[发明专利]硅封铁镍钴合金

说明书

本发明属于与硅进行气密封接的铁镍钴合金，能够膨胀，其膨胀系数与硅匹配，适用于制作扩散硅力敏传感器。

当前制作扩散硅力敏传感器必须把硅片和金属进行气密封接。封接的质量对传感器的精度影响很大。封接质量取决于合金的化学成分及该合金与硅膨胀系数的匹配情况。目前制作扩散硅力敏传感器一般采用Fe-Ni₃₉，合金与硅封接。Fe-Ni₃₉合金的膨胀系数只在20～200℃的温度范围内与硅匹配，故与硅封接较困难，封接应力大、热稳定性差，费用较高。

本发明的目的是为了提供一种膨胀系数在20～400℃温度范围内与硅匹配、氧化膜致密与基体结合强度高的合金。

本发明是通过控制极低的Si、Mn、Cu含量及一定的Co含量，使合金的膨胀系数在较宽的温度范围内与硅匹配。适当添加Mo使合金组织在负60℃以上稳定与基体结合强度高。

发明的新合金定名为硅封铁镍钴合金。其具体化学成分（重量%）如下：

C≤0.02        Si≤0.2        Mn≤0.35        Ni＝29.2～31.2        Co＝11.5～15.2        Mo＝0.1～0.4        Cu＜0.2        Cr＜0.2        Fe余Al、Mg、Zr、Ti、P、S的含量与普通封接合金要求一样。

硅封铁镍钴合金用真空感应炉或非真空感应炉冶炼。冶炼浇注温度为1530～1550℃。钢锭的开锻温度为1130～1180℃，终锻温度大于900℃。热轧加热温度为1100～1150℃。该合金的热处理温度为800～1000℃，保温时间30～60分钟。

硅封铁镍钴合金的膨胀系数如表1

表1

温度范围膨胀系数20～200℃3.0～4.0×10^-6℃20～300℃2.9～3.9×10^-6℃20～350℃3.0～4.0×10^-6℃20～400℃3.4～4.4×10^-6℃

硅封铁镍钴合金与硅封接后，在100～60℃冲击五次，其漏气率小于6.4×10^-10升·托/秒，封接强度大于100公斤/厘米²。

本发明可与膨胀系数和硅匹配的高温玻璃熔封或静电封接，其封接强度高、应力小、封接费用低、效率高。

实施例：

按照本发明所设定的化学成分范围，在真空感应炉或非真空感应炉中进行冶炼。控制极低的Si、Mn、Cu、Co含量，适当添加Mo，达到要求后进行浇注，浇注温度为1530～1550℃。钢锭的开锻温度为1130～1180℃，终锻温度大于900℃。热轧加热温度为1100～1150℃。合金的热处理温度为800～1000℃，保温时间为30～60分钟。