專利名稱:耐銀焊脆裂封接合金的制作方法
本發(fā)明涉及一種優(yōu)質(zhì)封接合金，用于改善硬玻璃或者陶瓷封接用Fe-Ni-Co系合金的性能。
Fe-Ni-Co系合金歷來被廣泛應(yīng)用于玻璃或陶瓷的封接，這種合金與玻璃封接或以銀焊料與陶瓷封接后，利用焊接或釬焊與其他金屬連接。一般釬焊是在氫氣中800～900℃溫度進行，在Fe-Ni-Co合金中常存在殘留拉應(yīng)力，在釬焊時，當溶化的銀焊料沿著Fe-Ni-Co合金的晶界滲透時，往往發(fā)生開裂，所以，通常在封接合金另件的表面先鍍Ni，以防止焊料與Fe-Ni-Co合金直接接觸，也有的在合金系中添加稀土元素(見日本專利公報，特開昭50-123514號)，這種方法是把添加Ce和Al或者Si的Fe-Ni-Co合金，在釬焊前先氧化處理，然后用機械方法及化學(xué)方法除去合金表面的氧化膜，來防止焊料沿合金晶界的浸入。
另外在日本專利特公昭51-2894號公報中也提出了在Fe-Ni-Co系合金中添加稀土類元素，目的是在釬焊時抑制焊料沿晶界的擴散。
本發(fā)明的目的在于通過改變合金成分，提高Fe-Ni-Co系合金的耐銀焊脆裂性，而且該合金并不需要進行特別的處理工藝。
本發(fā)明所采取的技術(shù)手段是在Fe-Ni-Co系合金中單獨添加一定量的Hf或復(fù)合添加Hf和Zr其成分范圍如下Ni25～35重量% Co13～20重量% Hf0.02～0.6重量%，也可以再加入Zr0.01～0.6重量%，其余為Fe，夾雜物含量最好有如下限制
C0.05重量%以下 N50PPm以下O100PPm以下 S0.025重量%以下Mn1.0重量%以下 Si0.5重量%以下含Ni25～35重量% Co13～20重量%是為了便封接合金與硬玻璃或陶瓷具有相近的熱膨脹系數(shù);添加Hf是本發(fā)明封接合金的特征，這樣做可使晶粒細化，增加銀焊料浸入時流過路程的長度，僅便抑制焊料的浸入，少于0.02重量%時，效果不明顯，若超過0.6重量%時，以上效果飽和，而且使合金的熱加工性惡化，Zr和Hf的作用相同，含量小于0.01重量%時，效果不明顯，超過0.6重量%時，以上效果飽和，使合金的熱加工性惡化。
另外夾雜物最好也有所限制的原因是C在合金與玻璃或陶瓷封接時的加熱過程中，會使封接表面有氣體發(fā)生，在封接面產(chǎn)生封接氣泡降低了封接強度，因此C含量小于0.05重量%為好。
N可與添加元素Hf或Zr結(jié)合，以便更好地發(fā)揮添加元素的作用，為此N要在1PPm以上為好，但合金中生成的氮化物過多，可使熱加工性及冷加工性惡化，因此含量以小于50PPm為好。
O會使合金的熱加工性及冷加工性變壞，而且O與添加元素Hf或Zr結(jié)合，使Zr或Hf的優(yōu)異效果降低，因此O含量小于100PPm為好。
S若超過0.025重量%，那么與Mn沒化合的S存在，不僅使熱加工性能惡化，而且S與添加元素Hf或Zr相結(jié)合，會使Hf或Zr的優(yōu)異效果降低，因此S含量要小于0.025重量%為好。
Si是為防止鑄塊中發(fā)生氣泡的脫氧元素，在與玻璃封接時，可改善表面氧化膜的密著性，但超過0.5重量%，材質(zhì)變硬，冷加工性惡化，因此含量在0.50重量%以下為宜。
Fe與Ni，Co一起是本合金的主體元素。
下面說明該發(fā)明的一個實施例如表1中所示成分的合金，用真空感應(yīng)爐冶煉澆成5公斤鑄錠，熱軋后，800℃軟化處理，冷軋為0.25毫米厚的合金帶，然后制成0.25mm×5mm×100mm尺寸的試片，在試片的中央處繞卷上0.05mm×3mm×20mm的Ag72%-Cu28%系銀焊料，在840℃的氫氣爐中把試片的一端固定，另一端用重錘加上拉應(yīng)力，改變重錘重量，使試片拉斷，用拉斷為止的時間為1分鐘及60分鐘時相對應(yīng)的載荷應(yīng)力(σ1，kgf/mm2;σ60kgf/mm2)，來評價耐銀焊脆裂強度，其結(jié)果示于表2中。
又在氫氣中850℃30分鐘熱處理后的平均粒徑(μm)也見表2，圖1則表示上述的試片，在840℃拉斷時間與斷裂應(yīng)力之間的關(guān)系。
由表2及圖1的結(jié)果不難看出，該發(fā)明的Fe-Ni-Co系封接合金其平均粒徑更加細化，耐銀焊脆裂強度有顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種耐銀焊脆裂Fe-Ni-Co系封接合金，其特征在于其成分為Ni25～30重量%、Co13-20重量%、Hf0.02～0.6重量%，其余為Fe，
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的封接合金，其特征在于再加Zr0.01～0.5重量%。
專利摘要
本發(fā)明屬于Fe-Ni-Co系耐銀焊脆裂封接合金，其成分為Ni25～30重量％，Co13～20重量％，Hf0·02～0·6重量％，其余Fe，或者在上述合金中再加入Zr0·01～0·5重量％，利用該合金封接硬玻璃或陶瓷后，可顯著改善以后銀焊料釬焊時的耐銀焊脆裂性能。
文檔編號C22C38/10GK87100357SQ87100357
公開日1988年8月31日 申請日期1987年1月26日
發(fā)明者馬莒生, 林英雄, 梅田正和 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan