)  Y、La、およびCe これらの成分には、合金表面に形成された化学的安定な
M2O6保護被膜の密着性を向上させる作用があるが、
その含有量が、Y、La、およびCeともそれぞれ0.
OOOl %未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方その含有量が、それぞれY:0.5%、La:0
.3%、およびCe:0.3%を越えると、熱間加工性
および溶接性が低下するようになることから、その含有
量を、Y : 0.0001〜0.5%、La 二〇、
0001〜0.3%、およびCe:0.0O0.〜0.
3チと定めた。なお、Y:0.005〜0.1%、La
: 0.01〜0.12%、およびCe : 0.01
〜0.12チの含有が望ましい。
(a)  C C成分には、炭化物を形成して強度を向上させる作用が
あるが、その含有量が0.01 %未満では所望の強度
向上効果が得られず、一方その含有量が0.5%を越え
ると合金が脆化するようになることから、その含有量を
0.01〜0.5%と定めた。
(e)  5i S1成分は脱酸作用をもつので、脱酸剤として用いられ
るが、その含有量が0.1%未満では十分な脱酸を行な
うことができず、一方その含有量が2チを越えると、使
用中に脆化相が析出するようになるほか、溶接性も劣化
するようになることから、その含有量を0.1〜2%と
定めた。
(f)  Mn Mn成分にも脱酸作用があるが、その含有量が0.1チ
未満では十分な脱酸をはかることができず、一方その含
有量が2%を越えると、耐酸化性が低下するようになる
ことから、その含有量を0.1〜2チと定めた。
(g)  CoおよびFe これらの成分には、素地に固溶して強度を向上させる作
用があるので、高強度が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量が、それぞれCo:0.5%
未満およびFe:0.5%未満では所望の強度向上効果
が得られず、一方Coにあっては20%を越えた含有は
経済的に不利であシ、またFeにあっては、その含有量
が30係を越えると耐酸化性が劣化するようになること
から、その含有量を、それぞれCo: 0.5〜20 
%、Fe:0.5〜3o%と定めた。
(11) Ti 、 Mo、W、Ta、Nb、およびH
fこれらの成分には、高温強度を向上させる作用がある
ので、必要に応じて含有されるが、その含有量が、いず
れの成分も0.1%未満では所望の高温強度向上効果が
得られず、一方その含有量がT1にあっては5 %、 
Mo、 W、 Ta、Nb、およびHfにあってはそれ
ぞれ10%を越えると、耐酸化性が劣化するようになる
ことから、その含有量をそれぞれT1:0、 1 〜5
  %  、  Mo:  0.1 〜10%  、 
 W  二  〇、1 〜10%  、Ta : 0.
1〜10%、Nb:0.1〜10%、およびHf:0.
1〜10%と定めた。なお、これらの成分のうちの2種
以上を含有する場合には、その合計含有量が15%を越
えると、耐酸化性の劣化は避けられないことから、15
チを越えて含有させてはならない。
また、この発明の合金においては、合金成分としてBお
よびZrのうちの1種または2種を0.001〜0.1
%の範囲で含有させると、高温のクリープ強度が向上す
るようになり、さらにCaおよび171gのうちの1種
または2種を0.001〜0.1%の範囲で含有させる
と、脱酸および脱硫効果による熱間加工性の改善がはか
られるようになるものである。
〔実施例〕
つぎに、この発明の合金を実施例により具体的に説明す
る。
通常の真空誘導溶解炉を用い、それぞれ第1表に示され
る成分組成をもった溶湯を調製し、直径=60朋X長さ
:200mmのインゴットに鋳造し、このインゴットに
温度二1150℃に5時間保持した状態で、数回の熱間
鍛造を施して厚さ二20Uのスラブとし、ついでこのス
ラブに、表面研磨した後、温度:1150℃に再加熱し
た状態で数回の熱間圧延を施して、厚さ:2韮の熱延板
とし、引続いてこの熱延板に、温度: 1100℃に1
0分間保持後、水冷の条件で熱処理をきすことによって
本発明合金板材1〜26および比較合金板材1〜4をそ
れぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明合金板材1〜26およ
び比較合金板材1〜4について、セラミック製電子部品
に対する化学的安定性を評価する目的で、仮焼試験、焼
成試験、および耐酸化性試験を以下の条件で行なった。
すなわち、仮焼試験は、縦:50!X横=10゜想×厚
さ=2Bの寸法を有する試験片を用い、この試験片の上
面に、粒径二約1μmのBaCO3粉末と粒径:約0.
1μmのTlO2粉末との混合粉末を乗せた状態で、大
気中、温度: 1100℃に2時間保持後、室温まで空
冷を1サイクルとし、これを前記混合粉末をその都度性
らたなものに取シかえながら20サイクル繰シ返す条件
にて行ない、また焼成試験は、同じ寸法の試験片を用い
、この試験片の上面に、Ag −Pdペーストで印刷さ
れたBaTiO3チップおよびpb (T1. Zr 
) o3チップを乗せ、大気中、温度:850℃に2時
間保持後、室温まで空冷を1サイクルとし、これを前記
チップをその都度性らたなものに取りかえながら20サ
イクル繰り返す条件にて行ない、さらに耐酸化性試験は
、縦:30MX横=20朋×厚さ=2朋の寸法をもった
試験片を用い、温度: 1100℃に240時間保持の
条件で行ない、前記の仮焼および焼成試験では試験片に
おける上記混合粉末およびチップとの接触面の変色の有
無をそれぞれ観察し、また耐酸化性試験では酸化ロスを
測定した。これらの結果を第1表に示した。
〔発明の効果〕
第1表に示される結果から、本発明合金板材1〜26は
、比較合金板材1〜4に比して、電子部品を構成するセ
ラミックに対して化学的にきわめて安定で、かつすぐれ
た耐酸化性をもつことが明らかである。
上述のように、この発明の合金は、圧電素子やハイブリ
ッドICなどの電子部品本体を構成するセラミックや、
これの表面の電極、さらに導体および抵抗体などの印刷
に用いられる各種ペーストなどに対して、きわめて化学
的シて安定で、これと反応することがなく、かつ耐酸化
性にもすぐれているので、これらの電子部品の仮焼工程
や焼成工程で用いられるロータリーキルンの内張υ材や
容器、さらにトレイなどとして用いた場合に著しく長い
使用寿命を示すものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Cr:5〜25%、Al:2〜10%、C:0.
    01〜0.5%、Si:0.1〜2%、Mn:0.1〜
    2%、 を含有し、 Y:0.0001〜0.5%、La:0.0001〜0
    .3%、Ce:0.0001〜0.3%、 のうちの1種または2種以上、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とするセラミック製電子
    部品の仮焼および焼成工程でこれと接触する各種部材と
    して用いるのに適したNi基耐熱合金。
  2. (2)Cr:5〜25%、M:2〜10%、C:0.0
    1〜0.5%、Si:0.1〜2%、Mn:0.1〜2
    %、 を含有し、 Y:0.0001〜0.5%、La:0.0001〜0
    .3%、Ce:0.0001〜0.3%、 のうちの1種または2種以上、 を含有し、さらに、 Co:0.5〜20%、Fe:0.5〜30%、のうち
    の1種または2種、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とするセラミック製電子
    部品の仮焼および焼成工程でこれと接触する各種部材と
    して用いるのに適したNi基耐熱合金。
  3. (3)Cr:5〜25%、M:2〜10%、C:0.0
    1〜0.5%、Si:0.1〜2%、Mn:0.1〜2
    %、 を含有し、 Y:0.0001〜0.5%、La:0.0001〜0
    .3%、Ce:0.0001〜0.3%、 のうちの1種または2種以上、 を含有し、さらに、 Ti:0.1〜5%、Mo:0.1〜10%、W:0.
    1〜10%、Ta:0.1〜10%、Nb:0.1〜1
    0%、Hf:0.1〜10%、のうちの1種または2種
    以上(ただし2種以上の場合は合量で15%以下)、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とするセラミック製電子
    部品の仮焼および焼成工程でこれと接触する各種部材と
    して用いるのに適したNi基耐熱合金。
  4. (4)Cr:5〜25%、Al:2〜10%、C:0.
    01〜0.5%、Si:0.1〜2%、Mn:0.1〜
    2%、 を含有し、 Y:0.0001〜0.5%、La:0.0001〜0
    .3%、Ce:0.0001〜0.3%、 のうちの1種または2種以上、 を含有し、さらに、 Co:0.5〜20%、Fe:0.5〜30%、のうち
    の1種または2種と、 Ti:0.1〜5%、Mo:0.1〜10%、W:0.
    1〜10%、Ta:0.1〜10%、Nb:0.1〜1
    0%、Hf:0.1〜10%、のうちの1種または2種
    以上(ただし2種以上の場合は合量で15%以下)、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とするセラミック製電子
    部品の仮焼および焼成工程でこれと接触する各種部材と
    して用いるのに適したNi基耐熱合金。
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