Установка для получения металлокерамических изделий

Установка для получения металлокерамических изделий предназначена для получения изделий диффузионной сваркой из тугоплавких и труднодеформируемых сплавов. Установка состоит из рамы (1) на направляющих (2) которой с возможностью перемещения установлены стойки (3), удерживающие кварцевую трубу (5), служащую для размещения свариваемых деталей, и стойки (4) с индуктором (8). Соединяемые узлы (17) и (18), собирают на стержень последовательно друг за другом и помещают внутрь кварцевой трубы, фиксируя торцевые стороны посредством крышек (10) с прижимами (11) и толкателя (12) Производят откачку воздуха из кварцевой трубы узлом вакуумирования (6), после чего нагревают зону шва индуктором и перемещением маховика (9) передают давление на толкатель, величину которого контролируют динамометром (13). На установке были получены высококачественные, вакуумплотные, прочные изделия из титанового сплава ВТ-14 и керамики К8ПТ, жаропрочного сплава на кобальтовой основе 07Х16Н6Ш (ЭИ233) и высокотемпературной керамики на основе нитрида кремния.

Полезная модель относится к оборудованию для обработки металлов давлением, в частности к устройствам для получения изделий диффузионной сваркой из тугоплавких и труднодеформируемых сплавов и может быть использована в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для обработки металлов давлением с подогревом (А.С. 1286375, МПК В23К 20/26). Устройство содержит пуансоны, расположенные в рабочей камере. В одном из пуансонов расположен электронагреватель. На наружной поверхности пуансона выполнены каналы для охлаждающей среды. Регулирование сжимающего усилия обеспечивается за счет регулирования интенсивности охлаждения пуансона.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления элементов подвода воды и поддержки постоянного давления, большие энергозатраты.

За прототип принята установка для сварки металлокерамических изделий (Диффузионная сварка материалов: Справочник / Под ред. Н.Ф.Казакова. - М.: машиностроение, 1981, с.109). Установка содержит раму, на направляющих которой установлены стойки для крепления кварцевой трубы. В кварцевую трубу, по ее оси, помещают собранные на стержень последовательно друг за другом (по длине) металлокерамические втулки и поджимают гайками-упорами. С одного торца упор прижат к толкателю, осуществляющему передачу давления к свариваемым деталям от пневматической камеры через редуктор давления, обеспечивающий регулирование давления до 0,6 МПа. Для нагрева зоны шва токами высокой частоты на кварцевой трубе установлен одновитковый индуктор. Установка работает в комплекте с высокочастотным генератором мощностью 60 кВт. Сварка происходить: среде аргона. После окончания сварки одного шва стойки перемещаются относительно индуктора по направляющим рамы с помощью маховика механизма подачи для проведения сварки следующего шва.

Недостатком данной установки является малое удельное давление, которого недостаточно для получения качественного соединения в изделиях, выполняемых из жаропрочных сплавов и высокотемпературной керамики. Кроме того, применение аргона усложняет установку.

Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является расширение технологических возможностей путем обеспечения регулирования сжимающего усилия, достаточного для получения металлокерамических изделий из жаропрочных сплавов и высокотемпературной керамики.

Поставленная задача решается тем, что в известной установке для получения металлокерамических изделий, состоящей из рамы, на направляющих которой с возможностью перемещения установлены стойки, удерживающие нагреватель и кварцевую трубу, служащую для размещения свариваемых деталей, зафиксированных с торцевых сторон посредством крышек с прижимами и толкателя, причем через толкатель осуществляют подачу рабочего давления на свариваемые детали, согласно изобретению, кварцевая труба сообщена с узлом вакуумирования, а подачу рабочего давления на толкатель осуществляют от маховика механизма подачи давления.

Полезная модель поясняется чертежом.

На фиг. представлена схема установки для получения металлокерамических изделий.

Установка состоит из рамы 1, направляющих 2, стоек 3 и 4, кварцевой трубы 5, узла вакуумирования 6, манометрического датчика 7, индуктора 8, маховика 9 механизма подачи давления, крышек 10, прижимов 11, толкателя 12, динамометра 13, стержня 14, гаек-упоров 15, вакуумного уплотнения 16.

Установка работает следующим образом.

Соединяемые узлы 17 и 18 собирают на стержень 14 последовательно друг за другом, поджимают гайками-упорами 15 и помещают внутрь кварцевой трубы 5, которую перемещая стойки 3 закрывают крышками 10 с вакуумным уплотнением 16 и поджимают прижимами 11. Один из торцов собранного изделия удерживается выступающим фланцем прижима 11 задней крышки 10, а второй - толкателем 12, установленным с возможностью продольного перемещения в прижиме передней крышке. Предварительное поджатие изделия производится толкателем 12, после чего через отверстие в фланце прижима задней крышки 10 производят откачку воздуха из кварцевой трубы 5 узлом вакуумирования 6 до достижения технологического вакуума, контролируемого манометрическим датчиком 7. Проводят нагрев зоны шва до температуры сварки индуктором 8. При достижении заданной температуры толкатель 12 приводится в движение от маховика 9 механизма подачи давления (ход маховика - 40 мм) и передает требуемое давление, контролируемое динамометром 13, на свариваемое изделие. Осуществляется выдержка с соблюдением технологических режимов температуры и давления. После окончания сварки одного шва, стойка 4 индуктора передвигается с помощью маховика 16 механизма подачи относительно кварцевой трубы 5 на другой шов и процесс сварки повторяется. Индуктор 8 отключается, давление снимается, отключается система вакуумирования 6, в кварцевую трубу напускается воздух, разбираются прижимы 11, и вынимается полученное металлокерамическое изделие.

На предлагаемой установке были получены высококачественные, вакуумплотные, прочные изделия из:

- титанового сплава ВТ-14 и керамики К8ПТ (при удельном давлении Р=1,5 МПа);

- жаропрочного сплава на кобальтовой основе 07Х16Н6Ш (ЭИ233) и высокотемпературной керамики на основе нитрида кремния (при удельном давлении Р=17 МПа).

Установка для получения металлокерамических изделий, состоящая из рамы, на направляющих которой с возможностью перемещения установлены стойки, удерживающие нагреватель и кварцевую трубу, служащую для размещения свариваемых деталей, зафиксированных с торцевых сторон посредством крышек с прижимами и толкателя, причем через толкатель осуществляют подачу рабочего давления на свариваемые детали, отличающаяся тем, что кварцевая труба сообщена с узлом вакуумирования, а подачу рабочего давления на толкатель осуществляют от маховика механизма подачи давления.