Способ изготовления узлов из стекла и металла Советский патент 1990 года по МПК C03C27/02 

Изобретение относится к технологии изготовления металлоситалловых (металлостеклянных) узлов с вакуум- плотными спаями и может быть использовано в приборостроении, например, при изготовлении электрических изоляторов и гермовводов.

Цель изобретения - ускорение процесса спаивания.

Способ осуществляют следующим образом.

Методом порошковой технологии изготавливают -стекпотаблетку. Собирают металлостеклянный узел на металлической оправке с применением в качестве прокладочного материала слюды

Для осуществления способа исполы зуют 3 печи типа СНОЛ-1,6,2,5.1/I1- MIV4.1, причем первую печь нагревают до оптимальной температуры спаивания, вторую печь - до оптимальной температуры кристаллизации, а третью печь - до оптимальной температуры вьщержки. рптимальную температуру определяют экспериментально для каядой конструкции металлостеклян - ного узла.

Помещают собранный металлостеклянный узел на технологической подставке (или партию узлов) в первую печь и нагревают, осуществляя спаивание, в течение 9-10 мин, выдерживают его в печи 5-7 мин. После осуществления операции спаивания узел (или партию узлов) перемещают в печь, предназначенную для кристаллизации стекла, и вьщерживают в ней в течение 0,5-2 ч с целью образоваел

со ел

00

эо

ния ситалла. Температура кристаллизации стекла (), равная 680-720°С, определена экспериментально с учетом максимальных скоростей охлаждения и получения качественного вакуум- плотного спая.

После кристаллизации узел перемещают в третью (накопительную) печь с температурой на 250-450 С ниже температуры кристаллизации и после заполнения ее рабочего простраства охлаждают до комнатной температуры.

При осуществлении способа используют стекла СЛ2-1,31 и ИСТ-135-1, а тЬкже стали марок 12Х18Н10Т, Х32Н8, XJ25H25T и Х23Н13Т.

Пример. Собирают на технологической оправке металлостеклянный узел - электрический изолятор, состоящий из кольцеобразной стеклянной табдетйи СЛ2-1, изготовленной по порошковой технологии, и металлических (из нержавеющей стали 12Х18Н10Т) втулки и оправы.i Разогревают печи . (Соответственно до 1145, 720 и 250 С. Помещают в печь с температурой 1145 С холодную металлостеклянную сборку. Нагревают сборку до в течение 9 мин со скоростью 130 С/мин. Вьщер- живают при этой температуре 5-7 мин. Перемещают изолятор в печь с температурой 720°С, при этом его охлаждаю со скоростью 180 С/мин. После вьщерж Ки (2 ч) перемещают его в печь с температурой 250°С. Затем описанные вы- |пе операции спаивания, кристаллиза- Ции и накопления повторяют до запол- нения изоляторами рабочего простран- ства печи с температурой 250 С, посл чего изоляторы охлаждают до комнатной температуры в режиме выключенной

печи.

П р и м е р 2. Собирают на технологической оправке металлостеклянный узел - электрический гермоввод, состоящий из стеклянной (СЛ2-1) таблетки с пятнадцатью отверстиями под штыри и металлических (сталь 12Х18Н1ОТ) оправы и пятнадцать штырей. Разогревают печи соответственн до 1100, 680 и . Помещают в печь с температурой 1100 С холодную металлостеклянную сборку. Нагревают сборку до ПОО С в течение 10 мин со скоростью 110 С/мин.

Извлекают сборку из печи, осущесвляют опрессовку размягченной таблетки (прижимом к оправе и штырям

5

0

5

специальным приспособление движением сверху вниз), возвращают repMOj ввод в печь с темцературой , нагревают его до этой температуры в течение 1,5-2,0 мин, вьщерживают при 5-7 мин, перемещают гермоввод в печь с температурой , при этом его охлаждают со скоростью 140 С/мин. После вьодержки в течение 0,5 ч перемещают его в печь с температурой . Описанные выше операции спаивания, опрессовки, кристаллизации и накопления повторяют до заполнения гермовводами рабочего пространства печи с температурой 450°С, после чего гермовводы охлаждают до комнатной температуры в режиме выключенной

печи.

Испытания гермовводов на вакуумную плотность показали наличие вакуумной плотности (10 - 10 мм рт.ст.) на 95% одноштырьковых и на 90% пят- надцатиштырьковых гермоввод ах. Элек-. трическое сопротивление ситалловых изоляторов и гермовводов более 5 10 Ом при напряжении 5 кВ.

0

5

0

Применение- способа изготовления

узлов из стекла и металла в сравнении с прототипом позволяет в 3-5 раз уменьшить продолжительность процесса изготовления металлостеклянных (металлоситалловых) узлов; в 5-7 раз повысить эффективность использования оборудования. При изготовлении одного металлоситаллового узла (или одной партии узлов) по способу-прототипу в трех печах одновременно можно изготовить соответственно три узла (три партии), установив в каждую герметичную печь по одному узлу (по одной партии). По способу в трех печах изготавливают такое количество узлов, какое можно разместить во всем рабочем пространстве третьей (накопительной) печи. Следовательно, коэффициент использования оборудования (коэффициент съема продукции с 50 единицы оборудования),.равный отношению количества изготовленных метал- лоситалловых узлов к количеству используемых печей, увеличивается в 3-7 раз.

Кроме того, применение способа позволяет повысить механическую и г электрическую прочность стеклянных изоляторов и гермовводов за счет введения в процессе их изготовления

45

55

стадии кристаллизации стекла при 680-720 С.

Способ прост в реализации, надежен и эффективен.

Формула изобретения

Способ нзготонления узлов нз стекла и металла путей получения стеклянной заготовки по порошковой технологии, нагрева металлостеклянной сборки в печи до температуры образования спая в течение 5-7 мин, выдержки и последующего ступенчатого охлаждения узла, причем последнюю стадию охлаждения осуществляют в ре- I

я

к-

10

15

жиме выключенной печи, отличающийся тем, что, с цепью ускорения процесса спаивания« нагрев металлостеклянной сборки ведут до 1100-1145 С со скоростью 110 - 130 С/мин, а охлаждение до температуры 680-720 С ведут со скоростью 1АО- 180 С/мин при перемещении металлостеклянной сборки из одной печи в другую, вьздержнвают при этой температуре 0,5-2,0 ч, затем перемещают в печь с температурой на 250-450 С ниже температуры кристаллизации, после заполнения рабочего пространства печи охлаждают до комнатной температуры.

Изобретение относится к технологии изготовления металлоситалловых (металлостеклянных) узлов с вакуум-плотными спаями и может быть использовано при изготовлении электрических изоляторов и гермовводов. С целью ускорения процесса спаивания в способе изготовления узлов из стекла и металла нагрев металлостеклянной сборки ведут до 1100-1145°С со скоростью 110-130°С/мин, а охлаждение - до 680-720°С со скоростью 140-180°С/мин при перемещении металлостеклянной сборки из одной печи в другую. Выдерживают узел при этой температуре в течение 0,5-2,0 ч, затем перемещают в печь с температурой на 250-450°С ниже температуры кристаллизации, а после заполнения рабочего пространства печи охлаждают до комнатной температуры. Вакуумная плотность узлов 10 -5-10 -7 мм рт.ст., электрическое сопротивление - более 5 .10 11 Ом при напряжении 5 кВт.