專利名稱：低鈷瓷封鐵鎳鈷合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種定膨張合金材料，具體地說是一種瓷封合金。
瓷封合金，是一種用于與陶瓷相封接的金屬材料，它在一定的溫度范圍內具有與陶瓷相同或相近的膨脹系數。目前廣泛采用的瓷封材料是鐵鎳鈷合金，該合金依其成份不同分為兩種，一種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；另一種是Co19.5～20.5，Ni28.5～29.5，并含有少量Mn和Si，其余主要是Fe。由于這兩種合金中鈷的含量都較高，所以材料成本很高。
本發明的目的是，提供一種接近陶瓷膨脹系數且材辨成一低的新型合金材料。
本發明是這樣實現的在鐵鎳鈷合金中，降低鈷的含量，同時適當提高鎳的含量，除了像常規AINjCo合金含有的少量錳、硅元素外，還含有少量AI或其他金屬元素。本發明之低鈷瓷封合金的成份為Co＝0.5～4，Ni＝35～40，并含有AI、Ti，Nb三種金屬中之一種或二種，三種，此幾種金屬在合金中含量可分別占總重AI＝0.1～0.2，Ti＝0.1～0.5，Nb＝0.1～2，其余主要是Fe。此合金中還可以含有少量Cu和N，二者的含量分別是Cu＝0.1～2，N＝0.0065～0.075，其余主要是Fe。微量金屬AI、Ti、Nb，在合金中能起到細化晶粒的作用，少量的金屬Cu在合金中起到適當降低膨脹系數的作用，少量N在合金中起到提高二次再結晶溫度的作用。本發明的生產工藝與已有技術相近，即物料配比后，通過治煉、澆注、鍛造、熱軌、冷軋等工序加工制造而成。
該合金之性能為在20～400℃，膨脹系數為4.8×6.4×10-6/℃；在20～500℃，膨脹系數為6.4～8.2×10-6/℃。與陶瓷封接后之封接強度大于13107N/cm2。跟傳統使用的鐵鎳鈷瓷封合金相比，具有匹配封接性能好，封接強度高，容易機加工、清洗、電鍍等優點，尤為優越的是，該材料與傳統的FeNiCo合金相比，材料費用降低約60％。該合金適合用于制做高壓開關管等高可靠封接件。
下面是本發明的兩個實施例實施例1按下述步驟進行(1)配料，Fe∶Ni∶Co＝58∶41∶1，加入占總重0.4％的Mn和0.2％的Si，并按配料總重的0.1％加入Nb；(2)冶煉；(3)澆注，澆注溫度1540±10℃；(4)鍛造，鍛造溫度1000±100℃；(5)熱軋，熱軌溫度1130±20℃；(6)熱處理，熱處理溫度900±50℃，保溫40分鐘。此合金的成分為Co Ni Nb Si Mn Fe0.96 40.82 0.1 0.16 0.29 余該合金的膨脹系數為20～400℃時，膨脹系數為6.1×10-6/℃；20～500℃時，膨脹系數為8.1×10-6/℃。
實施例2配料，Fe∶Ni∶Co＝58∶39∶3，加入占總重0.35％的Mn和0.1％的Si，并加入總量0.01％的AI和0.1％Nb。其他生產工藝與實施例1相同。合金的化學成份如下Co NiNb AI SiMn Fe3.08 38.690.1 0.010 0.0500.2 余該合金的膨脹系數為20～400℃時，膨脹系數為5.1×10-6/℃；20～500℃時，膨脹系數為7.2×10-6/℃。
權利要求
1.低鈷瓷封鐵鎳鈷合金，主要用金屬鐵.鎳、鈷，并有少量錳和硅，經配料、冶煉、澆注、鍛造、熱軋、冷軋等工序加工制成，其特征在于合金中主要元素含量之重量百分比為Co為0.5～4，Ni為35.0～40.0，并加入三種金屬AI、Ti、Nb中的一種或二種、三種，其分別占總量百分比AI為0.1～2.0，Ti為0.1～0.5，Nb為0.1～2.0，其余主要為Fe。
2.按照權利要求1所說的低鈷瓷封合金，其特征在于，合金中還含有微量金屬銅和氮，二者在合金中的含量分別占總量百分比Cu為0.1～2.0，N為0.0065～0.0750。
全文摘要
低鈷瓷封鐵鎳鈷合金,在20～500℃具有陶瓷材料相近的膨脹系數。該合金中的Co含量為0.5～4.0%,僅是傳統鐵鎳鈷合金Co含量的四分之一以下。該新型瓷封合金中還含有AI、Ti、Nb三種金屬元素之一種或二種、三種。由于本發明節省了大量價格昂貴的鈷金屬,從而降低了原材料費用約60%,且封接性能、機加工性能及清洗、電鍍性能,均優于傳統的鈷瓷封合金。
文檔編號C22C38/16GK1200409SQ9710849
公開日1998年12月2日 申請日期1997年5月23日 優先權日1997年5月23日
發明者郭祥林, 趙菲, 敖波, 孫健 申請人:陜西鋼鐵研究所