專利名稱：鐵鎳合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種低膨脹性的鐵鎳合金。
眾所周知，具有36％鎳的鐵基合金在溫度為20-100℃時有低的膨脹系數。所以這些合金在近數十年來一直被應用在那些溫度發(fā)生變化時也要求保持恒定長度的場合，例如精密儀器，鐘表，雙金屬。隨著彩色電視機和電腦顯示器向高清晰度、高色彩逼真和高對比強度發(fā)展，甚至在不利的光線條件情況下，特別是對于顯示屏朝著越來越平面化和越來越大的方向發(fā)展的情況下，越來越多的鐵鎳材料被用于影孔板。具有約36％鎳的技術鐵鎳合金在20-100℃溫度范圍，如在傳統(tǒng)顯像管中所處的范圍，于軟化退火狀態(tài)下其熱膨脹系數大約為1.2×10-6/K或甚至還要大，如它在鋼鐵材料手冊(SEW-385，1991版)中標明的。
為滿足日益提高的要求，根據DE-A 4402684研制出了一種含有至少34％鎳的鐵基合金，該種合金在20-100℃溫度范圍具有1.0×10-6/K以下的較低的熱膨脹系數，是通過將錳含量保持低于0.1％，Fe/Ni比選擇在1.75-1.83之間。在20-100℃溫度范圍其典型的熱膨脹系數大約為0.6-0.9×10-6/K。
DE-A 2217280涉及到一種彩色顯像管的孔眼光圈，它的材料為在20-80℃溫度范圍比熱膨脹為0-2×10-6/K，優(yōu)選為0.6-1.2×10-6/K的鐵鎳合金，其具有以下的組成(重量％)30-45％鎳，0-2.5％錳，0-2％硅，0-2％碳，0-8％鈷，0-11％鉻，0-3％鎢，余量為鐵。優(yōu)選的合金應具有以下的組成(重量％)30-31％鎳，4-8％，優(yōu)選5-7％鈷，余量為鐵。
從1973年國際鎳DE-商業(yè)文件(DE-Firmenschrift derInternational Nickel)第18頁中可獲知一種含鎳36％的冷韌鎳鐵合金，該合金是由較少的其余元素含量(重量％)制備的0.1％碳，0.3％硅，0.3％錳，0.015％硫，0.015％磷，0.05％鋁，0.02％銅，0.1％鈷，0.1％鉻及0.03％鎂。
從1973年國際鎳DE-商業(yè)說明書(DE-Firmenprospekt derInternational Nickel)第12頁公布了一種鐵鎳合金。該合金5-6重量％的鎳用鈷代替能在室溫下在通常含36重量％的鐵鎳合金中使熱膨脹系數較大的降低，但是其中可用的低膨脹系數范圍變窄。
從JP-A 6-336655中可獲知一種鐵鎳合金，該合金在鎳含量35-36重量％時鈷含量為0-0.7重量％。
人們還進一步獲知，含有大約32％鎳和5％鈷的鐵基合金在20-100℃溫度范圍具有還要更低的熱膨脹系數。所以這些合金被應用于對于熱長度穩(wěn)定性方面有最高要求的用途中。但是由于高的鈷含量而提高了合金成本，所以這些合金在技術領域沒有得到廣泛的應用。
用在大型純平顯示屏的影孔板要求一種在20-100℃溫度范圍其熱膨脹系數還低于1.0×10-6/K的合金。但是其合金成本必須較大的低于含大約32％鎳和5％鈷的鐵基合金。
本發(fā)明的目的就是提供一種低膨脹的鐵鎳合金，該合金通過加入較便宜的合金元素而能在20-100℃溫度范圍得到最佳的熱膨脹系數，并且能應用于不同的應用領域中。
同時該合金特別在加工成彩色電視機蔭罩時必須具有良好的熱和冷變形性能。
此目的可通過一種低膨脹性的鐵鎳合金來達到，為了把該合金在20-100℃溫度范圍的熱膨脹系數調整到小于0.6×10-6/K，該合金除了(質量％)最多0.009％的碳，最多0.1％錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁外，還含有0.5-2.0％鈷，35.0-36.0％的鎳，余量鐵和制備時帶入的雜質。
低于0.5％的鈷含量達不到預期的效果。按照本發(fā)明的合金除了含有鎳和鈷外，還含有最多0.009％的碳，最多0.1％錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁以及極少量的制備時帶入的雜質，余量為鐵。按照本發(fā)明的合金以其顯著的可加工性能而顯得尤為突出，用它生產蔭罩時不要附加的方法步驟。此外該合金還顯示了相應于需求的長期的熱性能穩(wěn)定性。
按照本發(fā)明的合金在20-100℃溫度范圍具有小于0.6×10-6/K的非常小的熱膨脹系數。
本發(fā)明主題的優(yōu)選實施方案從附屬的從屬權利要求中得到。所以為了滿足所期望的要求，優(yōu)選使用鎳含量為35.0-36.0％，鈷含量為0.7-1.3％，錳含量最多0.05％，硅含量最多0.05％，鋁含量為0.01-0.05％的鐵鎳合金。這樣在20-100℃溫度范圍所能達到的極低熱膨脹系數為大約0.4×10-6/K。
按照一般的觀點，至少0.2％的較高的錳含量對于好的熱變形性是必不可少的。然而意外地表明按照本發(fā)明的合金即使在非常低的小于0.05％的錳含量也具有非常好的熱和冷變形性。
這個目的也可通過應用低膨脹性能的鐵鎳合金來達到，為了將該合金在20-100℃溫度范圍的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，除了(質量％)最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁外，還含有0.5-2.0％的鈷和35.0-36.0％的鎳，余量為鐵和制備時帶入的雜質。該合金不但可用于—顯示屏的蔭罩和框架部件而且還可用于—熱雙合金的鈍態(tài)成分—用于液化氣的制備，儲存和運輸的部件—在激光技術中的部件。
下表是按照本發(fā)明的合金的一個實施例E，與現有技術或更確切地說根據上述的DE-A 44 02 684所描述的鐵鎳合金ST1，ST2，ST3和ST4相比較。
表化學組成(質量％)
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℃溫度范圍的平均熱膨脹系數。
在20-100℃溫度范圍按照本發(fā)明的合金E的平均熱膨脹系數為0.44×10-6/K，明顯小于現有技術的合金ST1，ST2，ST3和ST4的熱膨脹系數。
表中所給出的合金元素鉻、鈦、銅、硫、磷、鎂、鋯和硼是制備時帶入的雜質。
權利要求
1.一種低膨脹性的鐵鎳合金，為了把該合金在20-100℃溫度范圍的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，該合金含有最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁，以及還含有0.5-2.0％的鈷，35.0-36.0％的鎳，余量鐵以及制備時所帶入的雜質，以質量％計。
2.根據權利要求1的鐵鎳合金，其特征在于，將錳含量調整到最多0.05％，硅含量調整到最多0.05％和鋁含量調整到0.01-0.05％，以質量％計。
3.根據權利要求1或2的鐵鎳合金，其特征在于，將鈷含量調整到0.7-1.3％，以質量％計。
4.一種低膨脹性的鐵鎳合金在顯示屏的蔭罩和框架部件中的應用，為了把該合金在20-100℃溫度范圍的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，該合金含有最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁，以及還含有0.5-2.0％的鈷和35.0-36.0％的鎳，余量鐵以及制備時所帶入的雜質，以質量％計。
5.一種低膨脹性的鐵鎳合金用于熱雙金屬的鈍態(tài)成分的應用，為了把該合金在20-100℃的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，該合金含有最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁，以及還含有0.5-2.0％的鈷和35.0-36.0％的鎳，余量鐵以及制備時所帶入的雜質，以質量％計。
6.一種低膨脹性的鐵鎳合金用于液化氣的制備，儲存和運輸的部件的應用，為了把該合金在20-100℃的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，該合金含有最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁，以及還含有0.5-2.0％的鈷和35.0-36.0％的鎳，余量鐵以及制備時所帶入的雜質，以質量％計。
7.一種低膨脹性的鐵鎳合金用于激光技術的部件的應用，為了把該合金在20-100℃的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10-6/K，該合金含有最多0.009％的碳，最多0.1％的錳，最多0.1％的硅和最多0.1％的鋁外，還含有0.5-2.0％的鈷和35.0-36.0％的鎳，余量鐵以及制備時所帶入的雜質，以質量％計。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種低膨脹性的鐵鎳合金,為了將該合合金在20－100℃的熱膨脹系數調節(jié)到小于0.6×10
文檔編號C22C38/10GK1348508SQ00806697
公開日2002年5月8日 申請日期2000年2月2日 優(yōu)先權日1999年5月3日
發(fā)明者B·格赫曼 申請人:克魯普德國聯合金屬制造有限公司