Способ соединения металла с керамикой Советский патент 1962 года по МПК B23K1/19 C04B37/02 

В предлагаемом способе соединения металла с керамикой с целью подбора равных коэффициентов расширения пары, в качестве материала для металлических деталей применяют металлические псевдосплавы с заданным коэффициентом линейного расширения, величину которого определяют по формуле

где а„ - коэффициент расширения псевдосплава; ai и аа - коэффициенты расширения входящих металлов; X-объемная концентрация металла с cj.

При необходимости изготовить сплав, согласованный по тепловому расширению с керамикой, у которой средний коэффициент теплового расширения в рассматриваемом интервале температур равен а,к, необходимо выбрать такие два металла, не растворяющиеся (или почти не растворяющиеся) друг в друге в твердом состоянии, из которых один имеет средний коэффициент теплового расширения а)а«, а другой - средний коэффициент теплового расщирения a2 ct«Эти металлы берутся в объемном отношении, которое приближенно (с точностью 10-15%) выражается уравнением ак а1 X-f (1-Х)а2, где X - объемная концентрация в долях единицы металла с коэффициентом расширения ot.

Из этих металлов изготовляется псевдосплав прессованием предварительно полученной однородной смеси тонких порощков обоих металлов и спеканием прессовок выше температуры плавления более легкоплавкого компонента, или спеканием смеси порошков, засыпанной в керамическую форму при той же температуре, или пропиткой предварительно спрессованной из порошка и спеченной заготовки из тугоплавкого металла расплавленным легкоплавким металлом.

Из полученных заготовок резанием или давлением изготовляются детали необходимой формы.

qn ai Х+ (1-Х)а2,

Если необходимое согласование коэффициентов теплового расширения на опытном образце не достигнуто, состав сплава корректируется.

При выборе компонентов сплава необходимо, чтобы:

компоненты не раство1рялись друг в друге в твердом состоянии и не образовали интерметаллических соединений;

температура плавления легкоплавкого компонента лежала выше температуры пайки и выше верхнего предела рабочих температур;

компоненты или один из них обладали необходимыми для сплава физическими и химическими свойствами;

компоненты или один из них обладали хорошей обрабатываемостью давлением .и резанием;

легкоплавкий компонент удовлетворительно смачивал тугоплавкий компонент.

При этом для создания согласованных по тепловому расширению соединений с керамикой, которая имеет коэффициент теплового расширения от 55 до 135.10 /град., в качестве металла можно применять металлокерамические псевдосплавы медь - молибден и медь - вольфрам. Последний можно применять для получения сплавов с коэффициентом от 55 до 70.10-, а сплав медь-молибден для получения сплавов с коэффициентом от 65 до 135.10-.

Для изготовления сплавов берется медный порошок марки МП-2, просеянный через сито 180 меш., и молибденовый порошок, являюш,ийся полуфабрикатом при производстве компактного молибдена, просеянный через сито 200 меш.

Состав молибденового порошка: