Способ изготовления узлов из стекла и металла

 

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.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

5808 A1 (19) (Ю

Ц1)5 С 03 С 27/02

1И06%И (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4405848/23-33 (22) 04.03.88 (46) 30.09,90, Бюл. II 36 (7f) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (72) В.Н.Бобер, Л.П. Шуваев, А.Ф.Крупальников и Л.Г,Фридберг (53) 666.1.037.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 804588, кл. С 03 С 27/00, 1978, Авторское свидетельство СССР

Р 1044610, кл. С 03 С 27/02, 1981 ° (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЗЛОВ ИЗ

СТЕКЛА И МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к технологии изготовления металлоситалловых (металлостекляйных) узлов с вакуумплотными спаями и может быть использовано при изготовлении электричесИзобретение относится к технологии изготовления металлоситалловых (металлостеклянных) узлов с вакуумплотными 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 стеклотаблетку. Собирают металлостеклянный узел на металлической оправке с применением в качестве прокладочного материала слюды.

Для осуществления способа исполь-, зуют 3 печи типа СНОЛ-I,6,2,5.1/IINIU4,1, причем первую печь нагрева2 ких изоляторов и гермовводов. С целью ускорения процесса спаивания в способе изготовления узлов из стек,ла и металла нагрев металлостеклянной сборки ведут до 1100-1145 С со скоростью 110-130 С/мин, а охлаждение — до 680-720oC со скоростью ) 40180 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

1 плотность узлов 10 — 10 мм рт.ст, электрическое сопротивление более

5 .10 1 Ом при напряжении 5 кВ.

С: ют до оптимальной температуры спаивания, вторую печь — до оптимальной температуры кристаллизации, а третью печь — до оптимальной температуры выдержки. Оптимальную температуру определяют экспериментально для каждой конструкции металлостеклянно ГО 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 выдерживают в ней в течение 0,5-2 - ч с-целью образона1595808 иия ситалла. Температура кристаллизации стекла (Т ), равная 680-720 С, (сp Ф определена экспериментально с учетом максимальных скоростей охлаждения и получения качественного вакуумплотного спая.

После кристаллизации узел перемещают в третью (накопительную) печь с температурой на 250-450 С ниже темпе- 10 ратуры кристаллизации и после заполнения ее рабочего простраства охлаждают до комнатной температуры.

При осуществлении способа используют стекла СЛ2-1,31 и ПСТ-135-1, а также стали марок 12Х18Н10Т, Х32НB, Х25Н25Т и Х23Н13Т.

Пример 1. Собирают на технологической оправке металлостеклянный узел — электрический изолятор, состоящий из кольцеобразной стеклянной таблетки СЛ2-1, изготовленной по порошковой технологии, и металлических (из нержавеющей стали 12X18H10T) втулки и оправы.1 Разогревают печи, 25

Соответственно до 1145, 720 и 250 С.

Помещают в печь с температурой 1145 С холодную металлостеклянную сборку.

Нагревают сборку до 1245 С в течение

9 мин со скоростью 130 С/мин. Вьдерживают при этой температуре 5-7 мин.

Перемещают изолятор н печь с температурой 720 С, при этом его охлаждают со скоростью 180 С/мин. После выдержки (2 ч) перемещают его в печь с температурой 250 С. Затем описанные вы1пе операции спаивания, кристаллизации и накопления повторяют до заполнения изоляторами рабочего пространс ства печи с температурой 250 С, после чего изоляторы охлаждают до комнатной температуры в режиме выключенной печи.

Пример 2, Собирают на технологической оправке металлостеклянный 45 узел — электрический гермоввод, состоящий из стеклянной (СЛ2-1) таблетки с пятнадцатью отверстиями под штыри и металлических (сталь

12X1BH10T) оправы и пятнадцать шты50 рей. Разогревают печи соответственно до 1100, 680 и 450 r.. Помещают в печь с температурой 1100 С холодную металлостеклянную сборку. Нагревают сборку до 1100 Ñ в течение !О мин со

55 скоростью 110 С/мин.

Извлекают сборку из печи, осуществляют опрессовку размягченной таблетки (прижимом к оправе и штырям специальным приспособлением движением сверху вниз), возвращают гермо ввод в печь с температурой 1100 С, нагревают его до этой температуры в течение 1,5-2,0 мин, выдерживают при

1100 С 5-7 мин, перемещают гермоввод в печь с температурой 680 С, при этом

его охлаждают со скоростью 140 C/ìèí.

После вьдержки в течение 0,5 ч перемещают его в печь с температурой

450 С. 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 (1Π— 10 " мм рт.ст.) на 95% одноштырьковых и íà 90% пятнадцатиштырьковых гермовводах. Элек-. трическое сопротивление ситалловых изоляторов и гермовводов более

5 .10 Ом при напряжении 5 кВ.

Применение способа изготовления узлов из стекла и металла в сравнении с прототипом позволяет в 3-5 раз уменьшить продолжительность процесса изготовления металлостеклянных (металлоситаллоных) 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 н трех печах изготавливают такое количество узлов, какое можно разместить во всем рабочем пространстве третьей (накопительной) печи. Следовательно, коэффициент использования оборудования (коэффициент съема продукции с единицы оборудования),. равный отношению количества изготовленных металлоситалловых узлов к количеству используемых печей, увеличинается в

7 раз.

Кроме того, применение способа позволяет повысить механическую и электрическую прочность стеклянных изоляторов и гермонводов за счет введения в процессе их изготовления стадии кристаллизации стекла при

680-720 С.

Способ прост в реализации, надежен и эффективен.

Способ изготовления узлов иэ 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-!

Составитель Н.Мамина

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Олийнык . Корректор С.Шевкун

Заказ 2884

Тираж 396

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1595808 б жиме выключенной печи, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса спаивания, нагрев металлостеклянной сборки ведут до 1100-1145 С со скоростью 110—

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 130 С/мин, а охлаждение до температуры 680-720 С ведут со скоростью 140180 С/мин при перемещении металлостеклянной сборки Hs одной печи в другую, выдерживают 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.