Способ защиты деталей от окисления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социал нстичесюп

Ресеублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (И) М.Кй.з (Щ Заявлено 043181 (21) .322758б/22-02 с присоединением замаки йУ

С 21 0 1/74

ГесударствеяяыЯ кюиямт

СССР яо делам . йбратеяяЯ, я «l%PalfNI (23) Г3риоритет

Опубликовано 300183. Бюллетень ЙР 4 ($3) УД (б21. 76. .Об(088.8) Дата опубликования описания 309133

В.A. Лопатин, Ю.Ф, Клементьев, Б.В. Маркин,:. и Н.В. Барашкова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗИЦИТЫ ДВ .ИЛЕИ ОТ ОКИСЛВНИЯ

Изобретение относится к термической обработке и может быть использОвано для защиты от окисления металлов при термообработке или пайке в водороде твердыми припоями деталей и узлов, изготовленных из легированных сталей, например из нержавеющей стали.

Известен способ защиты от окисления, обеэуглероживания и коробления деталей при термообработке,когда детали помещают в графитовый.стаканчик с фиксацией-положения мелкодисперсным порошком (тальком) (1 3.

Однако этот способ из-за высоко- . го.газоотделения неприменйм для термической обработки деталей злектровакуумных приборов и тем более непригоден для пайки деталей в печах.

Известен способ защиты от окисления путем понижения, содержания кислорода в рабочей зоне эа счет совместного использования вакуума и па-. ров легкоиспаряемых элементов Г2 3.

В контейнер вместе с обрабатывае; мой деталью вводят некоторое количестно легковоэгоняемого металла илн металла с низкой температурой кипения, и после предварительной откачки воздуха производят нагрев контейнера. При этом в контейнере остается ограниченное количество кислорода,. определяемое внутренним объемом контейнера и остаточным давлением возду ха в нем. В процессе нагрева контейнера остаточный кислород окис-, ляет поверхность детали, если она не имеет достаточную - защитную пленку. Образующиеся в пространстве камеры пары легковозгоняемого металла конденсируются на холодных стенках и связывают свободный кислород, имеющийся в камере..Вакуум способствует. ускорению процесса испа15 р ния мет .а. Поскольку парциьное давление кислорода в камере резко. снижается, происходит диссоциация пленки на поверхности паяемой дета20

Однако эффективное использование данного способа возможно только в вакууме. Кроме того; необходимо произ. вбдить тщательный подбор всех .участ-. вующих в процессе компонентов, — защита.от окисления. материалов с высоким. средством к кислороду малоэффективна.

Ф

Известен также способ защиты от окисления путем создания локальной восстановительной среды вокруг дета992599

Содер приме

Вид обработки

Углерод

Кислород

О, 005

0,030

0,015

0,060

Непропай

Отсутствие смачивания

0,160

0,0055

0,035

Спай качественный ли например в специальном контейнере водородной печи (3 ).

В этом случае пайку и отжиг деталей из высокохромистых нержавеющих сталей осуществляют в специальном контейнере, встроенном в камеру печи, 5 и в контейнер подают остроосушенный водород с точкой росы минус 60-70 С, т.е. с пониженным содержанием кислорода, по сравнению с водородом в общем объеме печи.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, требующего дорогостоящего и дефицитного оборудования для дополнительной тОнкой очистки водоро- 15 да. Качество спая зависит от стабильной работы установки тонкой очистки водорода.

Цель изобретения — повышение качества слая.

Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты от окисления, преимущественно иэ легированных сталей, при их термообработке, например пайке в газовых средах, включающем создание локальной восстановительной среды вокруг детали, создают путем помещения детали с зазором в оправку иэ стали с содержанием углерода

0,3-2 мас,Ъ.

3а счет реакции между углеродом оправки и водородом и кислородом в узком зазоре вокруг детали 1-10 мм создается микрозона с пониженным содержанием кислорода по сравнению с содержанием его в общем объеме печи.

Нагрев производится в атмосфере водо рода, причем используется водород обычной очистки.

Увеличение зазора между оправкой и деталью, а также содержание угле- 4О рода в оправке менее O,ЗВ приводит к увеличению содержания кислорода в микрозоне, и, как следствие, к окислению поверхности детали. Содержание углерода в оправке свыше 2,0% 45 приводит к науглераживанию детали.

Исходная деталь nocJIc электрополировки поверхности

Пайка в сухом водороде (по технологии прототипа)

Пайка в водороде, деталь располагают вне оправки

Пайка в водороде по предлагаемой технологии

На чертеже показано устройство для осуществления способа.

Пример. Из углеродистой стали, например Ст-3, изготавливают такую оправку, которая обеспечивает образование узкого зазора не более

10 мм между стенками узла и оправки.

Затем собирают паяемый узел и размещают его в оправке так, как показано на чертеже ° В приведенном примере оправка состоит из двух деталей; прижима 1 и корпуса 2. Стакан 3 и ди. афрагма 4 (паяемый узел) изготовлены из стали ОООХ18Н9. Детали узла паяют медным припоем 5. Керамические кольца 6.и 7 обеспечивают необходимый зазор между элементами оправки и паяемого узла. Процесс пайки проводят по известным режимам, обычно исполь|зуемым при пайке медью деталей из не! легированных сталей при 1100 С. Оправка может быть использована многократно. В таблице показано изменение содержания кислорода, углерода и качества спая после термообработки (пайки) при 1100 С тремя способами: в контейнере с тонкой очисткой водорода (технология прототипа). В печи с обычной очисткой водорода вне контейнера и в той же печи по предлагаемой технологии, когда деталь находится в оправке. В последнем случае отмечается надежное соединение деталей в узлах, хорошее растекание меди по поверхности нержавеющей стали марки

ОООХ18Н9 и отсутствие окисления и на- сыщения углеродом, все это и приводит к повышению качества спая.

Предлагаемый способ позволяет получить высококачественные спаи актчвных материалов, которые в обычных условиях спаять не удавалось, и снизить стоимость технологического процесса на 11000 руб, на каждую единицу технологического оборудования за счет сокращения затрат на сложную аппаратуру для тонкой очистки водорода, что ведет к удешевлению процесса. жание Качество сей, Ъ спая

992599 ие donee Ю

Составитель С.Подгурский

Редактор Н.Ковалева Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Ференц

Заказ 375/32, Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ защиты деталей от окисле.ния, преимущественно из легированных сталей, при их термообработне, на« пример пайке в газовых средах,включающий создание локальной восстановительной среды вокруг детали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества деталей,локальную восстановительную среду соз.-. дают путем помещения детали с зазором в оправку из стали с содержанием углерода 0,3-2 мас.Ъ.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

В 293853;кл. С 21 0 9/22 1969.

2. Есенберлнн P.Е. Пайка и термическая обработка деталей в газовой среде и в вакууме. Л., "Машиностроение", 1972, 3. Лабецкий В.В., Лебедев Н.а., Меньшиков А.В. Водородная двухколпа$0 новая печь пайки и отжига деталей высокохромистых нержавеющих сталей.

"Электронная техника". Сер. 1, Электроника СВЧ", 1973, вып. 5. с. 113116.