Газовая среда для спаивания стекла с металлом Советский патент 1979 года по МПК C03C27/02 

Изобретение отиоснтся к технологии спаивания металла со стеклом.

Известен способ получения спая стекла с металлом в нагретой газовой среде на основе азота, по которому спаиваемые детали помещают сначала в нагретую окисляющую среду, например воздух, при 480- 650°С, чтобы получить на поверхности металла окисную пленку, а затем проводят спаивание в атмосфере азота.

Однако такая технология спаивания достаточно сложна и требует дополнительной очистки детали от окисной пленки вне зоны спая.

Наиболее близким к изобретению является состав газовой среды для спаивания стекла с металлом, содержащий азот и водород (в соотнощении 3:1) со следами кислорода или воды.

Недостатком данной газовой среды при спаивании стекла с металлом является неудовлетворительное качество спая из-за коррозии металла.

Цель изобретения - улучщенне качества спая.

Это достигается тем, что газовая среда для спаивания стекла с металлом, включающая азот и кислород, дополнительно содержит окись углерода при следующем соотнощении компонентов, об. %:

2

Азот96-97

Кислород0,1-0,3

Окись углерода 2,8-3,8 Изобретение поясняется конкретными составами газовых сред, об. %:

Состав 1.

Азот96,4

Кислород0,1

Окись углерода3,5

Состав 2.

Азот96,8

Кислород0,2

Окись углерода3,0

Состав 3.

Азот96,1

Кислород0,2

Окись углерода3,7

Нолучают спай в указанной газовой среде с предварительным ее подогреванием следующим образом.

В камеру, представляющую собой съемный колпак из прозрачного термостойкого или кварцевого стекла, помещают собранный к заварке металлостеклянный ззел на специальной оправке. Новерх камеры к узлу подводят перемещающийся вертикально индуктор, получающий энергню от высокочастотного генератора. Камеру размещают на стенке с возможностью вращения внутри индуктора. Предварительно нагретую до 300-500°С смесь азота, кислорода и окиси углерода подают в камеру первоначально с целью ее продувки, а затем для осуществления в ней заварки. Давление в камере избыточное и колеблется от 40 до 500 мм вод. ст. При 300-500°С кислород смеси обеспечивает образование на металле незначительной, но достаточной для образования спая окисной пленки. Узел в камере заваривают при подведении индуктора к месту спая в непосредственной близости от металлической иривариваемой детали. В процессе спаивания при температурах 900°С вступает в действие восстанавливающий фактор окиси углерода, и окисная пленка по всей поверхности металла, за исключением места спая, оказывается снятой. После заваривания узел переносят в печь и отжигают в инертной среде. Получают газовую среду для спая следующим образом. Газообразный азот из баллона с содержанием кислорода 2% направляют в реторту, содержащую активированный уголь и нагретую до 950-1000°С. Смесь газов реторты подают по трубопроводу в камеру для спайки. Туда же подают кислород из расчета получения его в газовой смеси 0,1-0,3%, вместо кислорода может подаваться и воздух. Описываемый состав газовой среды позволяет получить вакуумные спаи стекла с металлом, способные выдерживать влияние влаги, воздействие перепадов температур от -60 до Ч-85°С, избыточного давления и вакуума. Спаи получаются механически прочными при различных нагрузках, геометрические размеры спаев соответствуют заданным требованиям чертежа. Металлическая поверхность спаев не требует дополнительных технологических очисток в кислотных и щелочных растворах, что способствует улучшению качества спая, так как кислота и щелочи дают растрав стекла в спае с уменьшением его прочности. Так при испытании спаев, полученных при использовании конкретного состава 1, на ударную прочность при ускорении 10 g - 10000 ударов вакуумплотность спая (1-2) торр; напряжение спая до 150 им/см. Спаи, полученные при использовании конкретного состава 3 при испытании на ударную прочность при ускорении 40g - 10000 ударов имеют: вакуумплотность спая (1-2)-10 торр; напряжение спая до 150 нм/см. При проведении испытаний спаев, полученных при использовании конкретного состава 2, при воздействии пониженного давления (15 мм рт. ст.) и повышенного давления (3 ати), указанные характеристики остаются в тех же пределах. Формула изобретения Газовая среда для спаивания стекла с металлом, включающая азот и кислород, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества спая, она дополнительно содержит окись углерода при следующем соотношении компонентов, об. %: Азот96-97 Кислород0,1-0,3 Окись углерода 2,8-3,8