RU2052529C1

RU2052529C1 - Nickel-base alloy for corrosion protection

Info

Publication number: RU2052529C1
Application number: RU93035636A
Authority: RU
Inventors: В.А. Пономарев
Original assignee: Научно-исследовательский институт материалов электронной техники
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: nickel-base alloy for corrosion protection has the following qualitative and quantitative composition, mas.%: copper 0.2-0.4; boron 0.4-0.6; sodium tetraborate 0.1-0.3; boron carbonate 0.1-0.3; the balance, nickel. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам системы никель-медь, используемым для защиты металлов от коррозии. The invention relates to metallurgy, and in particular to nickel-copper alloys used to protect metals from corrosion.

Широко известны в металлургии сплавы никеля с медью, используемые в качестве покрытия для защиты от коррозии, например, медных сплавов, применяемых в электросоединителях (ГОСТ 492-73. Никель, сплавы никелевые, медно-никелевые, обрабатываемые давлением). Nickel-copper alloys are widely known in metallurgy, used as a coating for corrosion protection, for example, copper alloys used in electrical connectors (GOST 492-73. Nickel, nickel alloys, copper-nickel, pressure treated).

Наиболее близким к заявляемому является сплав на основе никеля, содержащий ингредиенты в следующих количествах, мас. Медь 4-6 Бор 0,3-0,6
Тетраборнокислый натрий 0,3-0,6 Карбонат лития 0,1-0,3 Никель Остальное (а.с. СССР N 1782056, кл. С 22 С 19/03, 1990).Closest to the claimed is an alloy based on Nickel containing ingredients in the following quantities, wt. Copper 4-6 Boron 0.3-0.6
Sodium tetraborate 0.3-0.6 Lithium carbonate 0.1-0.3 Nickel Else (as USSR AS N 1782056, class C 22 C 19/03, 1990).

Этот сплав имеет приращение веса при нагреве на воздухе при 400^оС в течение 30 мин, равное 1,3-1,7 г/см^2.10^-6.This alloy has a weight gain when heated in air at 400 ^about C for 30 minutes, equal to 1.3-1.7 g / cm ^2. 10 ^-6 .

Однако при использовании этого сплава в качестве покрытия в ленточных материалах, из которых вырубают выводные рамки для интегральных схем, при разварке микропроволоки на вывода рамки (температура разварки около 400^оС) происходит окисление выводов и, как следствие, 15-20% приборов бракуют из-за низкого качества сварного соединения.However, when using this alloy as a coating material in tape from which punched leadframes for integrated circuits, with splicing microwire to the output frame (splicing temperatures of about 400 ° ^C) occurs conclusions oxidation and, consequently, the instrument is rejected 15-20% of - due to the poor quality of the welded joint.

Цель изобретения повышение коррозионной стойкости сплава. The purpose of the invention to increase the corrosion resistance of the alloy.

Для достижения указанной цели в состав на основе никеля содержащий медь, бор и тетраборнокислый натрий, вводят карбонат бария при следующем соотношении компонентов, мас. Медь 0,2-0,4 Бор 0,4-0,6
Тетраборнокислый натрий 0,1-0,3 Карбонат бария 0,1-0,3 Никель Остальное.To achieve this goal, barium carbonate is introduced into the composition based on nickel containing copper, boron and sodium tetraborate, in the following ratio of components, wt. Copper 0.2-0.4 Boron 0.4-0.6
Sodium tetraborate 0.1-0.3 Barium carbonate 0.1-0.3 Nickel The rest.

Введение карбоната бария вместо карбоната лития позволяет получать в никелевой матрице после спекания и термообработки устойчивые окислы бария, которые располагаются по границам зерен и способствуют диффузии бора в поверхностные слои, создавая тем самым защитные свойства против окисления. Введение бора совместно с тетрабоpнокислым натрием и карбонатом бария способствует восстановлению окислов на поверхности изделия из сплава при пайке. The introduction of barium carbonate instead of lithium carbonate makes it possible to obtain stable barium oxides in the nickel matrix after sintering and heat treatment, which are located along grain boundaries and contribute to the diffusion of boron into the surface layers, thereby creating protective properties against oxidation. The introduction of boron together with sodium tetraborate and barium carbonate promotes the reduction of oxides on the surface of the alloy product during soldering.

Уменьшение содержание бора менее 0,4, тетраборнокислого натрия менее 0,1 и карбоната бария менее 0,1 мас. приводит к снижению интенсивности восстановления окислов никеля и, как следствие, снижению коррозионной стойкости при повышенных температурах. Увеличение содержания бора более 0,6, тетраборнокислого натрия более 0,3 и карбоната бария более 0,3 мас. приводит к снижению пластических свойств сплава за счет выделения на границах зерен никелевого сплава боридов и интерметаллидных соединений бария. The decrease in boron content is less than 0.4, sodium tetraborate less than 0.1 and barium carbonate less than 0.1 wt. leads to a decrease in the intensity of reduction of nickel oxides and, as a consequence, a decrease in corrosion resistance at elevated temperatures. The increase in boron content of more than 0.6, sodium tetraborate more than 0.3 and barium carbonate more than 0.3 wt. leads to a decrease in the plastic properties of the alloy due to the precipitation of borides and intermetallic compounds of barium at the grain boundaries of the nickel alloy.

Для получения предлагаемого никелевого сплава было подготовлено пять смесей порошков с содержанием в, мас. медь 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; бор 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; тетраборнокислый натрий 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; карбонат бария 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; никель до 100, а также готовили смесь сплава прототипа с содержанием, мас. медь 5; бор 0,4; тетраборнокислый натрий 0,4; карбонат лития 0,2; остальное никель. To obtain the proposed Nickel alloy was prepared five mixtures of powders with a content in, wt. copper 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; boron 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; sodium tetraborate 0.05; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; barium carbonate 0.05; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; nickel up to 100, and also prepared a mixture of prototype alloy with a content, wt. copper 5; boron 0.4; sodium tetraborate 0.4; lithium carbonate 0.2; the rest is nickel.

Смеси порошков прокатывали в полосы сечением 1,2х60 мм на двухвалковом прокатном стане с диаметром валков 170 мм. Прокатанные полосы спекали в среде водорода в печи типа ЦЭП-272 по режиму: температура 1150^оС, время выдержки 30 мин. Спеченные полосы прокатывали на толщину 0,5 мм с двумя промежуточными отжигами в толщине 0,9 и 0,7 мм по режиму: температура 800^оС, время выдержки 30 мин, среда водород. Коррозионную стойкость определяли путем фиксирования приращения веса на образцах размером 0,5х50х50 мм. Образцы нагревали на воздухе до 400^оС и выдерживали при этой температуре в течение 30 мин. Взвешивание проводили на весах ВЛР-200 г с точностью до 5-го знака. Результаты замеров представлены в таблице.The powder mixtures were rolled into strips with a cross section of 1.2 × 60 mm on a two-roll rolling mill with a roll diameter of 170 mm. Laminated strip was sintered in a hydrogen atmosphere in a furnace-type CEP-272 mode: temperature 1150 ^{° C,} holding time 30 min. Sintered bars were rolled to 0.5 mm thickness with two intermediate anneals in the thickness 0.9 and 0.7 mm on conditions of a temperature of 800 ^{° C,} holding time 30 min, the medium is hydrogen. Corrosion resistance was determined by fixing the weight increment on samples with a size of 0.5x50x50 mm. The samples were heated in air to 400 ^C and kept at this temperature for 30 min. Weighing was performed on a VLR-200 g balance accurate to the 5th digit. The measurement results are presented in the table.

Из таблицы видно, что предложенный состав сплава является оптимальным и имеет коррозионную стойкость по сравнению со сплавом прототипом в (1,8-2,6) раза лучшую. The table shows that the proposed alloy composition is optimal and has corrosion resistance compared to the prototype alloy is (1.8-2.6) times better.

Повышение коррозионной стойкости позволяет проводить разварку кристаллов на воздухе и исключить образование брака на этой операции. Increasing corrosion resistance allows crystals to be unwrapped in air and to prevent the formation of defects in this operation.

Claims

NICKEL-BASED ALLOY FOR CORROSION PROTECTION, containing boron, characterized in that it additionally contains copper, sodium tetraborate, barium carbonate in the following ratio, wt.%:
Copper - 0.2 - 0.4
Boron - 0.4 - 0.6
Sodium tetraborate - 0.1 - 0.3
Barium carbonate - 0.1 - 0.3
Nickel - Other