Способ соединения деталей

 

СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛГ-Й путем нагрева сборки деталей в магнитном поле с последующим охлаждением, о т л и ч . а го щ и и с я тем, что, с целью повышения качества металлостеклянных .многоштырьковых спаев, нагрев и охлаждение до затвердевания стекла осуществляют в переменном магнитном поле промышленной частоты в среде инертного газа. «Л СП to со 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 4(51) С 03 С 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3492521/29 — 33 (22) 22.09.82 (46) 30.04.85. Бюл, N 16 (72) С. А. Смирнов, А. В. Смирнова и Н. Л. Симашкова (53) 666.1.037.5 (088.8) (56) 1. Любимов М. Л. Спаи металла со стеклом. М., "Энергия", 1968, с. 217.

2. Авторское свидегельство СССР N 48509 ., кл. С 04 В 37/00, 197(). (54) (57) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ путем нагрева сборки деталей в магнитном поле с последующим охлаждением, о т л ича ю щий с я тем,что,сцельюповышелия качества металлостеклянных многоштырьковых спаев, нагрев и охлаждение до затвердевания стекла осуществляют в переменном магнитном поле. промышленной частоты в среде инертного газа! 1152941

Изобретение относится к технологии получения высокопрочных герметичных спаев металла со стеклом и может быть использовано в электровакуумной промышленности в производстве металлостеклянных сборок.

Известен способ получения металлостеклянных соединений в контейнере с защитным газом — аргоном, заключающийся в том, что детали собирают в металлическом контейнере, который помещают в кварцевую трубу, имею- 10 щую два штуцера. Снаружи труба охватывается индуктором ТВЧ, Нагрев спаиваемых деталей осуществляется эа счет излучения поверхности контейнера, нагреваемого индуктором. Защита деталей or черезмерного окисле-15 ния осуществляется путем продувки аргона через кварцевую трубу 11.

Однако указанными способами невозможно получить металлостеклянные соединения беэ трещин в стекле, скоплений газовых пузырей на границе стекло — металл, вкраплений в стекло инородных частиц несплавлений на гра нице стекло — металл. Выход годных деталей составляет 40 — 50 o.

Наиболее близким к изобретению является способ соединения деталей, заключающийся в сборке деталей, нагреве сборки в магнитном поле высокой частоты с последующим охлаждением (2) .

Известный способ не обеспечивает получение3 качественных металлостеклянных многоштырьковых спаев.

Цель изобретения — повышение качества металлостеклянных миогоштырьковых спаев.

Цель достигается тем, что согласно способу соединения деталей, путем нагрева сборки деталей в магнитном поле с последующим охлаждением, нагрев и охлаждение до затвердевания стекла осуществляют в переменном магнитном поле промышленной частоты в среде инертного газа.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Основания 1, изоляторы 2 и штыри 3 собирают в графитовые кассеты 4 с крышкой.

Кассеты помещают в кварцевую трубу 5, 45 размещенную внутри соленоида-нагревателя 6.

Питание соленоида осуществляется от сети переменного тока промьццленной частоты.

Температура и напряженность магнитного поля реГулируется путем изменения напряжения на нагревателях.

Подавая напряжение на соленоид в нагреватель, пространство внутри кварцевои трубы разогревают до 930-950 С. Одновременно лроисходит разогрев всей сборки и расплавление стекла.

Возникающее в соленоиде магнитное поле, силовые линии которого направлены по оси соленоида, вызывает механические колебания коваровых деталей и стеклянной массы.

Колебание стекла препятствует образованию в нем нежелательных центров кристаллизации, в результате чего стекло имеет после затвер-. девания некристаллическую структуру, что снимает внутренние напряжения.

Пайку штырей можна осуществить иэ сплава

29НК Ф 0,4 мм в основание того же материала через стекло C52 — 1 Ф 1:3x0,4 в печи СДΠ— 125/3 — 15, конструкция которой обеспечивает создание в зоне нагрева переменного магнитного поля, не используя защитный газ — аргон.

После подготовки арматуры проводят сборку деталей в графитовые кассеты, предварительно очищенные сжатым воздухом и просушенные в термошкафу при 150 — 200 C, Рабочую зону печи нагревают до 850 — 870С, Нагретую печь продувают аргоном — расход

5 — 6 л/мин. Собранные в кассеты детали помещают в рабочую зону, плотно закрывают и увеличивают напряжение на нагревателях до значения, соответствующего температуре

930 — 950 С. Расход аргона снижают до 2—

3 л/мин, Детали выдерживают при указанной температуре 18 — 20 мин, затем температуру о снижают до 500 С за счет снижения напряжения на нагревателях. Происходит охлаждение деталей и эатвердевание стекла. После чего напряжение с нагревателей снимают и охлаждают детали вместе с печью со скоростью

2 — 3 С/мин до 50 — 20 С, причем при температуре в печи 150 — 130 С прекращают подачу аргона. Кассеты с деталями извлекают из печи.

Применение переменного магнитного поля в процессе нагрева и охлаждения сборок позволяет снизить величину остаточных напря- жений в спае.

Сравнительная характеристика спаев, полученных по предлагаемому и известному способам, приведена в табл. 1.

Теплостойкость снаев определяют при нагреве кромок корпуса, прилегающих к стеклоспаям, лучом лазера на режимах, имитирующих герметизацию корпусов лазерной сваркой (см. табл. 2).

Использование предлагаемого способа позволяет получать высококачественные металло. стеклянные многоштырьковые спаи.

1152941

Таблица i

Площадь

Характер откол а

Наличие

Герметичность, %

Выход годных,%

Способ стекла от штыря

Предлагае- Отсутст- 0,39 мый вует с =1,27—

-2,31

Стекло

100 присутствует на поверхности штыря

Извест- 0,111 ный =3,3—

-4,4

0,19

Стекло

65 на поверхности штыря присутствует частично

Таблица 2

Наличие трещин

Режимы нагрева лучом лазера

Температура в

Способ зоне стеклоспая, С

Отсутствуют

Предлагаемый

Напряжение накачки—

780 В.

Длительность импульса

4 мкс,частота накачки

10 Гц

60-80

20 — 25%

60-80

То же

Известный

Составитель С. Белобокова

Техред Т. Дубинчак Корректор В. Гирняк

Редактор М. Недолуженко

Заказ 2438/21

Тираж 457 Потшисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отерытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 газовых пузырей, 2 мм

Величина диффузионной зоны, мкм внутренних растяг. напряж, кг/мм