Fe-Ni-Co合金、其用途及製得的障板的製作方法

2024-02-20 06:37:15 1

專利名稱：Fe-Ni-Co合金、其用途及製得的障板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低膨脹係數的Fe-Ni-Co合金，及其在製造用於顯示器陰極射線管的障板時的用途。
具有低膨脹係數的Fe-Ni-Co合金是眾所周知的，通常被稱為SUPERINVAR。這些合金特別適合於製造障板，例如在歐洲專利申請EP05340460中提出的，它建議使用一種Fe-Ni-Co合金來製造障板，該合金除鐵之外，含有28-34％鎳，2-7％鈷，0.1-1％錳，小於0.1％矽，小於0.01％碳，其餘為從熔煉中帶入的雜質。但是，該合金還有一個缺點，就是它的馬氏體型轉變點起始溫度Ms接近室溫，因此，不管是在形成障板還是在低溫下貯存它時，都會因為發生馬氏體型轉變，導致障板的永久變形。此外，由於錳被認為是形成好的熱軋性合金必須的元素，上述的錳含量也使合金的膨脹係數過高，從而不能有效減少障板局部凸起的缺陷。
本發明的目的就是提供一種Fe-Ni-Co合金，它的馬氏體型轉變起始點低於-50℃，20℃與100℃間平均熱膨脹係數小於0.7×10-6/°K，80℃和130℃間平均熱膨脹係數小於1×10-6/°K。
就此而言，本發明的主題是一種Fe-Ni-Co合金，其化學組成包括(以重量計)
32％≤Ni≤34％3.5％≤Co≤ 6.5％0％≤Mn≤0.1％0％≤Si≤0.1％0％≤Cr≤0.1％0.005％≤C≤0.02％S≤0.001％0.0001％≤Ca≤0.002％0.0001％≤Mg≤0.002％其餘為鐵和由熔煉產生的雜質；該合金的化學組成進一步滿足以下關係Co+Ni≤38.5％Co+0.5×Ni≥20％Co+5×Ni≥165.5％和 S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg優選地，銅、鉬、釩和鈮含量每種均應小於0.1％。更優選的是，錳、矽、鉻、銅、鉬、釩和鈮含量總和小於0.30％。
最後，優選氧含量小於或等於0.01％，氮含量小於或等於0.005％，磷含量小於或等於0.005％。
本發明的另一個主題是用根據本發明的合金製造障板，以及製得的障板。
下面將對本發明進行更準確的敘述，但本發明不局限於以下敘述。
儘管，都知道障板的變形是由中溫加熱至低於100℃的溫度，通常是80℃而引起的，本發明現在假設，圖象缺陷是因為局部加熱障板至可高達130℃的溫度下引起的。為了儘可能減少圖象缺陷，不僅要求用來製造障板的合金在20℃至100℃間的平均熱膨脹係數儘可能低，而且該合金在80℃和130℃間的平均熱膨脹係數也儘可能低。此外，該合金必須在足夠低的溫度下，也就是說至少在-50℃，有穩定的顯微結構。
根據本發明的合金是一種Fe-Ni-Co合金，調節其化學組成，使它同時滿足以下條件，20℃和100之間的平均熱膨脹係數小於或等於0.7×10-6/°K，80℃和130℃之間的平均熱膨脹係數小於或等於1×10-7/°K，並且該合金的Ms點溫度低於-50℃。
該合金的化學組成包括，以重量計，至少32％、至多34％的鎳，以及至少3.5％、至多6.5％的鈷，鎳和鈷的含量滿足Co+Ni≤38.5％以使得合金在20℃和100℃之間的平均熱膨脹係數小於0.7×10-6/°K；Co+0.5×Ni≥20％以使得合金在80℃和130℃之間的平均熱膨脹係數小於1×10-6/°K；Co+5×Ni≥165.5％以使得Ms點低於-50℃。
此外，為了保證合金在20℃和100℃之間的平均熱膨脹係數小於0.7×10-6/°K，要求合金中錳、矽和鉻含量小於或等於0.1％。
為了使合金的Ms點保持在低於-50℃，合金必須含有至少0.005％的碳，但是碳含量不能超過0.02％，以便不至於影響合金的拉製成形性。
此外，工業合金通常含有雜質元素，如銅、鉬、釩或鈮，為使合金熱膨脹係數儘可能小，希望這些元素的每種含量均小於或等於0.
1％，並且，優選地，Mn+Si+Cr+Mo+V+Nb+Cu≤0.30％最後，為了獲得好的熱延展性，優選地，氧含量小於或等於0.
01％，氮含量小於或等於0.005％，並且磷含量小於或等於0.005％。
該合金特別適於製造障板。為此，將合金熔煉，鑄成錠坯或扁錠，然後熱軋以形成約4mm厚的帶；冷軋該帶以得到約0.15mm厚的冷軋帶。這種冷軋帶在20℃時的0.2％屈服應力Rp0.2約600MPa，這太高而不易成形，此外，通過化學切割加工障板坯之後，將這些坯料在700℃和850℃之間退火，使得它在20℃時的0.2％屈服應力Rp0.2下降至約320MPa。然後，將每一坯料成形，例如拉制，以得到障板。
作為實施例，製備本發明合金A至D，其化學組成如下，以重量％計合金Ni Co Mn Si Cr CS CaMg FeA 32.7 4.50.060.080.040.0140.00060.00050.0015 餘量B 33.5 4.50.050.080.070.0140.00090.00120.0009 餘量C 33.5 3.50.050.080.050.0110.00070.00080.0007 餘量D 33.3 4.20.050.090.060.0180.00080.00110.0011 餘量這些合金性能如下
Rp0.2Rp0.2Rp0.2α α α MPa MPa MPa合金 20°/100° 20°/80° 80°/130° Ms20℃20℃ 200℃10-6/°K 10-6/°K10-6/°K ℃加工硬化退火*退火*A 0.31 0.23 0.78 -90 615 320 141B 0.65 0.65 0.80 ＜-186615 318 137C 0.49 0.45 0.90 ＜-186607 304 133D 0.51 0.49 0.77 ＜-186629 322 148*780℃退火15分鐘使用這些合金，可以製造障板，包括鑽孔的箔片，並通過拉拔成形。即使在冷環境中成形並貯存之後，這些障板仍具有完全的奧氏體結構。並且其局部凸起缺陷比用現有技術的鐵—鎳合金製成的障板的局部凸起缺陷減少40％。
權利要求
1.Fe-Ni-Co合金，其化學組成包括，以重量計32％≤Ni≤34％3.5％≤Co≤6.5％0％≤Mn≤0.1％0％≤Si≤0.1％0％≤Cr≤0.1％0.005％≤C≤0.02％S≤0.001％0.0001％≤Ca≤0.002％0.0001％≤Mg≤0.002％其餘為鐵及由熔煉產生的雜質，該合金化學組成進一步滿足以下關係Co+Ni≤38.5％Co+0.5×Ni≥20％Co+5×Ni≥165.5％和 S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg
2.根據權利要求1的合金，其特徵在於銅，鉬，釩和鈮含量各自小於0.1％。
3.根據權利要求2的合金，其特徵在於，錳、矽、鉻、銅、鉬、釩和鈮含量的總和小於0.3％。
4.根據權利要求1至3中任一項的合金，其特徵在於，氧含量小於或等於0.01％，氮含量小於或等於0.005％，並且磷含量小於或等於0.005％。
5.根據權利要求1至4中任一項的合金用於製造障板。
6.障板，其特徵在於，它包括至少一個鑽有孔的箔，並由權利要求1至4中任一項的合金組成。
全文摘要
Fe-Ni-Co合金，其化學組成包括，以重量計32％≤Ni≤34％，3.5％≤Co≤6.5％，0％≤Mn≤0.1％，0％≤Si≤0.1％，0％≤Cr≤0.1％，0.005％≤C≤0.02％，S≤0.001％，0.0001％≤Ca≤0.002％，0.0001％≤Mg≤0.002％，其餘為鐵及由熔煉引起的雜質；該合金的化學組成還滿足以下關係Co+Ni≤38.5％，Co+0.5×Ni≥20％，Co+5Ni≥165.5％，以及S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg。上述合金用於製造障板，該障板用於顯示器的陰極射線管。
文檔編號C22C38/10GK1138634SQ9610449
公開日1996年12月25日 申請日期1996年5月3日 優先權日1995年5月5日
發明者R·科扎, M-P·索利納克 申請人:安費公司