[发明专利]一种超薄铁镍合金材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超薄铁镍合金，包含以下组分：按质量分数计，Ni 35~37%，Mn≤0.5%，C≤0.01%，Si≤0.03%，P≤0.01%，Al≤0.03%，Mg≤40ppm，S≤40ppm，N≤30ppm，O≤30ppm，还可包括Cu≤0.3%，V≤0.03%，Ti≤0.03%，余量为Fe。所述铁镍合金材料的制造方法，过程如下：按前述配方取各组分，熔炼、煅烧制备板材坯料；对板材坯料进行热轧加工，直至板材厚度为2~6mm，热轧后板材自然冷却至室温；室温下，对热轧后的板材进行冷轧，冷轧后通过重结晶退火降低材料强度，重复进行若干次冷轧与重结晶退火的操作；再进行一次冷轧，使板材厚度达到0.015~0.05mm，然后进行非重结晶退火操作。本发明提供的超薄铁镍合金制造方法，通过优化热处理工艺，降低铁镍合金在轧制过程中产生的内应力，不会产生明显的翘曲和变形，满足精细金属掩膜版的品质要求。

技术领域

本发明涉及一种超薄铁镍合金材料及其制造方法，属于材料技术领域。

背景技术

随着电子行业的发展，各种电子元器件及屏幕趋于轻薄、小型化发展。用于屏幕制造加工中的精细金属掩膜版（Fine Metal Mask）生产制造需要使用超薄、纯度高、版型好且膨胀系数低的铁镍合金材料。在实际应用过程中由于材料夹杂物的问题以及内应力释放不充分等问题，会造成制造过程中的精细金属掩膜版出现缺陷并导致制造出的屏幕出现不良，达不到使用标准。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在夹杂物过多、过大及内应力释放不充分的问题，本发明提供一种超薄铁镍合金材料及其制造方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种超薄铁镍合金材料，包含以下组分，按质量分数计，

Ni 35~37%，Ni是维持低热膨胀特性中的重要元素，36%的Ni是能发挥因瓦效应（INVAR）的最佳含量，它使得材料在20~300℃范围内具有很低的热膨胀系数；

Mn≤0.5%，Mn具有脱氧、脱硫能力，但另一方面Mn的含量增加会带来热膨胀系数的升高，对材料使用带来负面影响。此外，Mn与Fe易形成固溶体，可提高材料的强度但会降低材料延展性，因此将Mn的含量上限设为0.5%；

C≤0.01%，C为不可避免的杂质，但比例过高会降低刻蚀速度，因此含量上限设为0.01%；

Si≤0.03%，Si固溶于铁镍合金中可以提高材料的硬度和强度，同时Si也具有脱氧能量，含Si夹杂物会影响蚀刻速度，故Si含量上限设为0.03%；

P≤0.01%，P在铁镍合金中为不可避免的有害元素，会产生偏析线性，P比例过高会影响材料的脆性，故其含量上限为0.01%；

S≤40ppm，S为不可避免的常见有害元素，S的存在会生成FeS、MnS等夹杂物，Fe-FeS形态的共晶物的存在对材料的加工不利，易导致晶粒开裂出现热脆现象，故S含量上限设为40ppm；

N≤30ppm，N为冶炼过程中不可避免的元素，易生成VN、AlN等夹杂物，故将N含量上限设定为30ppm；

O≤30ppm，在铁镍合金中O是活跃的有害元素，易生成氧化物Al₂O₃、MnO、MgO、FeO、2FeO•SiO₂、2MnO•SiO₂等，应尽量减少存在数量，故将O元素含量上限设为30ppm；

Al≤0.03%，Al是铁镍合金冶炼中良好的脱氧剂，但是过多的Al会提高Al₂O₃、AlN夹杂物的比例，本发明将Al含量上限设为0.03%；