[其他]耐銀焊脆裂封接合金

無效

• 申請號: 87101657
• 申請日: 1987-03-05
• 公開（公告）號: CN87101657A
• 公開（公告）日: 1988-11-30
• 發明（設計）人: 馬莒生;林英雄;北田景朗
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C22C38/10
• 分類號: C22C38/10
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 丁英烈,白怡

本發明涉及一種優質封接合金，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系合金是歷來被廣泛用于與玻璃或陶瓷封接的合金。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，銀釬焊是在氫氣中，800～900℃的溫度下進行，當Fe-Ni-Co系合金受有拉應力或合金中存有殘留拉應力時，釬焊時，當熔化的銀焊料沿著Fe-Ni-Co系合金的晶界滲透時，往往發生開裂。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，提高合金耐銀焊脆裂性能。（見日本專利公報特開昭50-123514號公報），該專利是把添加Ce和Al或Si的Fe-Ni-Co合金，在釬焊前先氧化處理，然后用機械的及化學的方法，除去合金表面的氧化膜，來防止銀焊料沿封接合金晶界的滲透。

另外，日本專利公報，特公昭51-2894號公報中提出了在Fe-Ni-Co合金中，添加稀土類元素，以便釬焊時，抑制焊料沿晶界的擴散。

本發明的目的就在于提高Fe-Ni-Co系封接合金的耐銀焊脆裂性能，而且這種效果的取得，不需特別的處理工藝。

本發明所涉及的合金成分如下：

1.Ni????25～35重量%、Co????13～20重量%、另外添加B????0.001～0.015重量%，其余為Fe及不可避免的不純物;

2.Ni 25～35重量%、Co 13～20重量%、B 0.001～0.015重量%，另外添加Ti、Zr、Nb、R_E、Y中至少一種元素，其含量為0.005～0.20重量%，其余為Fe及不可避免的不純物;

3.Ni????25～35重量%、Co????13～20重量%，另外添加Nb0.05～0.30重量%，其余為Fe及不可避免的不純物。

上述的不可避免的元素，C????0.05重量%以下、N????50ppm以下、O????100ppm以下、S????0.025重量%以下、Mn????1.0重量%以下、Si????0.5重量%以下為好。

上述合金含Ni????25～35重量%、Co????13～20重量%是為了合金與硬玻璃或陶瓷具有相近或同樣的熱膨脹系數，以便得到良好的封接性。

添加B目的是為了抑制液體焊料沿晶界的滲透，若B含量低于0.001重量%，上述效果不大，若超過0.015重量%，上述效果飽和，而且使合金的熱加工性惡化。

第三種合金中加入Nb是使晶粒細化及抑制銀焊料沿晶界的滲透，使合金耐銀焊脆裂性得到有效的改善，但含量小于0.05重量%時效果小，若超過0.30重量%，上述效果達飽和，而且使熱加工性能惡化。

上述的Ti、Zr、Nb、R_E及Y等元素的加入，都使得合金晶粒細化，抑制銀焊料沿晶界的擴散，為此至少必須添加0.005重量%以上，但若超過0.20重量%則使熱加工性惡化。而Ti若超過0.20重量%，氧化膜的特性變化，對與玻璃封接不利。

Fe、Ni和Co是組成本合金的主元素。

表1、表2列舉了本發明的實施例。表1中所示的合金是用真空感應爐冶煉后，澆鑄成5公斤的鑄錠進行熱軋，800℃軟化處理后，冷軋成0.25毫米厚的Fe-Ni-Co系合金帶材，再由合金帶材切取厚0.25毫米、寬5毫米、長100毫米的試驗片。在試驗片的中間處卷繞上厚0.05毫米、寬3毫米、長20毫米的Ag72重量%-Cu28重量%的銀焊料片，放在840℃氫氣爐中，將試驗片的一端固定，另一端用重錘加上拉應力，變化重錘的重量，拉斷試驗片。

以拉斷為止的時間分別為1分鐘、60分鐘相對應的拉應力（σ₁kgf/mm²）（σ₆₀kgf/mm²）來評價耐銀焊脆裂性能，該評價結果列于表2中，另外，氫氣中850℃保持30分鐘熱處理后的平均晶粒度也示于表2中。

從表2中可以明顯看出，本發明中的Fe-Ni-Co系封接合金，平均粒度細，耐銀焊脆裂強度明顯提高了。

第2表