Сплав с заданным температурным коэффициентом линейного расширения

,006 беж 0 серы,0тве неиз является вью приводит к образованию е низкая смаными припоской сущк предла- едующего 30-80Не более 7Не более 1Не более 0,5Не более 0,10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Центральный нтельский институт чеим, И,П.Бардина(54) СПЛАВ С ЗАДАННЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ЛИНЕЙНОГОРАСШИРЕНИЯ Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению сплавов с заданным. температурным, коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) иэ слитков большой массы для последующего изготовления иэ них корпусов интегральных схем и других элементов электровакуумных приборов посредством пайки.Для изготовления элементов электровакуумных приборов используют сплав с заданным ТКЛР 4,5 - 5,2 х 10 град ( в интервале температур 20-300" С), Соединение деталей из такого сплава с керамикой осуществляется методом пайки высокотемпературными припоями,Известен сплав, содержащий. мас,: никель 41,5-42,0, марганец не более 0,3; а(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к получению сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения из слитков большой массы для последующего изготовления из них корпусов интегральных схем и других элементов электровакуумных приборов посредством пайки. Сущность; предложенный сплав содержит, мас.0: никель 41,5-42,5; марганец 0,2-0,5: кремний 0,05 - 0,15; бор 0,001 - 0,003; углерод 0,003 - 0,015; алюми.ний 002 - 0,10; титан 0,03 - 0.15; РЗМ 001 - 0,05; медь 0,02-0,10; железо остальное, Использование предложенного сплава позволяет получать из слитков большой массы (4,5 - 12 т) широкую тонкую ленту для изготовления деталей злектровакуумных приборов и корпусов интегральных схем с хорошей смачиваемостью высокотемпературными припоями 2 табл. также не более 0,1 меди, 0,01фосфора, 0,03 углерода в качесных примесей.Недостатком этого сплавасокое содержание углерода, чтвыделению газов при пайке ипузырей в местах спая, а такжчиваемость высокотемпературями,Наиболее близким по.техниности и достигаемому результатгаемому сплаву является сплав ссостава, мас.0)ь:НикельХромМарганецКремнийАлюминийТитан 0,005-0,03Углерод Не более 0,03Бор 0,001 - 0,003Сера Не более 0,03фоСфор Не более 0,03Железо ОстальноеНедостатком этого сплава является низкая смачиваемость сплава высокотемпературными припоями, а также низкая ударнаявязкость в литом состоянии,Цель изобретения - улучшение смачиваемости сплава высокотемпературнымиприпоями и повышение его ударной вязкости в литом состоянии при высоких температурах.Поставленная цель достигается тем, чтосплав, содержащий никель, марганец, кремний,.бор, углерод, алюминий, титан ижелезо, дополнительно содержит редкоземельные металлы (РЗМ) и медь при следующем соотношении компонентов, мас, :Никель 41,5-42,5Марганец 0,2-0,5Кремний 0,05-0,15Бор 0,001-0,003Углерод 0,005 - 0,015Алюминий 0,02 - 0,10Титан 0.03-0,15РЗМ 0,01-0,05Медь 0,02-0,10Железо ОстальноеПри этом сумма содержания углерода ибора должна соответствовать следующемусоотношению: (С)+5% В) - 0,0100,030, сумма содержаний бора и РЗМ должна соответствовать соотношению:(о РЗМ)+ЗДВ) = 0,023-0,055, а сумма содержаний меди, титана и алюминия должнасоставлять; (% Сн)+ %Т)+ фА 1) = 0,07-0,25,П р и м е р. Сплавы выплавляли в вакуумной индукционной печи с тиглем вместительностью 6,5 т, В тигель загружалирасчетные количества никеля, железа и принеобходимости, если содержание меди вжелезе было ниже расчетного; меди, С последней корзиной в печь загружали расчетные количества алюминия, а затем послезаполнения камеры печи аргоном марганца,РЗМ, бора, титана. После доведения темпе ратуры расплава до заданной металл разливали в изложницы для слитков массой 6,2 т.Исследованные свойства сплава не зависели от соотношения отдельных РЗМ, содержащихся в готовом металле, а определялисьих суммарным содержанием,Полученные при разливке слитки подвергали ковке при температуре начала ковки 1200 - 1150 С, конца ковки 900 - 850"С.Поковки прокатывали в горячем состояниипо соответствующим режимам на полосутолщиной 3,0-3,5 мм, а затем после травления или абразивной зачистки прокатывали в холодном состоянии на ленту толщиной 0,1 - 0,2 мм. В дальнейшем из полученной ленты изготавливали детали электровакуум 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ных приборов или корпуса интегральных схем,Влияние различных добавок на пластичность метаЛла в горячем состоянии изучали, на металле различных вариантов выплавки и оценивали по ударной вязкости образцов сплава при 1100 и 1200 С, Прочность готовой ленты на изгиб оценивали по числу гибов до разрушения при испытаниях методом "гиб с перегибом" (на образцах ленты толщиной 0.1 мм), Размер зерна в ленте определяли на шлифах, полученных на готовой ленте после отжига в вакууме при 100 С, Оценку смачиваемости металла высокотемпературными припоями осуществляли по отношению площадей, занимаемых каплей припоя до и после расплавления припоя на металлической пластине (ленте), изготовленной из испытываемого сплава,Химический состав испытанного металла приведен в табл,1, а результаты испытаний металла по указанным параметрам приведены в табл,2. там же приведены значения ТКЛР для сплавов различного состава,Иэ данных табл,1 и 2 видно, что дополнительное введение в сплав РЗМ и меди позволяет получить сплав, хорошо смачиваемый высокотемпературными припоями, при малом размере зерна в ленте, что обеспечивает ее прочность при изгибе. При отсутствии указанных добавок смачивание сплава припоями ухудшается. ТКЛР сплава при микролегировании РЗМ и медью в укаэанных пределах не изменяется,Таким образом, использование предлагаемого сплава позволяет получить из слитков большой массы широкую тонкую ленту для изготовления деталей электровакуумных приборов и интегральных схем с хорошей смачиваемостью высокотемпературными припоями,Формула изобретения Сплав с заданным температурным коэффициентом линейного расширения преимущественно для изготовления посредством пайки деталей электровакуумных приборов и корпусов интегральных схем, содержащий никель, марганец, кремний, бор, углерод, алюминий, титан и железо, о тл ич а ю щи йс я тем, что, сцельюповышения ударной вязкости сплава в литом состоянии и улучшения его смачиваемости высокотемпературными припоями, он дополнительно содержит редкоземельные меССн) ь(22 ь (СС) ь 5(80) (2 РЗН) ьЭ(20) Содеокаиие конпонентовспмвее нас. Состав Сплав г г -г - - г - - ь(201)НикельЛарганецхренниетборУглерод (длпиннийТитан 1 Р:)Л (Падь Лредлпыан 0,010 0,02 0,010 0,02 0,035 0,06 0,046 0,06 0,046 0,10 0,05 а,)о 0,046 0,05 0,02 0,02 0,06 0,06 0,05 0,10 0,05 0,06 0,03 о,ог 0,09 0,09 0,10 0,05 0,150,0241,5 0,2 0,05 а 1,5 0,2 о,а 5 42,0 0,35 0,10 42,0 0,35 0,10 42,5 0,5 0,15 42 е 5 0,5 Ое 5 42,5 0,5 Ое)5 42,0 0,35 0,10 0,07 0,07 0,21 0,21 0,25 0,25 0,25 0,08 0,010 а, 013 0,020 0,0250,030 0,029 0,025 0,030 0,023 0,026 0,041 0,055 0,055 0,053 0,052 0,006 0,001 0,002 деааг 0,003 0,003 0,001 0,002 о,оаг 0,005 0,002 0,010 О, 010 О, 015 0,015 0,015 0,02 Известный Таблно2 ТКЛР а интвр апе таннера" тур 20-100 еС (х 10 в К) Сг,пав Состает Удвоила а зкость кГ 7 снз при тенпературе, С Среднийразмерзерна аленте, еве Ковкостьслитковбольнойпассы Реззльтаты испытанийленты топеииой 0,1 нииа гиб с перегибал(количество гибов доразрувенил) Снаннааеиость лентыпрнполии поделенг1200 1100 Серебрлньве Удоелетвктр- тельнав Лредлоленний 6,5 14,6 4,5 а, 012 10,2 5,5 12 2 3 5 6, 7 5,0 5,4 5.2 а,в 5,4 1,2 14,8 14,9 13,6 13,9 13,8 14,0 8,0 10,4 10,1 9,9 10,0 9,8 9,9 6,3 4,6 4,9 4,8 5,.2 5,1 5,а 0,014 0,010 0,010 0,009 0,011 0,008 0,030 6,1 5.8 5,7 а.,9 5,1 4,7 1,7нее ее ее ееее 10991 О1110 Третпнипп покоекак ь Составитель Е,Носырева Редактор М,Недолуженко Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай Ю(Заказ 1870 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 таллы (РЗМ) и медь при следующем соотношении компонентов, мас,;ь:Никель 41,5 - 42,5 Марганец 0,2-0,5 Кремний 0,05 - 0,15 Бор 0,001 - 0,003 Углерод 0,003 - 0,015 Алюминий 0,02-0,10 Титан 0,03 - 0,15 Редкоземельныеметаллы 0,01 - 0,05 Медь 0,02 - 0,10 Железо Остальноепри этом сумма углерода и бора должна соответствовать соотношению (% С) + 5(% В)= 5 = 0,010 - 0,030, сумма РЗМ и бора должна соответствовать соотношению (%РЗМ)+3(% В) =0,023 - 0,055, а сумма меди, титана и алюминия должна составлять (% С(3)+(%Т 1)+(%А) = 0,07 - 0,25,