JPH02236255A - ガラス封着用合金 - Google Patents

ガラス封着用合金

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JPH02236255A
JPH02236255A JP2609890A JP2609890A JPH02236255A JP H02236255 A JPH02236255 A JP H02236255A JP 2609890 A JP2609890 A JP 2609890A JP 2609890 A JP2609890 A JP 2609890A JP H02236255 A JPH02236255 A JP H02236255A
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alloy
less
glass
sealing
oxide film
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典夫 結城
Morinori Kamio
守則 神尾
Masahiro Tsuji
正博 辻
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Nippon Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 B1図と【昨 本発明は軟質ガラスの封着用合金に関するものである。
立IL丘上[1息 従来より軟質ガラスとの封着に用いられる合金として、
42%Ni−6%Cr−Fe合金が、熱膨張係数が軟質
ガラスと一致しており、しかも封着強度がよいことから
多く用いられている。この従来の42%Ni−6%Cr
−Fe合金は封着に際し、まず予備処理として湿潤水素
中でCrを優先酸化させておき、その後大気中でガラス
と封着させる。その際ガラスとの結合力の強いFe,0
.が形成され、ガラスとの良好な封着強度が得られる。
ところが42%Ni−6%Cr−Fe合金は非鉄元素を
N1とCr合せて48%も含有するため、通常の処理で
はFe.04の形成が十分に行われず、また、このFe
,0.を十分形成させるには時間がかかりすぎる難点が
あった。
且ユ辺璽崖 本発明はこの点に鑑みてなされたもので、熱膨張率が低
く、ガラス封着性に優れ、しかも効率的にガラスとの封
着ができる合金を提供するものである。すなわち、重量
%でNi 30〜37%未満、Crl〜10%、G0.
1%以下、00.015%以下、N0.025%以下、
P0.05%以下、S0.05%以下、副成分としてS
i0.1〜1%、Mn0.1〜1%、Al0.05〜1
%のうち1種または2種以上、残部Fe及び不可避的不
純物からなるガラス封着用合金、及び重量%でNi 3
0〜37%未満、Cr1〜10%、Go,1%以下、0
0.015%以下、No.025%以下、po.05%
以下、so.os%以下,副成分とじてSi0.1〜1
%、Mn0.1〜1%、Al 0.05〜1%のうち1
種または2種以上及びTie.05超〜1%、Zr0.
05〜1%、Nb0,05〜1%、Cu0.Ol〜2%
、Mo0.01〜3%、Mg 0.0 1−0.5%、
Ca0.01〜0.5%、V0.01〜0.5%、80
.005〜0.2%のうち1種または2種以上、残部F
e及び不可避的不純物からなるガラス封着用合金並びに
該合金において、結晶粒度が粒度番号8。0以上である
ガラス封着用合金に関する。
且豆n分呈 この結果、従来の優れた低熱膨張性を有する42%NL
−6%Cr−Fe合金と熱膨張特性が同等で、しかも非
鉄元素が低減することにより、ガラスとの結合力の強い
Fe,0.が形成されやすくなってガラス封着の作業効
率が増し総合的な封着性で42%Ni−6%Cr−Fe
合金を上まわる合金が得られた。
また、本発明合金は高価なN1の含有量が従来に比べ少
ないので、コスト的にも安価になり、極めて優れた合金
である。
次に本発明合金の組成の限定理由について説明する。
Niはガラスとの適合性すなわちガラスの熱膨張特性に
適合させる元素として最も大きな影響を与える。Niが
30%未満では熱膨張係数が高くなり熱膨張特性がガラ
スと適合しなくなる。また37%以上では非鉄元素の含
有量が高くなりすぎてFe.○.が形成されにくくなり
、また経済的にも不利になる。このためNi含有量を3
0〜37%未満とした。
Crはガラスとの適合性及び封着強度に大きく影響を与
える元素である。Crの含有量が増加すると熱膨張係数
が大きくなる。そこで、封着に使用するガラスに合せて
NiとCrの含有量をコントロールすることにより本発
明合金の熱膨張特性を勇適なものに、微妙に調節するこ
とができる。
しかし、Cr含有量が10%を超えると熱膨張係数が大
きくなりすぎるためガラス封着には適さなくなる。また
、本発明合金のガラスとの封着に先立ち予備処理として
表面に酸化膜を形成させ、この酸化腹を介してガラスと
封着するが、封着強度はこの酸化膜と合金地金との密着
性にも依存する。
酸化膜と合金地金の密着性を高めるためには予備処理に
おいて、クロムを優先酸化させ、クロム酸化膜を形成し
ておくことが必要である。そのためにはCr含有量が1
%以上必要である。以上からCr含有量を1〜10%と
した。
Cは0.1%を超えて含有すると封着時にガラス中に気
泡ができやすく封着強度を著しく劣化させる。このため
、C含有量の上限を 0.1%に規定した. ○は酸化膜の形成及び封着に大きく影響を及ぼす元素で
、 0.015%を超えて含有すると、酸化膜にムラが
生じ、また酸化膜の緻密性が劣化するため封着強度が著
しく損なわれる。また、最悪の場合には封着時にガラス
中に気泡を作り好ましくない.そのためO含有量の上限
を 0.015%に規定した. Nも0同様封着性に大きく影響を及ぼす元素で、0.○
25%を超えて含有すると封着強度が著しく損なわれる
ため、N含有量の上限を 0.025%に規定した。
Pは 0.05%を超えて含有すると酸化ムラができや
すいため上限を 0.05%に規定した。
Sは 0.05%を超えて含有すると酸化ムラができや
すく、また、酸化膜と地金の密着性も低下するため上限
を 0.05%に規定した。
次に副成分として、Stは酸化処理においてCr酸化物
層と地金との間にSiの濃化層を形成し、酸化膜と地金
の密着性を向上させるが0.1%未満では効果がなく、
1%を超えて含有すると熱膨張特性が変化し、また加工
性が悪くなり好ましくない。
Mnは酸化膜外層にガラスの濡れ性の良い酸化物を形成
し、酸化膜とガラスとの濡れ性を向上させるが、0.1
%未満では効果がなく、 1%を超えて含有すると酸化
速度が大きくなり、酸化膜が厚くなりすぎ封着には適さ
なくなる。
Alは酸化膜と合金地金の密着強度を向上させるが、 
0.05%未満では効果がなく、1%を超えて含有する
と熱膨張特性が変化し好ましくない。
また、さらに封着性を向上させる元素を微量添加するこ
とも効果がある。すなわち、副成分としてT i 0.
0 5超〜l%、Zr0,05〜1%、Nbo.05〜
1%、Cu0.01〜2%、MO0.01〜3%、Mg
0.01〜0.5%、Cab.01〜0.5%、V 0
.01〜0.5%、80.005〜0.2%のうち1種
または2種以上を含有するとさらに封着性が改善される
以下にこれらの副成分の添加理由及び成分範囲の限定理
由を述べる。
Tiは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、0.05
%以下では効果がなく、 1%を超えると加工性が悪く
なり、また酸化膜にムラが生じやすくなる. Zrは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜のガラスとの濡
れ性を向上させるが、 0.05%未満では効果がなく
、1%を超えると加工性を害する。
Nbは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、0.05
%未満では効果がなく、 1%を超えると加工性を害す
る。
Cuは酸化膜を緻密にし封着性を向上させるが、0.0
1%未満では効果がなく、 2%を超えると酸化膜が厚
くなりすぎ封着に不適となる。
Moは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、0.○l
%未満では効果がなく、 3%を超えると加工性を害し
、また酸化ムラを生じやすくなる。
Mgは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜のガラスとの濡
れ性を向上させるが、 0.01%未満では効果がなく
、 0.5%を超えると酸化膜が厚くなりすぎ好ましく
ない. Caは酸化膜と地金の密着性を向上させるが、0.01
%未満では効果がなく、 0.5%を超えると酸化ムラ
が生じやすくなるため好ましくない。
■は酸化膜と地金の密着性を向上させるが、0.01%
未満では効果がなく、0.5%を超えると加工性を害し
、また、酸化ムラを生じやすくなる。
Bは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜とガラスの濡れ性
を向上させるが、 0.005%未満では効果がなく、
 0.2%を超えると酸化ムラを生じやすくなる。
以上、本発明の合金成分について説明したが,これらの
合金の結晶粒度を適正に制御することにより、さらに優
れた封着性を安定して得られることが確かめられた。す
なわち、結晶粒度が粒度番号8.0以上である場合によ
り優れた封着性を有する。
次に本発明を実施例により詳しく説明する。
IL皿 第1表に本発明合金の例と比較例を示す。各合金は、真
空溶解鋳造した後、熱処理と圧延をくり返し、板厚0.
3Mの板材に仕上げた。この試料の熱膨張係数を測定し
、また、封着強度はこの試料の表面を脱脂した後、湿潤
水素中にて1050℃で20分加熱し表面に酸化膜を形
成させた後、ガラスと封着し、引張試験により密着強度
を求めて評価した. 試料患1〜l8は本発明合金であり、これに対する比較
合金がNcL19〜26である。本発明合金は熱膨張係
数α30−350が7〜12X10−’/’Cでありガ
ラスとよく適合しており、密着強度も4 . 0 kg
 / mm ”以上と高く封着用合金に適している。な
かでもTi等の元素を添加したNa8〜l8は密着強度
5,Okg/順゛以上を示し、封着用合金に最適である
。これに対して比較合金Nαl9〜25は本発明の成分
範囲からはずれているため熱膨張係数が高すぎたり低す
ぎたり、あるいは密着強度が十分でなく封着用合金とし
ては適さない。徹26は42%Ni−6%Cr−Fe合
金であるが、総合的な密着強度は本発明合金に劣ってい
る. 次に結晶粒度の影響であるが、隘4、l7を供試材とし
、試験を行った結果を第2表に示す。
第2表から結晶粒が小さくなると密着強度が向上してい
ることがわかる。したがって、優れた封着性を安定して
得るためには結晶粒度を粒度番号8.0以上にすること
が有効である。
金を十分代替できる安価な工業的に極めて有用な合金で
ある。
以下余白

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%でNi30〜37%未満、Cr1〜10%
    、C0.1%以下、O0.015%以下、N0.025
    %以下、P0.05%以下、S0.05%以下、副成分
    としてSi0.1〜1%、Mn0.1〜1%、Al0.
    05〜1%のうち1種または2種以上、残部Fe及び不
    可避的不純物からなるガラス封着用合金。
  2. (2)重量%でNi30〜37%未満、Cr1〜10%
    、C0.1%以下、O0.015%以下、N0.025
    %以下、P0.05%以下、S0.05%以下、副成分
    としてSi0.1〜1%、Mn0.1〜1%、Al0.
    05〜1%のうち1種または2種以上及びTi0.05
    超〜1%、Zr0.05〜1%、Nb0.05〜1%、
    Cu0.01〜2%、Mo0.01〜3%、Mg0.0
    1〜0.5%、Ca0.01〜0.5%、V0.01〜
    0.5%、B0.005〜0.2%のうち1種または2
    種以上、残部Fe及び不可避的不純物からなるガラス封
    着用合金。
  3. (3)結晶粒度が粒度番号8.0以上である特許請求の
    範囲第(1)項乃至第(2)項記載のガラスの封着用合
    金。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010534277A (ja) * 2007-03-30 2010-11-04 アルセロールミタル−ステンレス・アンド・ニツケル・アロイ オーステナイト系鉄/ニッケル/クロム/銅合金

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5057916A (ja) * 1973-09-21 1975-05-20
JPS5947359A (ja) * 1982-09-08 1984-03-17 Toshiba Corp 封着用部材
JPS6033337A (ja) * 1983-08-05 1985-02-20 Nisshin Steel Co Ltd 電子部品用高Νi−Fe合金

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