JPH0323618B2 - - Google Patents
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- JPH0323618B2 JPH0323618B2 JP4077381A JP4077381A JPH0323618B2 JP H0323618 B2 JPH0323618 B2 JP H0323618B2 JP 4077381 A JP4077381 A JP 4077381A JP 4077381 A JP4077381 A JP 4077381A JP H0323618 B2 JPH0323618 B2 JP H0323618B2
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- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 34
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
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- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
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Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Description
本発明は、Fe−Ni合金の熱間加工性の改善と
ガラスとの適度のぬれの確保に関する。
ガラスとの適度のぬれの確保に関する。
高Ni合金として、インバー（Fe−36Ni）、
DF42N（Fe−42Ni）、DF52N（Fe−52Ni）、
Kovar（Fe−17Co−29Ni）あるいは42−６（Fe−
42Ni−6Cr）など、多種類のFe−Ni、Fe−Co−
Ni、Fe−Ni−Cr合金が開発され、実用されてい
る。 それらは、一部は磁性材料として用いられる
が、他の一部は低熱膨脹合金ないし熱膨脹制御合
金として用いられている。後者の用途は主にIC
のリードフレーム材であつて、合金をガラスやセ
ラミツクスと封着して使うことが多く、組み合わ
せる相手の熱膨脹に合わせた線膨脹係数の合金が
提供されている。 最近のエレクトロニクス技術の進歩と高度化に
伴つて、封着する合金は線材にするにせよ板材に
するにせよ、精密な加工が必要とされるようにな
つてきた。しかし、よく知られているように、高
Ni合金は加工性がよくないから、その改善が望
ましい。 また、封着合金においては、ガラスとのぬれが
適度であることが要求される。ぬれがよくなけれ
ばならないことはもちろんであるが、あまりよい
と、かえつてガラスが合金表面を伝つて流れてし
まい、気密封着に支障が出る。
DF42N（Fe−42Ni）、DF52N（Fe−52Ni）、
Kovar（Fe−17Co−29Ni）あるいは42−６（Fe−
42Ni−6Cr）など、多種類のFe−Ni、Fe−Co−
Ni、Fe−Ni−Cr合金が開発され、実用されてい
る。 それらは、一部は磁性材料として用いられる
が、他の一部は低熱膨脹合金ないし熱膨脹制御合
金として用いられている。後者の用途は主にIC
のリードフレーム材であつて、合金をガラスやセ
ラミツクスと封着して使うことが多く、組み合わ
せる相手の熱膨脹に合わせた線膨脹係数の合金が
提供されている。 最近のエレクトロニクス技術の進歩と高度化に
伴つて、封着する合金は線材にするにせよ板材に
するにせよ、精密な加工が必要とされるようにな
つてきた。しかし、よく知られているように、高
Ni合金は加工性がよくないから、その改善が望
ましい。 また、封着合金においては、ガラスとのぬれが
適度であることが要求される。ぬれがよくなけれ
ばならないことはもちろんであるが、あまりよい
と、かえつてガラスが合金表面を伝つて流れてし
まい、気密封着に支障が出る。
本発明の目的は、このような事情にかんがみ、
高Ni合金（以下、一括して「Fe−Ni合金」と記
す）において、熱間加工性を改善するとともに、
ガラスとのぬれを適度に確保したものを提供する
ことにある。
高Ni合金（以下、一括して「Fe−Ni合金」と記
す）において、熱間加工性を改善するとともに、
ガラスとのぬれを適度に確保したものを提供する
ことにある。
本発明の熱間加工性のよいFe−Ni合金は基本
的な組成が、Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、
Mn：1.5％以下、Ni：32.0〜55.0％およびAl：
0.10％以下を含有し、残部がFeおよび不純物から
なるFe−Ni合金において、Mg：0.030％以下、
Ｓ：0.020％以下であつてMg％／Ｓ％：0.3〜4.0
であることを特徴とする。 上記の基本組成に対して、Niの含有量のうち
4.0〜20.0％の範囲をCoで置き換えること、さら
にCrを10.0％以下含有させること、およびその両
方をあわせて行なうことができる。 MgおよびＳ以外の不純物についても、含有量
を下記の規制値（単位ppm）内にすることが好ま
しい。 Ca：100 Zn：60 Ｎ：80 As：100 Pb：20 Sb：60 Bi：10 Ag：20 Sn：100 Ｂ：200
的な組成が、Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、
Mn：1.5％以下、Ni：32.0〜55.0％およびAl：
0.10％以下を含有し、残部がFeおよび不純物から
なるFe−Ni合金において、Mg：0.030％以下、
Ｓ：0.020％以下であつてMg％／Ｓ％：0.3〜4.0
であることを特徴とする。 上記の基本組成に対して、Niの含有量のうち
4.0〜20.0％の範囲をCoで置き換えること、さら
にCrを10.0％以下含有させること、およびその両
方をあわせて行なうことができる。 MgおよびＳ以外の不純物についても、含有量
を下記の規制値（単位ppm）内にすることが好ま
しい。 Ca：100 Zn：60 Ｎ：80 As：100 Pb：20 Sb：60 Bi：10 Ag：20 Sn：100 Ｂ：200
本発明の合金を構成する各成分のはたらきと添
加量は、常用のFe−Ni合金のそれと同じであつ
て、組成の限定理由も従来と同様、下記のとおり
である。 Ｃ：0.020％以下 Ｃの含有量が多いと、封着時に気泡が生じやす
い。ガラスとの気密封着に支障が出ないようにす
るため、Ｃの上限値を0.020％以下とする。 Si：0.5％以下 脱酸剤として添加する。0.5％を超えてSiを含
有させると合金の熱間加工性が低下するので、そ
れを上限値とした。 Mn：1.5％以下 Mnも脱酸剤である。Mn含有量が多くなると
ガラスと密着しにくくなるので、1.5％以下にと
どめる。 Ni：32.0〜55.0％（Coを含有する場合は、32.0〜
51.0％） 熱膨脹係数の小さい合金を得るには、少なくと
も32.0％のNiが必要である。一方で、Niが55.0％
を超えて存在すると熱膨脹係数が大きくなるうえ
に、ガラスとの適度なぬれを確保できなくなる。 Cr：10.0％以下 Crは必要に応じて添加する元素である。 Crを添加すると、合金の表面に酸化被膜が形
成されて、ガラスとの密着性が向上する。しか
し、10.0％を超えてCrを添加すると、熱膨脹係数
の増大を招く。 Co：4.0〜20.0％ CoはFe−Ni系合金の熱膨脹係数曲線を低Ni側
に移動させる。この効果は、Co添加量4.0％以上
で顕著になるが、多量にすぎるとかえつて熱膨脹
係数を上昇させるため、20.0％に止める。 Al：0.10％以下 脱酸剤であるが、過度の含有は合金の清浄度を
そこなうだけなので、添加量は0.10％以下にす
る。 本発明の合金において、不純物の含有量を上記
のように規制した理由は、つぎのとおりである。 Mg：0.030％以下 Mgは、微量たとえば0.0015〜0.15％の存在で
Fe−Ni合金の熱間加工性を向上させる点で、不
純物といつてもむしろ望ましい元素であるが、多
くなるとかえつて熱間加工性をそこなう上に、ガ
ラスとぬれを異常に高めるので、0.030％以内に
止める。これは、多量のMgの存在によりその酸
化物系の（またさらには硫化物系の）介在物が増
加し、ガラスとの反応が起つてぬれやすくなるた
めと考えられる。 Ｓ：0.020％以下 微量に止めることにより、良好な熱間加工性が
得られる。 ％Mg／％Ｓ：0.3〜4.0 この比を上記特定の範囲にえらぶことで熱間加
工性が良好になる理由はよくわかつていないが、
熱間加工性の尺度としてグリーブル絞り値をとつ
たときに、50％以上の値を与える比として、この
範囲が実験的に得られた。 Caその他：前記 Caそのほかの不純物の含有量を上記した一定
限度内に抑制することにより、熱間加工性のいつ
そう高い合金が得られる。 実施例 １ 第１表に示す組成のFe−Ni合金を溶製し、熱
間加工性およびぬれ性を試験した。熱間加工性と
しては1100℃におけるグリーブル絞り値（％）
を、またぬれ性はガラスの封止温度における流れ
の程度からみて、気密封止に適当か否かを判定し
た。それらの結果を、あわせて第１表に示す。第
１表において、＊印は比較例であり、無印は実施
例である。 熱間加工性とぬれ性の両方を所望のレベルで得
るためには、％Mg／％Ｓの比が重要であること
がわかる。 実施例 ２ 第２表に掲げる組成のFe−Co−Ni合金を溶製
し、実施例１と同様に試験した。Mg含有量が過
大であると、ぬれ過ぎて不適当なことが実証され
た。 実施例 ３ 第３表の組成のFe−Ni−Cr合金、および第４
表の組成のFe−Co−Ni−Cr合金を溶製し、試験
した。本発明に従えば、すぐれた熱間加工性とぬ
れ性が同時に得られることが裏付けられた。 実施例 ４ 第５表の組成をもつFe−Ni合金について試験
した。MgおよびＳに関する本発明の条件に加え
て、他の不純物の量を規制することにより、きわ
めてすぐれた熱間加工性が得られる事実が示され
た。
加量は、常用のFe−Ni合金のそれと同じであつ
て、組成の限定理由も従来と同様、下記のとおり
である。 Ｃ：0.020％以下 Ｃの含有量が多いと、封着時に気泡が生じやす
い。ガラスとの気密封着に支障が出ないようにす
るため、Ｃの上限値を0.020％以下とする。 Si：0.5％以下 脱酸剤として添加する。0.5％を超えてSiを含
有させると合金の熱間加工性が低下するので、そ
れを上限値とした。 Mn：1.5％以下 Mnも脱酸剤である。Mn含有量が多くなると
ガラスと密着しにくくなるので、1.5％以下にと
どめる。 Ni：32.0〜55.0％（Coを含有する場合は、32.0〜
51.0％） 熱膨脹係数の小さい合金を得るには、少なくと
も32.0％のNiが必要である。一方で、Niが55.0％
を超えて存在すると熱膨脹係数が大きくなるうえ
に、ガラスとの適度なぬれを確保できなくなる。 Cr：10.0％以下 Crは必要に応じて添加する元素である。 Crを添加すると、合金の表面に酸化被膜が形
成されて、ガラスとの密着性が向上する。しか
し、10.0％を超えてCrを添加すると、熱膨脹係数
の増大を招く。 Co：4.0〜20.0％ CoはFe−Ni系合金の熱膨脹係数曲線を低Ni側
に移動させる。この効果は、Co添加量4.0％以上
で顕著になるが、多量にすぎるとかえつて熱膨脹
係数を上昇させるため、20.0％に止める。 Al：0.10％以下 脱酸剤であるが、過度の含有は合金の清浄度を
そこなうだけなので、添加量は0.10％以下にす
る。 本発明の合金において、不純物の含有量を上記
のように規制した理由は、つぎのとおりである。 Mg：0.030％以下 Mgは、微量たとえば0.0015〜0.15％の存在で
Fe−Ni合金の熱間加工性を向上させる点で、不
純物といつてもむしろ望ましい元素であるが、多
くなるとかえつて熱間加工性をそこなう上に、ガ
ラスとぬれを異常に高めるので、0.030％以内に
止める。これは、多量のMgの存在によりその酸
化物系の（またさらには硫化物系の）介在物が増
加し、ガラスとの反応が起つてぬれやすくなるた
めと考えられる。 Ｓ：0.020％以下 微量に止めることにより、良好な熱間加工性が
得られる。 ％Mg／％Ｓ：0.3〜4.0 この比を上記特定の範囲にえらぶことで熱間加
工性が良好になる理由はよくわかつていないが、
熱間加工性の尺度としてグリーブル絞り値をとつ
たときに、50％以上の値を与える比として、この
範囲が実験的に得られた。 Caその他：前記 Caそのほかの不純物の含有量を上記した一定
限度内に抑制することにより、熱間加工性のいつ
そう高い合金が得られる。 実施例 １ 第１表に示す組成のFe−Ni合金を溶製し、熱
間加工性およびぬれ性を試験した。熱間加工性と
しては1100℃におけるグリーブル絞り値（％）
を、またぬれ性はガラスの封止温度における流れ
の程度からみて、気密封止に適当か否かを判定し
た。それらの結果を、あわせて第１表に示す。第
１表において、＊印は比較例であり、無印は実施
例である。 熱間加工性とぬれ性の両方を所望のレベルで得
るためには、％Mg／％Ｓの比が重要であること
がわかる。 実施例 ２ 第２表に掲げる組成のFe−Co−Ni合金を溶製
し、実施例１と同様に試験した。Mg含有量が過
大であると、ぬれ過ぎて不適当なことが実証され
た。 実施例 ３ 第３表の組成のFe−Ni−Cr合金、および第４
表の組成のFe−Co−Ni−Cr合金を溶製し、試験
した。本発明に従えば、すぐれた熱間加工性とぬ
れ性が同時に得られることが裏付けられた。 実施例 ４ 第５表の組成をもつFe−Ni合金について試験
した。MgおよびＳに関する本発明の条件に加え
て、他の不純物の量を規制することにより、きわ
めてすぐれた熱間加工性が得られる事実が示され
た。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
本発明の合金は、不純物の含有量を規制したこ
とによつて、熱間加工性の改善と適度なガラスと
のぬれをあわせて実現したものである。 従つてこの合金は、封着合金とくにICのリー
ドフレーム材として好適である。
とによつて、熱間加工性の改善と適度なガラスと
のぬれをあわせて実現したものである。 従つてこの合金は、封着合金とくにICのリー
ドフレーム材として好適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、Mn：1.5
％以下、Ni：32.0〜55.0％およびAl：0.10％以下
を含有し、残部がFeおよび不純物からなるFe−
Ni合金において、Mg：0.030％以下、Ｓ：0.020
％以下であつてMg％／Ｓ％：0.3〜4.0であるこ
とを特徴とする熱間加工性のよいFe−Ni合金。 ２ 不純物の含有量が下記の規制値内にある特許
請求の範囲第１項のFe−Ni合金（単位はppm）。 Ca：100 Zn：60 Ｎ：80 As：100 Pb：20 Sb：60 Bi：10 Ag：20 Sn：100 Ｂ：200 ３ Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、Mn：1.5
％以下、Ni：32.0〜51.0％、Co：4.0〜20.0％（た
だしNiとCoの合計量は55.0％を超えない）、およ
びAl：0.10％以下を含有し、残部がFeおよび不
純物からなるFe−Ni合金において、Mg：0.030
％以下、Ｓ：0.020％以下であつてMg％／Ｓ％：
0.3〜4.0であることを特徴とする熱間加工性のよ
いFe−Ni合金。 ４ Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、Mn：1.5
％以下、Ni：32.0〜55.0％、Cr：10.0％以下およ
びAl：0.10％以下を含有し、残部がFeおよび不
純物からなるFe−Ni合金において、Mg：0.030
％以下、Ｓ：0.020％以下であつてMg％／Ｓ％：
0.3〜4.0であることを特徴とする熱間加工性のよ
いFe−Ni合金。 ５ Ｃ：0.020％以下、Si：0.50％以下、Mn：1.5
％以下、Ni：32.0〜51.0％、Co：4.0〜20.0％（た
だしNiとCoの合計量は55.0％を超えない）、Cr：
10.0％以下およびAl：0.10％以下を含有し、残部
がFeおよび不純物からなるFe−Ni合金におい
て、Mg：0.030％以下、Ｓ：0.020％以下であつ
てMg％／Ｓ％：0.3〜4.0であることを特徴とす
る熱間加工性のよいFe−Ni合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077381A JPS57155353A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Fe-ni alloy good in hot workability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4077381A JPS57155353A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Fe-ni alloy good in hot workability |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57155353A JPS57155353A (en) | 1982-09-25 |
| JPH0323618B2 true JPH0323618B2 (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=12589944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4077381A Granted JPS57155353A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Fe-ni alloy good in hot workability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57155353A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59100215A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-09 | Daido Steel Co Ltd | リ−ドフレ−ム材料の製造方法 |
| JPS59166656A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-20 | Hitachi Metals Ltd | ガラス封着用合金 |
| JPS59222557A (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-14 | Daido Steel Co Ltd | 軟質ガラス封着合金 |
| JPS60255953A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 打抜性の良好なるＦｅ−Ｎｉ系封着合金 |
| JPS60255954A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 打抜性及び耐応力腐食割れ性の良好なるＦｅ−Ｎｉ系封着合金 |
| JPS619552A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 打抜性及び耐応力腐食割れ性の良好なるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系封着合金 |
| JPS61204354A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-10 | Nippon Mining Co Ltd | ガラス封着用合金 |
| JPS6263649A (ja) * | 1985-09-12 | 1987-03-20 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 打抜性のすぐれた封着用Ｆｅ−Ｎｉ合金 |
-
1981
- 1981-03-20 JP JP4077381A patent/JPS57155353A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57155353A (en) | 1982-09-25 |
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