Способ изготовления сварных непрогреваемых вакуумных камер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Севэ Севетскнк

Сецнапнстичеанни

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 069479 (21) 2748380/22-02 (5цм. к.

С 21 D 9/50

В 01 1, 1/00 с присоединением заявки йоГосуяврствеииыЯ комитет

СССР ие делам изобретеииЯ и открытий (23) Приоритет Опубликовано 15.69.81 Бюллетень М34 (53) УДК 621. 785. . 34. Об 1 (088. 8) Дата опубликования описания 15,09,81

В.И.Макарова, А.Н.Сафонов, Г.В.Скибина, E.G.Ipkaos,"B.И.Куприянов, Е.В.Чубаров, А.Я.Борисов и Е.Вфндронов

P2) Авторы изобретения

Московское ордена Ленина и ордена Трудового КрасйЪ1о

Знамени высшее техническое училище им. H.Ý.Hàóìàíà (71) Заявитель

{54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ НЕПРОГРЕБАЕМЫХ

ВАКУУМ1ф4Х КАМЕР

Изобретение относится к машиностроению, s частнбсти к термической обра- ботке сварных конструкций, и может быть использовано в производстве ваку-.к умных камер больших размеров, применяемых для физических исследований, а также при выполнении различных технологических процессов.

Изготовление больших вакуумных камер не обеспечивает низкий уровень газовыделения, что приводит к необходимости применения откачиых средств большой мощности.

Известен способ изготовления ваку-. умных контейнеров, заключающийся s . 15 создании защитной пленки окислов на стенках вакуумных контейнеров, изготавливаемых механической обработкой из хромоникелевых сталей аустенитного класса. Внутренние стенки контей- 20 нера обрабатываются механически, химически и электрохимически для йолучения геометрически чистой поверхности и для очистки от органических загрязнений. Оксидирование проводится нагревом контейнера на воздухе до

500 С с последующим нагревом при

200-300 С при откачке (1).

Однако этот способ, .предусматривающий длительный прогрев камеры на 30 воздухе при 550"С применим для камер относительно небольших размеров, изготавливаемых методами механической обработки из поковок и проката.

Прогрев сварной камеры болыаих размеров практически невозможен, так как может нарушать герметичность сварных швов. Режим оксидирования на воздухе,. рекомендуемый для хромоникелевых сталей, не.создает покрытий с наилучшими защитными свойствами. Кроме этого, применение дорогих свалей в некоторых случаях встречает возражение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления сварных непрогреваемых вакуумных камер иэ коррозионностойких сталей объемом до IOOO м включающий очистку листовых заготовок, сварку и последующую химическую очистку внутренней поверхности камеры (2).

Недостаток известного способа заключается s том, что сУн не обеспечивает низкий уровень газовыделения из металла, что приводит к необходимости применения откачных средств большой мощности.

Цель изобретения - уменьшение мощности откачных средств.

863679

Т а блица 1

+ о

Марка Легирова- Класс стали Способ очис- Q 10

Е ние ки поверхности

12Х18Н10Т Объемное Аустенит Травленйе+ пассирование 2,5

08Х7Т

08Х13

3,0

То же

Фероит

То же

То же

1,9

Диффуэ. хромир.

08КП

Поверхностное с 1 8

08КП

Нелегированная

Травление+ шлифование

8,5

Для достижения поставленой цели согласно способу, включающему очистку листовых заготовок, сварку и химическую очистку внутренней поверхности камеры, листовые заготовки перед сваркой подвергают оксидированию при

58(-60 С в течение 2,5 ч в вакууме

10 -10 тор, а после химической очистки внутренйей поверхности камеры производит ее просушку при 50-100 С.

Предлагаемый способ применим для сварных камер неограниченных размеров, изготовленных из хромоникелевых сталей, конструкционных сталей с по,выаенным содержанием хрома в объеме или поверхностном слое.

Оксидирование в вакууме при малом !5 парциальном давлении кислорода вследствие малой скорости оксидирования способствует получению покрытий иэ высоколегированных хромом оксидов, которые уменьшают диФФузионный щ поток газа, растворенного в объеме металла.

Температурно-временной режим оксидирования обеспечивает необходимую толщину. и структуру окислов железа.

Нагрев ниже 580 С в вакууме требует большей выдержки, что не экономично °

Нагрев выше 600 С нежелателен из-за появления вьюстит .

Способ осуществляется следующим образом.

Листовые заготовки очищают от окалины и загрязнений механическим, химическим или злектрохимичесим способами, после чего производят их оксидирование по указанному режиму,эа- З5 тем из них сваркой изготавливают камеру необходимого объема.

Внутренняя поверхность сварного шва механической обработке не подвергается, поскольку сварку производят 40 в среде защитного газа и образующиеся рзащитные окисные пленки имеют тот же состав, что и при окислении в низком вакууме.. После сварки внутреннюю поверхность камеры промывают растворителем, а затем просушивают при

50-100 С в течение не менее 1 ч.

Просушивание удаляет поверхностносорбированные газы, в первую очередь, пары воды, что уменьшает газовыделение.Ввиду того, что просушивание дает нестабильный эффект, после него (пока стенки камеры еще теплые) необходимо сразу же производить вакуумирование камеры.

Предлагаемый способ проверен при изготовлении камер из различных сталей.

В таблице 1 показано влияние поверхностного и объемного легирования хромом листовых сталей на значение суммарного гаэовыделенияФ (" ) при 20 С после 30 ч вакуумирования. о си . сек

H »<> 2 показано влияние оксидирования и просушивания при 100 1 н перед вакуумированием на суммарное газовыделение.

В табл. 3 приведены результаты испытаний оксидированных сталей.

Предлагаемый способ изготовления вакуумных камер ббеспечивает по сравнению с известными следующими преимущества: для сварных камер иэ хромоникелевых сталей аустенитного класса илн углеродистых сталей, гВтакированных такими сталями, суммарная скорость газовыделения и мощность откачо ных средств при 20 С уменьшается в

150 раз; для сварных камер из хромистых сталей ферритного класса или углеродистых сталей,диффузионно-хромированных или плакированных такими сталями, суммарная скорость газовыде- ления и мощность откачных средств при

20 С уменьшается в 50 раэ.

863679

Показатели

Таблиц а 2

Марка

Обработка по Q 10 верхности

Толщина мм

Площадь внутренних стенок, см

«

Ф.

l2Xl8H20T 2,0

1020 Травление+ пассивирова- . ние в ННО

11 5 дополнительное просушивание

2,0

08Х13/СТЗ 2,0/8,0 2840

Травление+ пассивиро» ванне в НИОКР

9,7

Таблица 3

Оксидир.вакуум. вылеживание на воздухе в течение

° е юе

13 ч 11 сут

Просушка на воздухе при 100

1 ч

Марка

Травление+ пассивиро вание в

2,5

4,7

0,16

12Х18Н10Т

08Х17Т

1,65

0 50

08Х13

2,2

0,55

Формула изобретения

Составитель A,Ñåêåé

Редактор М.Петрова Техред Л.Пекарь Корректор Ю.Макаренко

Заказ 7706/42 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю

Филиал ППП Патент,. r .Óæãîðîä,: ул. Проектная, 4.

Способ изготовления сварных непрогреваемых вакуумных:камер„ преимущественно из коррозионностойких сталей, Йключающий очиску листовых заготовок, сварку и химическую очистку внутренней поверхности камеры, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью умень- . шения мощности откачных средств за счет уменьшения газовыделения, лис». товые заготовки перед сваркой подвергают оксидированию при 580-600 С в

Вылеживание на во здухе при

20оС в течение

132 сут (промывка в спирте) 4п течение 2,5 в вакууме 10 -10" тор, а после химической очистки внутренней поверхности камеры производит ее просушку при 50-100 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент Франции 9 1405264, кл. В 21 d 1964.

2. Институт электросварки им. О.Е.Патона АН УССР.. Оборудование для электроннолучевой саархН, Киев .Наукова думка,. 1973, с.16-17