Способ изготовления металлокерамического узла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!!) 552322

Йо!ое Советским

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.01.75 (21) 2098990/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень ¹e 12

Дата опубликования описания 15.04.77 (51) М. Кл.2 С 04В 37/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666.3.037.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Казаков, А. В. Сергеев, В. П. Якимов и А. С. Шумовский (71) Заявитель

Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОГО

УЗЛА

Изобретение относится к производству металлокерамических узлов и может быть использовано в судостроительной, электронной и электротехнической отраслях промышленности при изготовлении герметичных, вакуумноплотных термостойких изолированных металлических вводов и выводов.

Известны способы изготовления металлокерамических узлов, например, термокомпрессионной сварки и пайки (1), по которым между торцовыми поверхностями керамической и металлической деталей помещают промежуточную медную прослойку, нагревают в вакууме до температуры 1020 — 1050 С, сдавливают извне приложенным давлением, величиной

1,2 — 2 кгс/мм, выдерживают в течение 5—

10 мин и охлаждают.

Способ пайки предусматривает расплавление промежуточной прослойки и получение торцового спая при охлаждении металлокерамического узла. Однако металлокерамические узлы, полученные такими способами, имеют низкую герметичность и термостойкость. Невозможно получить этим способом крупногабаритные металлокерамические узлы.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения металлокерамического узла, заключающийся в том, что металлическую обечайку нагревают, размещают,керамическую деталь в обечайке, расплавляют припой, который заполняет образуемый при нагреве зазор между керамической

5 деталью и обечайкой, и охлаждают (2).

Полученные этим способом металлокерамические узлы герметичны при избыточном гидравлическом давлении не выше 50 ати. Термостойкость таких металлокерамических уз10 лов, определяемая сохранснием герметичности при нагревании, не выше 200 С.

Целью изобретения является получение герметичного соединения узла при внутреннем диаметре обечайки, меньшем внешнего диа15 метра керамической детали на 0,3 — 0,5 мм, и повышение термостойкости.

Это достигается тем, что при изготовлении металлокерамического узла с обхватывающим спаем путем нагревания обечайки с последу20 ющив! размещением в ней керамической детали, выдержкой при температуре нагревания и охлаждения, на контактирующие поверхности обечайки и керамической детали предварительно наносят покрытие, например, мед25 ное, толщиной соответственно 50 — 60 мкм и

3 — 5 мкм, нагревание проводят до температуры 850 — 900 С, а охлаждение осуществляют с изотермической выдержкой при температуре 700 — 750 С в течение 10 — 15 мин, 552322

Фор мула изобретения

Составитель Н. Соколова

Корректор А. Степанова

Техред А. Овчинникова

Редактор Т. Пилипенко

Заказ 756/10 Изд. № ЗЗЗ Тираж 769 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 1. Наносят медное покрытие толщиной 2 мкм на деталь из керамики УФ-46 диаметром 60 мм.

Изготавливают обечайку из стали Х18Н10Т с внутренним диаметром 52,7 мм и наносят гальваническое медное покрытие толщиной

40 мкм на внутреннюю поверхность обечайки.

Устанавливают детали соосно в вакуумную камеру установки н нагревают до температуры 900 С. Нагрев при этой температуре ведут в течение 5 мин. Охлаждают детали до температуры 700 С, делают изотермическую выдержку при этой температуре в течение

15 мин и охлаждают металлокерамический узел до температуры 20 30 С.

Полученный металлокерамический узел имеет следующие характеристики: герметичность под избыточным гидравлическим давлением до 250 ати; термостойкость (сохранение герметичности при нагреве) 400 С; вакуумная плотность при нагреве до 450 С.

Пример 2. Наносят медное покрытие толщиной 3 мкм на деталь из керамики 22ХС диаметром 100 мм. Изготавливают обечайку из стали 1Х1810Т диаметром 99,5 мм и наносят гальваническое медное покрытие толщиной 60 мкм на внутреннюю поверхность обечайки.

Устанавливают детали соосно в вакуумную камеру становки и нагревают до температуры

850 С. Нагрев при этой температуре ведут в течение 10 мин. Охлаждают детали до 700 С, делают изотермическую выдержку при этой температуре в течение 15 мин и охлаждают до температуры 20 — 30 С.

Полученный металлокерамический узел имеет следующие характерстики: герметичность под избыточным гидравлическим давлением до 150 ати; термостойкость 300 С; вакуумная плотность при нагреве до 300 С, Металлокерамические узлы, изготовленные по предложенному способу, имеют повышенную герметичность и термостойкость.

Изготовленные предложенным способом ме5 таллокерамические узлы могут быть применены в изделиях судостроительной, электронной и электротехнической промышленности, к которым предъявляются повышенные требования по герметичности, термостойкости и ваку10 умной плотности.

15 Способ изготовления металлокерамического узла с обхватывающим спаем путем нагревания обечайки с последующим размещением в ней керамической детали, выдержкой при температуре нагревания и охлаждения, отл и20 ч а ю шийся тем, что, с целью получения герметичного соединения при внутреннем диаметре обечайки, меньшем внешнего диаметра керамической детали на 0,3 — 0,5 мм, и повышения термостойкости, на контактирующие

25 поверхности обечайки и керамической детали предварительно наносят покрытие, например, медное, толщиной соответственно 50 — 60 мкм и 3 — 5 мкм, нагревание проводят до температуры 850 — 900 С, а охлаждение осуществля30 ют с изотермнческой выдержкой при температуре 700 — 750 С в течение 10 — 15 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Метелкин И. И. и Павлова М. А. Термо

35 компрессионная сварка керамики с металлом. — «Электронная техника», серия I, «Электроника СВЧ», 1972, вып. 5, с, 17.

2. Вакуумноплотная керамика и ее спаи с металлом. В. Н. Батыгин и др. «Энергия», 40 1973, с. 220 — 221,