СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КАТОДА Советский патент 1995 года по МПК H01J9/04 B23K9/16 

Изобретение относится к технике нагрева газов до высоких температур (плазмотронам) с помощью электрической дуги и может быть использовано в металлургических, металлообрабатывающих технологических процессах, плазмохимии и в исследовательских целях.

Целью настоящего изобретения является увеличение ресурса составного цилиндрического катода за счет повышения качества соединения эмиссионных вставок с медной обоймой.

Хорошее качество соединения эмиссионных сердечников с материалом обоймы обеспечивается выбраной схемой деформации заготовки: при достижении усилия, превышающего предел прочности меди, происходит ее радиальное течение (к оси) при закрытии центрального отверстия и обжатие активных вставок. Опытным путем установлена оптимальная величина деформации заготовки, которая связана со следующей зависимостью: d₁/d₂ ≥ 2, где d₁ диаметр центрального отверстия, d₂ диаметр радиального отверстия (и активной вставки).

На фиг. 1 представлена заготовка катода; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 вариант размещения эмиссионных вставок.

В медной цилиндрической обойме 1 Т-образной внешней формы имеется центральное отверстие d₁=5 мм, а в плоскости А-А радиальные отверстия d₂=2,5 мм, куда вставлены активные вставки 2 из иттрированного гафния. Наружный диаметр d₃ обоймы составлял 21 мм. Заготовка помещается в цельную матрицу 3 и через пуансон 4 деформируется с помощью гидравлического пресса до закрытия центрального отверстия (для указанных размеров d₃ общее усилие Р составляло 40 т). После прессования полости над вставками полностью закрываются (стрелками показано течение материала обоймы). Следует особо подчеркнуть, что при соблюдении условия d₁/d₂ ≥ 2, полное закрытие центрального отверстия при деформации заготовки является одновременно гарантией качественного изготовления катодов, и своеобразным контролем, особенно важным при массовом производстве.

Экспериментальный катод. выполненный по предлагаемому способу, проработал 3,5 ч с общим током дуги 850 А.

В нем были запрессованы сразу 12 вставок по 6 шт. в двух плоскостях. В целях сопоставительного анализа по качеству соединения активных вставок с обоймой были изготовлены катоды по известному методу: гафниеые штабики впрессовались в отверстия с посадкой по ГОСТу 7713-62 и предлагаемым способом. После 15 мин работы электродов их разрезали и делали шлифы. Микрошлифы показывают, что качество обжатия вставок по предлагаемому способу несравненно выше.

В стационарном режиме работы удельная эрозия каждой единичной вставки в цилиндрическом катоде понижается в 10-20 раз по сравнению с торцевым серийным катодом при одинаковых токах разряда на эмиссионые сердечники в том и другом случае.

Изобретение относится к области электронной техники. Цель увеличение ресурса составного цилиндрического катода (ЦК) за счет повышения качества соединения эмиссионных вставок (ЭВ) с медной цилиндрической обоймой (МЦО). Способ изготовления ЦК поясняется чертежом. Цель достигается тем, что в МЦО 1 Т-образного долевого сечения имеется несквозное осевое отверстие, а в полости А А радиальное отверстие, туда вставляется ЭВ 2 из иттрированного гафния, размещают МЦО 1 в матрицу 3 и деформируют ее через пуансон 4 до полного закрытия осевого отверстия, после чего в МЦО 1 выполняют осевое отверстие диаметром, достаточным для вскрытия ЭВ 2 со стороны внутренней поверхности катода. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КАТОДА путем закрепления в медной цилиндрической обойме с осевой полостью радиально расположенных эмиссионных вставок из циркония или гафния, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса катода за счет повышения качества соединения эмиссионных вставок с обоймой, с внешней стороны обоймы выполняют в одной плоскости равномерно расположенные радиальные отверстия, в которые помещают эмиссионные вставки, а по оси несквозное отверстие диаметром, равным или большим двух диаметров радиальных отверстий, на глубину, превышающую расстояние между торцом обоймы со стороны центрального отверстия и сечением расположения радиальных отверстий, вставляют обойму с вставками в цилиндрическую матрицу, размещают обойму между стороной, имеющей осевые отверстия, и матрицу на станине и через пуансон создают усилие в осевом направлении, достаточное для полного закрытия осевого отверстия, после чего в обойме выполняют осевое отверстие диаметром, достаточным для вскрытия эмиссоинных вставок со стороны внутренней поверхности катода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эмиссионные вставки в радиальных отверстиях обоймы размещены на глубине, равной радиусу требуемого осевого отверстия катода.