JPH02236256A - ガラス封着用合金 - Google Patents

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】 且尻五亘煎 本発明は軟質ガラスの封着用合金に関するものである。

′　　　　　　　と　　　　　、 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
ＮｉとＣｒ合せて４８％も含有するため、通常の処理で
はＦｅ，０．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。

１１五盗産 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Ｎｉ３０〜３７％未満、Ｏｒ１〜１０％、Ｃ０．１
％以下、００，０１５％以下、Ｎ０．０２５％以下、Ｐ
０．０５％以下、８０．０５％以下、副成分としてＴｉ
ｅ，０５超〜ｌ％、Ｚｒ０．０５〜１％、Ｎｂ０．０５
〜１％、Ｃｕ０．０１〜２％、Ｍｏ０．０１％〜３％、
Ｍｇ０．０１−０．５％、Ｃａ０．ＯＩ　〜０．５％、
Ｖ０．０１〜０．５％、８０．００５〜０．２％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、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。

且豆五立米 この結果、従来の優れた低熱膨張性を有する４２％Ｎｉ
−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。Ｏｒ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最適なものに、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、この酸化膜を介してガラスと
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《劣化させる。このた
め、Ｃ含有量の上限を　０．１％に規定した。

Ｏ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○含有量の上限
を　０．０１５％に規定した。

Ｎも○同様封着性に大きく影響を及ぼす元素で、０．０
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。

また、さらに封着性を向上させる副成分としてＴｉ０．
０５超〜ｌ％、Ｚｒ０．０５〜１％、Ｎｂ０．０５〜１
％、Ｃｕ０．０１〜２％、　Ｍｏ０．Ｏ１〜３％、Ｍｇ
０．０１〜０．５％、　Ｃａ０．Ｏ１〜０．５％、Ｖ０
．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
％以下では効果がなく、　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、０．０１
％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．Ｏｌ％
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ゆ 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。

一実一施一外 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、熱処理と圧延をくリ返し、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Ｎα１〜５は本発明合金であり、これに対する比較
合金が階６〜１１である。本発明合金は熱膨張係数α３
０−３５０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　，　Ｏ　ｋｇ　／　ｍ
ｍ″以上と高く封着用合金に適している。これに対して
比較合金尚６〜１０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。ｋｌ
ｌ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、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。

以上述べたように本発明合金は優れた封着性を有してお
り、従来４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金を十分代替で
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 (2)

【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Ｔｉ０．０５超〜１％、Ｚｒ０．０５〜１％、Ｎ
   ｂ０．０５〜１％、Ｃｕ０．０１〜２％、Ｍｏ０．０１
   ％〜３％、Ｍｇ０．０１〜０．５％、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。
2. （２）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）項記載のガラス封着用合金。