铁镍合金制造技术

本发明专利技术涉及到一种低膨胀性的铁镍合金，为了将该合合金在２０－１００℃的热膨胀系数调节到小于０．６×１０↑［－６］／Ｋ，该合金除了含有（质量％）最多０．００９％的碳，最多０．１％的锰，最多０．１％的硅和最多０．１％的铝外，还含有０．５－２．０％的钴，３５．０－３６．０％的镍，余量铁以及制备时所带入的杂质。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种低膨胀性的铁镍合金。众所周知，具有36％镍的铁基合金在温度为20-100℃时有低的膨胀系数。所以这些合金在近数十年来一直被应用在那些温度发生变化时也要求保持恒定长度的场合，例如精密仪器，钟表，双金属。随着彩色电视机和电脑显示器向高清晰度、高色彩逼真和高对比强度发展，甚至在不利的光线条件情况下，特别是对于显示屏朝着越来越平面化和越来越大的方向发展的情况下，越来越多的铁镍材料被用于影孔板。具有约36％镍的技术铁镍合金在20-100℃温度范围，如在传统显像管中所处的范围，于软化退火状态下其热膨胀系数大约为1.2×10-6/K或甚至还要大，如它在钢铁材料手册(SEW-385，1991版)中标明的。为满足日益提高的要求，根据DE-A 4402684研制出了一种含有至少34％镍的铁基合金，该种合金在20-100℃温度范围具有1.0×10-6/K以下的较低的热膨胀系数，是通过将锰含量保持低于0.1％，Fe/Ni比选择在1.75-1.83之间。在20-100℃温度范围其典型的热膨胀系数大约为0.6-0.9×10-6/K。DE-A 2217280涉及到一种彩色显像管的孔眼光圈，它的材料为在20-80℃温度范围比热膨胀为0-2×10-6/K，优选为0.6-1.2×10-6/K的铁镍合金，其具有以下的组成(重量％)30-45％镍，0-2.5％锰，0-2％硅，0-2％碳，0-8％钴，0-11％铬，0-3％钨，余量为铁。优选的合金应具有以下的组成(重量％)30-31％镍，4-8％，优选5-7％钴，余量为铁。从1973年国际镍DE-商业文件(DE-Firmenschrift derInternational Nickel)第18页中可获知一种含镍36％的冷韧镍铁合金，该合金是由较少的其余元素含量(重量％)制备的0.1％碳，0.3％硅，0.3％锰，0.015％硫，0.015％磷，0.05％铝，0.02％铜，0.1％钴，0.1％铬及0.03％镁。从1973年国际镍DE-商业说明书(DE-Firmenprospekt derInternational Nickel)第12页公布了一种铁镍合金。该合金5-6重量％的镍用钴代替能在室温下在通常含36重量％的铁镍合金中使热膨胀系数较大的降低，但是其中可用的低膨胀系数范围变窄。从JP-A 6-336655中可获知一种铁镍合金，该合金在镍含量35-36重量％时钴含量为0-0.7重量％。人们还进一步获知，含有大约32％镍和5％钴的铁基合金在20-100℃温度范围具有还要更低的热膨胀系数。所以这些合金被应用于对于热长度稳定性方面有最高要求的用途中。但是由于高的钴含量而提高了合金成本，所以这些合金在
没有得到广泛的应用。用在大型纯平显示屏的影孔板要求一种在20-100℃温度范围其热膨胀系数还低于1.0×10-6/K的合金。但是其合金成本必须较大的低于含大约32％镍和5％钴的铁基合金。本专利技术的目的就是提供一种低膨胀的铁镍合金，该合金通过加入较便宜的合金元素而能在20-100℃温度范围得到最佳的热膨胀系数，并且能应用于不同的应用领域中。同时该合金特别在加工成彩色电视机荫罩时必须具有良好的热和冷变形性能。此目的可通过一种低膨胀性的铁镍合金来达到，为了把该合金在20-100℃温度范围的热膨胀系数调整到小于0.6×10-6/K，该合金除了(质量％)最多0.009％的碳，最多0.1％锰，最多0.1％的硅和最多0.1％的铝外，还含有0.5-2.0％钴，35.0-36.0％的镍，余量铁和制备时带入的杂质。低于0.5％的钴含量达不到预期的效果。按照本专利技术的合金除了含有镍和钴外，还含有最多0.009％的碳，最多0.1％锰，最多0.1％的硅和最多0.1％的铝以及极少量的制备时带入的杂质，余量为铁。按照本专利技术的合金以其显著的可加工性能而显得尤为突出，用它生产荫罩时不要附加的方法步骤。此外该合金还显示了相应于需求的长期的热性能稳定性。按照本专利技术的合金在20-100℃温度范围具有小于0.6×10-6/K的非常小的热膨胀系数。本专利技术主题的优选实施方案从附属的从属权利要求中得到。所以为了满足所期望的要求，优选使用镍含量为35.0-36.0％，钴含量为0.7-1.3％，锰含量最多0.05％，硅含量最多0.05％，铝含量为0.01-0.05％的铁镍合金。这样在20-100℃温度范围所能达到的极低热膨胀系数为大约0.4×10-6/K。按照一般的观点，至少0.2％的较高的锰含量对于好的热变形性是必不可少的。然而意外地表明按照本专利技术的合金即使在非常低的小于0.05％的锰含量也具有非常好的热和冷变形性。这个目的也可通过应用低膨胀性能的铁镍合金来达到，为了将该合金在20-100℃温度范围的热膨胀系数调节到小于0.6×10-6/K，除了(质量％)最多0.009％的碳，最多0.1％的锰，最多0.1％的硅和最多0.1％的铝外，还含有0.5-2.0％的钴和35.0-36.0％的镍，余量为铁和制备时带入的杂质。该合金不但可用于—显示屏的荫罩和框架部件而且还可用于—热双合金的钝态成分—用于液化气的制备，储存和运输的部件—在激光技术中的部件。下表是按照本专利技术的合金的一个实施例E，与现有技术或更确切地说根据上述的DE-A 44 02 684所描述的铁镍合金ST1，ST2，ST3和ST4相比较。表化学组成(质量％)EST1 ST2 ST3 ST4Cr 0,02 0,05 0,04 0,03 0,03Ni 35,3536,4036,0536,0035,85Mn 0,01 0,27 0,30 0,31 0,03Si 0,01 0,18 0,05 0,01 0,02Mo 0,03 0,03 0,02 0,02Ti ＜0,01 0,0 1＜0,01 ＜0,01 ＜0,01Nb ＜0,01 0,01 0,01 0,01Cu 0,02 0,03 0,04 0,03 0,04Fe Rest 62,9563,4 63,5 63,9S 0,003＜0,002 0,0006 0,0010,0005P 0,0040,0020,0020,0020,002Al 0,0020,0030,0020,0050,015Mg 0,0002 0,0030,0002 0,0002 0,0004Ca0,0006 0,0004 0,0003Pb 0,0010,0010,0010,001Sn ＜0,01 ＜0,01 ＜0,01 ＜0,01Co 1,04 0,02 0,02 0,03 0,04Zr ＜0,01＜0,01 ＜0,01 ＜0,01B ＜0,001AK(10-6/K) 0,44 1,20 0,93 0,85 0,65AK＝AK(20-100℃)20-100℃温度范围的平均热膨胀系数。在20-100℃温度范围按照本专利技术的合金E的平均热膨胀系数为0.44×10-6/K，明显小于现有技术的合金ST1，ST2，ST3和ST4的热膨胀系数。表中所给出的合金元素铬、钛、铜、硫、磷、镁、锆和硼是制备时带入的杂质。权利要求1.一种低膨胀性的铁镍合金，为了把本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低膨胀性的铁镍合金，为了把该合金在２０－１００℃温度范围的热膨胀系数调节到小于０．６×１０↑［－６］／Ｋ，该合金含有最多０．００９％的碳，最多０．１％的锰，最多０．１％的硅和最多０．１％的铝，以及还含有０．５－２．０％的钴，３５．０－３６．０％的镍，余量铁以及制备时所带入的杂质，以质量％计。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B格赫曼，
申请(专利权)人：蒂森克鲁普德国联合金属制造有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]