FR2600638A1 - METAL SHEET THAT CAN BE SEALED WITH TIGHT GLASS - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE FEUILLE DE METAL POUVANT ETRE SCELLEE A DU VERRE TENDRE. LA FEUILLE EST CONSTITUEE D'UN ALLIAGE FE-CR QUI CONTIENT AU PLUS 0,06 EN POIDS DE CHACUN DE C ET N, AU PLUS 1,0 EN POIDS DE CHACUN DE SI ET MN, 16 A 30 EN POIDS DE CR, ET DE FE ET D'IMPURETES INEVITABLES POUR LE COMPLEMENT, ET SA SURFACE EST REVETUE DE NICKEL. LA FEUILLE PRESENTE UNE BONNE AFFINITE AVEC LE VERRE ET LA SOUDURE. UTILISATION POUR LA FABRICATION DE TUBES FLUORESCENTS.THE INVENTION RELATES TO A METAL SHEET THAT CAN BE SEALED TO SOFT GLASS. THE SHEET SHALL CONSIST OF AN FE-CR ALLOY WHICH CONTAINS NO MORE THAN 0.06 BY WEIGHT OF EACH OF C AND N, NOT MORE THAN 1.0 BY WEIGHT OF EACH SI AND MN, 16 TO 30 BY WEIGHT OF CR, AND OF FE AND INEVITABLE IMPURITIES FOR THE COMPLEMENT, AND ITS SURFACE IS COATED WITH NICKEL. THE SHEET SHOWS GOOD AFFINITY WITH THE GLASS AND THE WELDING. USE FOR THE MANUFACTURE OF FLUORESCENT TUBES.

Description

260063E260063E

La présente invention concerne une feuille nickelée d'alliage Fe-Cr, pouvant être scellée ou liée à du verre tendre utilisé pour les tubes fluorescents, etc. Des alliages classiques connus pour scellemernt à du verre tendre comprennent un alliage Fe-42 % de Ni-6 % de Cr, un alliage Fe-18 % de Cr, etco Ces alliages  The present invention relates to a nickel-plated sheet of Fe-Cr alloy, which can be sealed or bonded to soft glass used for fluorescent tubes, etc. Conventional alloys known for soft-glass sealing include Fe-42% Ni-6% Cr alloy, Fe-18% Cr alloy, and the like.

sont utilises pour être scellés à du verre tendre car leur coefficient de dilatation thermique est prorcche de 10 celui du verre tendre.  are used to be sealed to soft glass because their coefficient of thermal expansion is close to that of soft glass.

Une feuille de métal est amenée à la forme désiree r-ar- attaue chi7ique ou poinçonnageo Elle est ensuite oxyd/e à 900-1100 C dans une atmosphère d'hydrogère hhum-de pen,-anrt 10 minutes environ afin de former sur i'aiiiaee un film d'oxyde de chrome ayanr une oépaisseur d'enr-;irn 0,5 r. La feuille de métal est scellée au verre var 1'in-r-édiaire de son film d'oxyde. La feuille de ma l es- ensu te étamée nar de la soudure afin d'v fixer dens broches conductrices destinées à établir une connexion lectrique avec des bornes externes, le film d'oxyde ayant été éliminé par meulage mécanique ou autrement en vue de l'étamageo -alheure-semenrt, il n'est pas ossible de faire adherer la soudure par la technique courante d'étamage car la surface de l'alliage Fe-Cr 25 se recouvre rapidement d'um film passif stable aprrs l'élimination du film d'oxyde. C'est pour cette raison qu'en dépit de leur faible coût les alliages Fe-Cr ne sont généralement vas utilisés pour fermer des tubes fluorescents pour lesquels un etamai'e à la soudure est nécessaire. 30 Un but de la présente invention est de fournir une feuil e de métal pouvant être scellée à du verre ten.dre et oui est susceptible d'etre étamée à la soudure arrès l'éliminaion du fil d'oxde Conformément à la présente invention, il est fourni une feuille de métal pouvant être scellée ou liée à du verre tendre, caractérisée en ce qu'elle est constituée de: pas plus de 0,06 %o en poids de C, pas plus de 0,06 % en poids de N, pas plus de 1,0 % en poids de Si, pas plus de 1,0 % en poids de Mn, 16 à 30 % en poids de Or, et de Fe et d'impuretés inévitables pour le  A sheet of metal is brought to the desired shape, chemically or punched. It is then oxidized at 900.degree.-1100.degree. C. in a hydrogen-hydrogen atmosphere for about 10 minutes in order to form on the surface. a chromium oxide film having a coating thickness of 0.5 r. The metal sheet is sealed to the inner glass of its oxide film. The sheet of my solder is tin-plated to bond conductive pins for electrical connection to external terminals, the oxide film having been removed by mechanical grinding or otherwise for Since the surface of the Fe-Cr alloy rapidly overlaps with a stable passive film after the elimination of the tinning, it is not possible to adhere the solder by the usual tinning technique. oxide film. For this reason, despite their low cost, Fe-Cr alloys are generally not used to close fluorescent tubes for which welding initiation is required. It is an object of the present invention to provide a sheet of metal capable of being sealed to tough glass and which is capable of being tin-plated at the soldering end of the oxidation wire. In accordance with the present invention, a sheet of metal capable of being sealed or bonded to soft glass is provided, characterized in that it consists of: not more than 0.06% by weight of C, not more than 0.06% by weight of N, not more than 1.0% by weight Si, not more than 1.0% by weight Mn, 16 to 30% by weight Gold, and Fe and unavoidable impurities for

complément, et en ce eue sa surface est revêtue de nickel.  complement, and in that its surface is coated with nickel.

Dans la présente invention, la compositon de l'alliage est définie comme ci-dessu.s Dour les raisons suivantes: La teneur en Cr est limitée à 1630 co Avec une Proportion inférieure à 16 %, l'alliage a unr. coefficient de dilatation therzique qui excède trop celui au verre tendre. Aktec une proportion supérieure à 30 c, l'alliage  In the present invention, the composition of the alloy is defined as above for the following reasons: The Cr content is limited to 1630 cc With a proportion of less than 16%, the alloy is unr. coefficient of thermal expansion which exceeds that of soft glass. Aktec a proportion higher than 30 c, the alloy

a une mauvaise aptitude au faconnage.  has a poor fitness.

La teneur en C doit être aussi basse que possible afin d'améliorer la résistance de l'alliage à la corrosion Toute proportion inférieure à 0,06 %a n'est pas source de difficultés en usage pratiqueo Il suffit d'une proportion de Si inférieure 25 à 1 % pour favoriser l'oxydation interne de l'alliage pendant le traitement d'oxydation et pour améliorer  The C content must be as low as possible in order to improve the resistance of the alloy to corrosion Any proportion lower than 0.06% a is not a source of difficulties in practical use. It suffices to have a proportion of Si less than 1% to promote internal oxidation of the alloy during the oxidation treatment and to improve

l'adhérence du film d'oxyde à l'alliage.  the adhesion of the oxide film to the alloy.

Un oxyde (YinCr204) du type spineile est formé par Mn dans la couche superficielle; ce qui améliore 3C la mouillabilité par le verre. Cependant, un alliage contenant plus de 1 % de Mn a un coefficient de dilatation  An oxide (YinCr204) of the spineile type is formed by Mn in the surface layer; which improves 3C the wettability by the glass. However, an alloy containing more than 1% Mn has a coefficient of expansion

thermique trop élevé.too high thermal.

L'alliage peut corinte-ir jusqu'à 0,04 % de P,  The alloy can corrode up to 0.04% P,

jusqu'à 0,03 % de S et jusqu'à 0,5 % de Ni à titre d'impu35 reés inévita:les (normes ASTM).  up to 0.03% S and up to 0.5% Ni as unavoidable impurities (ASTM standards).

L'épaisseur du revêtement de Ki doit être tel que du Ni reste uniformément sur la couche superficielle de l'alliage une fois que le film d'oxyde a été éliminé. Par ailleurs, l'épaisseur du revêtement de Ni influe sur l'épaisseur du film d'oxyde de chrome qui doit être formé sur le revêtement de Ni. En effet, l'épaisseur du film d'oxyde de chrome formé varie en fonction de la température et de la durée de l'oxydation ainsi que de l'épaisseur du revêtement de Ni car le chrome de l'alliage diffuse à la surface ern traversant le revêtement 10 de Ni et le film d'oxyde de chrome se fcrme sur la couche la plus e::terneo ii est donc nécessaire de déterminer l'épaisseur correcte du revêtement de Ni er considération de la zempérature et de la durée du traitement d'oxydation afin 15 d'cbtenir un film d'oxyde dont l'épaisseur convienne pour opérer la liaison au verre tendre. Lorsoue l'oxydation est effectuée a 1000C, un revêtement de Ni ayan: une épaisseur de 2 à 4 F donne un- film d'oxyde de chrome  The thickness of the Ki coating should be such that Ni remains uniformly on the surface layer of the alloy once the oxide film has been removed. On the other hand, the thickness of the Ni coating influences the thickness of the chromium oxide film to be formed on the Ni coating. Indeed, the thickness of the formed chromium oxide film varies as a function of the temperature and the duration of the oxidation as well as the thickness of the Ni coating because the chromium of the alloy diffuses to the surface ern Through the Ni coating and the chromium oxide film is attached to the outermost layer, it is therefore necessary to determine the correct thickness of the coating of Ni and consideration of the temperature and the duration of the treatment. in order to obtain an oxide film whose thickness is suitable for bonding to soft glass. When the oxidation is carried out at 1000 ° C, a coating of Ni ayan: a thickness of 2 to 4 F gives a film of chromium oxide

vui convient pour le -celler-ent à du verre tendre.  It is suitable for use in soft glass.

Dars la 3résente invention, le nickelage peut être exécuté de la manière usuelle par les étapes qui consisteent a dgraisser la surface de l'alliage, effectuer un tra-te...ent d'activation (facultatif), déposer une souscooche de Ii et nickeler normalemento  In the present invention, the nickel plating can be carried out in the usual manner by the steps of degreasing the surface of the alloy, carrying out an activation step (optional), depositing an undercoat of II and nickeler normallyo

Les exemples non lim.-itatifs suivants illustrent plus particulièrement la présente invention.  The following nonlimiting examples illustrate more particularly the present invention.

Exemple 1Example 1

On prépare de la manière usuelle un alliage Fe-Cr contenant 26,73 % de Cr, 0,03 %o de C, 0,035 % de N, 30 0,40 % de Si, 0,50 % de KLn, 0,022 % de P et 0,009 % de S. On soumet des pièces d'essai à un nickelage en diverses épaisseurs de la manière usuelle. On oxyde les pièces d'essai nickelées à 100 C pendant quelques minutes dans une atmrsphère d'hydrogbne humide que l'on obtient en fai3, sant barboter,Le l'hydrorne dans de l'eau à 35 C, de façon qu'il se forme un film d'oxyde d'environ 0,5 d'épaisseur. On élimine le film d'oxyde des pièces d'essai en les frottat avec du papier de verre. Immédiatement après, onr. applique un fondant à la surface des pièces d'essai et on les plonge dans un bain de soudure à 250oC. On examine les pièces d'essai ainsi traitées pour détert ner la surface (exprimée en pourcentage) recouverte de scudure. Les résultats figurent sur le  A Fe-Cr alloy containing 26.73% Cr, 0.03% C, 0.035% N, 0.40% Si, 0.50% KLn, 0.022% Cr is prepared in the usual manner. P and 0.009% S were subjected to nickel plating in various thicknesses in the usual manner. The nickel-plated test pieces are oxidized at 100 ° C. for a few minutes in a moist hydrogen atmosphere which is obtained in a manner which is then bubbled through the water at 35 ° C. in such a way that an oxide film of about 0.5 thick is formed. The oxide film is removed from the test pieces by rubbing with sandpaper. Immediately after, onr. apply flux to the surface of the test pieces and immerse them in a weld pool at 250oC. The test pieces thus treated are examined to determine the area (expressed as a percentage) covered with scudure. The results appear on the

Tableau 1lTable 11

Tableau 1Table 1

Epaisseur du revêtement de NTi (pm) O 1 2 t 6 Surface recouverte de soudure* (%) 55 100 100 100 100 * Surface ar+ Drtis la soudure 100 () Surface plongée dans la soudure 100 () ressort du Tableau 1 que la pièce d'essai qui n'est pas nickelée ne se recouvre pas correctement de súudue, biern u' elle ait été plongée dans le bain de soudure i.M.-aem.ent après l'élirination de son film d' oxyde. ar corntre, les pièces d'essai portant un revêtement de ii d'au toins 1 pm d'épaisseur se recouvrent  Thickness of coating of NTi (μm) O 1 2 t 6 Surface covered with solder * (%) 55 100 100 100 100 * Surface ar + Drtis solder 100 () Surface dipped in solder 100 () spring from Table 1 as part The test piece, which is not nickel plated, does not overlap properly with a nickel, but it was immersed in the solder bath after the elution of its oxide film. the test pieces with a 1 μm thick overlap overlap each other

à 100 5 de soudure.at 100 5 solder.

Exe = 2 On soumet à un traitement d'oxydation, de la même manière qu'à l'Exemple 1, des pièces d'essai du meme aliiare qu'à l'Exemple 1, portant ou non un revteme.nt de nickel de 2 M d'épaisseur. On plonge ensuite les pièces d'essai dans le bain de soudure au bout de diverses périodes de temps après avoir éliminé leur film d'oxyde. On examine les pièces d'essai pour déterminer la surface (exprimée en pourcentage) recouverte de  Exe = 2 An oxidation treatment is carried out in the same manner as in Example 1, with test pieces of the same material as in Example 1, with or without a nickel coating of 2 M thick. The test pieces are then immersed in the solder bath after various periods of time after removing their oxide film. Test pieces are examined to determine the area (expressed as a percentage) covered with

soudure. Les résultats figurent sur le Tableau 2.  welding. The results are shown in Table 2.

Tableau 2Table 2

Temps (min) avant immersion dans le bain de soudure  Time (min) before immersion in the weld pool

__5 0,5 1 2 5 120__5 0.5 1 2 5 120

Sans revêtement de Ni 55% 30% 2 0/ 20% 20% vec revêtement de Ni de 2Fm 1O00% 100% 100%. 100% 100% Il ressort du Tableau 2 que les pièces d'essai non nickelées prennent mal la soudure, même quand elles sont plongées dans la soudure au bout d'une période de temps relativemenrt courte, et cque la surface recouverte  Without Ni coating 55% 30% 2 0/20% 20% with 2Fm 1O00% 100% 100% Ni coating. 100% 100% Table 2 shows that non-nickeled test pieces do not perform well even when they are immersed in the weld after a relatively short period of time, and that the surface covered

diminue à mesure 3u'augmente le d-lai avant immersion.  decreases as you increase the d-lai before immersion.

Par contre, dans le cas des pièces d'essai portant un 15 revêtement de Ni épais de 2 ôm, la soudure prend bien indépendamment du délai avant immersion dans le bain de  On the other hand, in the case of test pieces having a thick Ni coating of 2 μm, the solder takes well regardless of the time before immersion in the bath of

so -dure.so -dure.

Exemple 3Example 3

On soumet à un traitement d'oxydation, de la 20 meme maniere qu à l'Exemple 1, des pièces d'essai du même alliage cu'à l'Exemple 1, portant ou non un revêtement de Ni de 2 Km d'épaisseur. On scelle ensuite les pièces d'essai  An oxidation treatment is carried out in the same way as in Example 1, with test pieces of the same alloy as in Example 1, with or without a Ni coating of 2 km thick. . Then seal the test pieces

à aes plaques de verre tendre et on examine 50 spécimens des claques de verre pour en déterminer le cracuèlement. 25 Les résultats figurent sur le Tableau 3.  to soft glass plates, and 50 specimens of glass slabs were examined for spitting. The results are shown in Table 3.

Tableau 3Table 3

Avec revetement Sans revêtement d e Nide2M de 2 de Ni Spécimens craquelés (%) 0 0 Il ressort du Tableau 3 qu'à l'instar des éprouvettes non nickelées, les éprouvettes portarnt un  With Uncoated coating of Nide2M with 2 of Ni Cracked specimens (%) 0 0 Table 3 shows that, as with non-nickel plated specimens, the specimens carried

revêtement de Nii épais de 2 pm sent cap&ables d'une bonne 35 liaison sans faire cra-ueler le verre.  2 μm thick Nii coating is capably bonded without causing the glass to crackle.

Exemple 4Example 4

On prépare des pièces d'essai à partir d'une feuille laminée à froid (0,7 mm: d'épaisseur) du Même alliage qu'à l'Exempie 1o On soumet les pièces d'essai, portant ou non un revêtement de nickel de 2 m d'épaisseur, à un traitement d'oxydation dans les conditions susmentionnées. On lie les pièces d'essai à du verre tendre. On mesure la résistance de liaison en appliquant à la partie  Test pieces are prepared from a cold-rolled sheet (0.7 mm thick) of the same alloy as in Example 1o. The test pieces, with or without a coating of nickel 2 m thick, to an oxidation treatment under the above conditions. The test pieces are bonded to soft glass. The bond strength is measured by applying to the

liée une charge de cisaillement par traction. Les résultats 10 figurent sur le Tableau 4.  linked tensile shear load. The results are shown in Table 4.

Tableau 4Table 4

Avec revêtement Sans revêtement ___de Ni de 2 A: de Ni Résistance au cisaille- 2 2 ment partraction 2,1 kg/mm 2,0 kg/mm 1l ressort du Tableau 4 qu'à l'instar des -ièces d'essai non nickelées, les pièces d'essai portant 20 un revetement de Ni de 2 possèdent une résistance de iaison ccnvenableo Ainsi, comme décrit ci-dessus, la présente invention fournit une feuille d'atallage Fe-Cr pouvant être scellée ou. iée a du verre tendre, qui est, oeu copteuse 25 et oui a une affinité satisfaisante et stable pour le verre. RE vENDICaTIONS 1. Feuille de métal pouvant 8tre scellée ou liée à du verre tendre, caractérisée en ce qu'elle est constituée de: pas plus de 0,06 % en poids de C, pas plus de 0,06 %o en poids de N, pas plus de 1,0 % en poids de Si, pas plus de 1,0 % en poids de Mn, 16 à 30 % en poids de Cr, et de Fe et d'impuretés inévitables pour le commitment, et en ce que sa surface est revêtue de nickel 2. Feuille de métal selon la revendication 1, caractérisée en ce nue l'épaisseur de son revêtement de nickel n'est Pas inférieure à 1 Fi  With Coating Unlayered No. of Ni 2 A: Ni Shear Strength 2 2 Partraction 2.1 kg / mm 2.0 kg / mm Table 4 shows that, as with non-test pieces, When nickel-plated, the Ni-coated test pieces of 2 have a suitable bond strength. Thus, as described above, the present invention provides a sealable Fe-Cr bonding sheet. It has soft glass which is glassy and has a satisfactory and stable affinity for glass. REALIZATION 1. Sheet of metal capable of being sealed or bonded to soft glass, characterized in that it consists of: not more than 0.06% by weight of C, not more than 0.06% by weight of N, not more than 1.0% by weight of Si, not more than 1.0% by weight of Mn, 16 to 30% by weight of Cr, and Fe and unavoidable impurities for the commitment, and in that that its surface is coated with nickel 2. Metal sheet according to claim 1, characterized in that the thickness of its nickel coating is not less than 1 Fi