Способ изготовления изделий с внутренними каналами

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,.SU„„1225741 (я) 4 В 23 К 31 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736441/25-27 (22) 03.05.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (72) Ю. Л. Голин, В. И. Окинчиц, И. Л. Бухлакова, А. Ю. Гофман, В. П. Карпеченков и Н. И. Васьков (53) 621.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 716748, кл. В 23 К 33/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 956188, кл. В 23 К 31/02, 1980. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ВНУТРЕННИМИ КАНАЛАМИ, преимущественно каркасов биэлектродов топливных элементов, при котором на тонкостенных пластинах формируют рельеф, образующий каналы для реагентов, производят сборку пакета пластин и вспомогательных деталей с размещением в паяемых зазорах припоя и нагрев до температуры пайки с одновременным поджатием, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем обеспечения заданного сечения каналов, в паяемых зазорах размещают порошковый припой, а в каналах— прутковые заготовки припоя сечением, не меньшим сечения канала, и тем пературой плавления ниже температуры плавления порошкового припоя, перед нагревом к пакету прикладывают давление, обеспечивающее калибровку каналов прутками припоя, а пайку ведут при температуре, превышающей температуру плавления пруткового припоя на

30 — 100 C.

122574!

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам пайки изделий с внутренними каналами, и может быть использовано при изготовлении каркасов биэлектродов топливных элементов для батарей матричного тока с газообразными или жидкими реагентами и с кислым или гцелочным электролитом.

Целью изобретения является повышение качества изделий путем обеспечения задан10 ного сечения каналов.

На фиг. 1 и 2 представлены фрагменты паяемого изделия при сборке; на фиг. 3— то же, после калибровки каналов.

На тонкостенных пластинах 1 и 2, а также на вспомогательных деталях (рамках) 3 и 4 формируют рельеф, образующий каналы для реагентов. Производят сборку пакета пластин 1 и 2 и вспомогательных деталей 3 и 4, размещая в паяемых зазорах порошковый припой (не показан), а в каналах прутковые заготовки припоя 5, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления порошкового припоя. Сечение прутковых заготовок не менее сечения каналов изделия. Собранный пакет сжимают давлением, обеспечивающим калибровку каналов изделия прутками припоя 5 (5,8 10 —

11,6 10 H/ì )

Затем давление снижают до обычного при пайке (55 — 2 10 Н/м2) и производят нагрев до температуры, превышающей температуру плавления пруткового припоя 5 на З0

30 — 100 С. Расплавленный припой вытягивается из каналов изделия порошковым припоем за счет капиллярных сил последнего и образует совместно с порошковым припоем паяные соединения деталей.

Значение давления при калибровке каналов перед пайкой зависит от материала, из которого изготовлены детали каркаса, и толщины деталей. Так, например, для никеля оно находится в нижнем пределе, а для нержавеющих сталей — в верхнем. 40

При температуре, превышающей температуру плавления пруткового припоя менее чем на 30 С, не достигается полного вытекания припоя из отверстий, а при температуре. превышающей темпсратуру плавления более чем на 100 С, сечение каналов может 4 измениться из-за эрозии тонкостенны пластин.

Прутковые заготовки припоя используются не только по своему прямому назначению, но и в качестве инструмента для придания вполне определенного профиля деталям изделия. Способ позволяет изготавливать рельеф на пластинах с меньшей степенью точности, чем это допускает технологический процесс их использования, либо на части деталей рельефы частично предварительно не изготавливать.

Для упрощения технологии изготовления каркаса на пластинах формируют лишь часть рельефов, а остальные получают в сборке.

Для этого прутки твердого припоя закладывают в предварительно сформированные рельефы на рамках и пластинах, приводят прутки в контакт с плоской поверхностью пластин и под давлением формируют на них рельефы в рельефы противолежащих рамок и пластин.

Пример. Изготавливают каркасы биэлектродов топливных элементов пайкой по соприкасающимся поверхностям. Каркасы состоят из двух рамок толщиной 0,63 мм и двух тонколистовых пластин толщиной 0,15 мм.

Детали выполнены из никеля. На рамках и пластинах сформированы рельефы, образующие при сборке каналы. В зазорах меж ду деталями в качестве припоя размещен порошок серебра фракции 0,5 мкм. Деформирование деталей в 72 местах рельефов осуществляют прутками припоя на основе серебра диаметром 0,8 мм давлением

5,8 10 Н/м на плоских поверхностях деталей. Длина каналов 3 мм. Используют прутки, длина которых на 0,5 мм больше длины канала. Затем давление на плоские поверхности деталей снижают до 55 Н/м и сборку каркасов помешают в печь для пайки.

Там в течение 15 мин осуществляют нагрев сборок до 820 С, при этом прутки расплавляются и освобождают каналы.

При использовании предлагаемого способа появляется возможность изготовления каналов каркаса с одинаковым сечением, что позволяет получить одинаковые гидравлические сопротивления каналов, а следовательно, и равномерное снабжение реагентами активных поверхностей электродов прогрессивными методами обраоотки (холодной штамповкой). Совмещение операций деформирования рельефов и калибровки каналов позволяет изготавливать рельефы на деталях с меньшей степенью точности, т.е. с меньшей трудоемкостью. Использование для калибровки и деформ ирования прутка припоя, который расплавляется при нагреве и освобождает каналы, дает возможность обойтись оез применения дополнительных операций и приспособлений.

1225741

Со ста в итель Ф. Ко но пел ько

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 1924/13 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4