[其他]耐银焊脆裂封接合金无效

专利信息
申请号: 87101657 申请日: 1987-03-05
公开(公告)号: CN87101657A 公开(公告)日: 1988-11-30
发明(设计)人: 马莒生;林英雄;北田景朗 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: C22C38/10 分类号: C22C38/10
代理公司: 清华大学专利事务所 代理人: 丁英烈,白怡
地址: 北京市海*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 耐银焊脆裂封 接合
【说明书】:

本发明涉及一种优质封接合金,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系合金是历来被广泛用于与玻璃或陶瓷封接的合金。这种合金与玻璃封接或以银焊料与陶瓷封接后,利用焊接或钎焊与其他金属连接。一般,银钎焊是在氢气中,800~900℃的温度下进行,当Fe-Ni-Co系合金受有拉应力或合金中存有残留拉应力时,钎焊时,当熔化的银焊料沿着Fe-Ni-Co系合金的晶界渗透时,往往发生开裂。所以,通常在封接合金另件的表面先镀Ni,以防止焊料与Fe-Ni-Co合金直接接触,也有的在合金系中添加稀土元素,提高合金耐银焊脆裂性能。(见日本专利公报特开昭50-123514号公报),该专利是把添加Ce和Al或Si的Fe-Ni-Co合金,在钎焊前先氧化处理,然后用机械的及化学的方法,除去合金表面的氧化膜,来防止银焊料沿封接合金晶界的渗透。

另外,日本专利公报,特公昭51-2894号公报中提出了在Fe-Ni-Co合金中,添加稀土类元素,以便钎焊时,抑制焊料沿晶界的扩散。

本发明的目的就在于提高Fe-Ni-Co系封接合金的耐银焊脆裂性能,而且这种效果的取得,不需特别的处理工艺。

本发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%,其余为Fe及不可避免的不纯物;

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、RE、Y中至少一种元素,其含量为0.005~0.20重量%,其余为Fe及不可避免的不纯物;

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

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%以下为好。

上述合金含Ni    25~35重量%、Co    13~20重量%是为了合金与硬玻璃或陶瓷具有相近或同样的热膨胀系数,以便得到良好的封接性。

添加B目的是为了抑制液体焊料沿晶界的渗透,若B含量低于0.001重量%,上述效果不大,若超过0.015重量%,上述效果饱和,而且使合金的热加工性恶化。

第三种合金中加入Nb是使晶粒细化及抑制银焊料沿晶界的渗透,使合金耐银焊脆裂性得到有效的改善,但含量小于0.05重量%时效果小,若超过0.30重量%,上述效果达饱和,而且使热加工性能恶化。

上述的Ti、Zr、Nb、RE及Y等元素的加入,都使得合金晶粒细化,抑制银焊料沿晶界的扩散,为此至少必须添加0.005重量%以上,但若超过0.20重量%则使热加工性恶化。而Ti若超过0.20重量%,氧化膜的特性变化,对与玻璃封接不利。

Fe、Ni和Co是组成本合金的主元素。

表1、表2列举了本发明的实施例。表1中所示的合金是用真空感应炉冶炼后,浇铸成5公斤的铸锭进行热轧,800℃软化处理后,冷轧成0.25毫米厚的Fe-Ni-Co系合金带材,再由合金带材切取厚0.25毫米、宽5毫米、长100毫米的试验片。在试验片的中间处卷绕上厚0.05毫米、宽3毫米、长20毫米的Ag72重量%-Cu28重量%的银焊料片,放在840℃氢气炉中,将试验片的一端固定,另一端用重锤加上拉应力,变化重锤的重量,拉断试验片。

以拉断为止的时间分别为1分钟、60分钟相对应的拉应力(σ1kgf/mm2)(σ60kgf/mm2)来评价耐银焊脆裂性能,该评价结果列于表2中,另外,氢气中850℃保持30分钟热处理后的平均晶粒度也示于表2中。

从表2中可以明显看出,本发明中的Fe-Ni-Co系封接合金,平均粒度细,耐银焊脆裂强度明显提高了。

第2表

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