Способ изготовления узлов из стекла и металла

 

Изобретение относится к технологии изготовления металлостеклянных узлов с вакуумплотными спаями и может быть использовано в приборостроении, например при изготовлении электрических изоляторов и гермовводов. Цель - повышение качества спая за счет исключения переокисления металла в месте образования спая. В способе изготовления узлов из стекла и металла, включающем получение стеклянной заготовки по порошковой технологии, нагрев металлостеклянной сборки в печи до температуры образования спая, превышающей 800°С, выдержку и последующее охлаждение металлостеклянного узла, стеклянную заготовку получают с размерами, создающими при сборке зазоры между стеклянной заготовкой и металлическими деталями 0,5 - 0,7 мм в месте образования спая, и заполняют эти зазоры порошком того же состава, что и состав стеклянной заготовки. Нагрев металлостеклянной сборки до температуры образования спая, равной 1100 - 1145°С, осуществляют со скоростью 110 - 130°С/мин. Использование изобретения позволяет повысить выход годных изделий, упростить процесс изготовления стеклотаблетки и процесс сборки металлостеклянного узла. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 03 С 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4426615/33 (22) 11,04.88 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (72) В.Н. Бобер, Д.П. Шуваев, А.Ф. Крупальников и Л.Г. Фридберг (53) 666.1.037 (088.8) (56) Патент США 3Ф 3573021, кл. С 03 С 29/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

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

СТЕКЛА И МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к технологии изготовления металлостеклянных узлов с вакуум-плотными спаями и может быть использовано в приборостроении, например при изготовлении электрических изоляторов и гермовводов. Цель — повышение качества спая эа счет исключения переокисления металла в месте образования спая. В

Изобретение относится к технологии изготовления металлостеклянных узлов с вакуум-плотными спаями и может быть использовано в приборостроении, например, при изготовлении электрических изоляторов и гермовводов., . Цель изобретения — повышение качества спая эа счет исключения переокисления металла в месте образования спая.

На чертеже представлена схема, реали3yeZaa спосо6.

„„!Ы„, 1661158 А1 способе изготовления узлов из стекла и металла, включающем получение стеклянной заготовки по порошковой технологии, нагрев металлостеклянной сборки в печи до температуры образования спая, превышающей 800 С, выдержку и последующее охлаждение металлостеклянного узла, стеклянную заготовку получают с размерами, создающими при сборке зазоры между стеклянной заготовкой и металлическими деталями 0,5-0,7 мм в месте образования спая, и заполняют эти зазоры порошком того же состава, что и состав стеклянной заготовки. Нагрев металлостеклянной сборки до температуры образования спая, равной 1100-1145 С, осуществляют со скоростью 110-130 С/мин. Использование изобретения позволяет повысить выход годных иэделий, упростить процесс изготовления стеклотаблетки и процесс сборки металлостеклянного узла 1з.п. ф-лы„1 ил., 1 табл.

Стеклянную заготовку (стеклотаблетку), изготовленную по порошковой технологии, получают с размерами, создающими при сборке зазоры между стеклянной заготовкой и металлическими деталями в месте образования спая, и заполняют эти зазоры порошкообразным стеклом того же состава, что и стеклотаблетка, при этом величина зазоров между стеклотаблеткой и металлическими деталями в месте образования спая находится в пределах 0,5 — 0,7 мм, а нагрев металлостеклянной сборки до температуры

1661158

20

55 образования спая, равной 1100-1145 С, Осуществляют со скоростью 1101 30 С/мин.

Исключение зазоров между стеклотаблеткой и металлическими деталями в месте

Образования спая путем заполнения этих зазоров, образованных при сборке металлостеклянного узла, порошкообразным стеклом обеспечивает защиту металла в месте образования спая при высоких температурах (= 800 С) от переокисления, а следовательно, повышает качество и надежность спая, Изготовление стеклянной заготовки (стеклотаблетки) с размерами, создающими при сборке зазоры между стеклотаблеткой и металлическими деталями в месте образования спая, упрощает изготовление стеклотаблетки, снижает требования к точности размеров пресс-форм, упрощает процесс сборки, особенно при изготовлении многоШтырьковых гермовводов, и позволяет создать промежуточнук) прослойку иэ порошкообразного стекла между стеклотабЛеткой и металлическими деталями в месте образования спая.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают стеклотаблетку, например, из стекла СЛ2 — 1 по порошковой технологии — прессованием смеси стеклопорошка с этиловым спиртом или парафином. При этом размеры пресс-формы выбиРают такими, чтобы, с учетом дальнейшего

Обжига (а следовательно, усадки) стекло«аблетки, обожженная стеклотаблетка имела размеры, обеспечивающие при сборке ее металлическими деталями зазоры в месте образования. спая в пределах 0,5-0,7 мм, Для компенсации пустот в зазорах при расПлавлении стекла высоту отожжен ной стеклотаблетки выполняют на 10-15, более высоты (длины) спая. Собирают на металлической оправке металлостеклянный узел, состоящий из изготовленной по порошковой технологии стеклотаблетки и металлических деталей обоймы и штырей, например из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. 8 качестве прокладочного материала используют слюду. Заполняют порошкообразным стеклом зазоры между обоймой и стеклотаблеткой. 8 качестве порошкообразного стекла используют то же стекло марки СЛ2-1, иэ которого прессуют стеклотаблетку. Уплотняют порошкообразное стекло в зазорах.

Так как дисперсность порошка стекла, измельченного в шаровой мельнице для последующего прессования стеклотаблетки, достаточно высока, то заполнение этим стеклом зазоров и уплотнение в них стекла

45 практических затруднений не вызывает. Разогревают одну муфельную печь до температуры 1100-1145"C в зависимости от конструкции металлостекля нного узла; однумногоштырьковые гермовводы нагревают до 1100 С, оправы-изоляторы — до 11450С, вторую — до 680 — 720 С, третью — до 250—

450 С. В нагретую до 1100-1145 С печь помещают собранный металлостеклянный узел (или партию узлов на технологической подставке).и нагревают узел до 11001145 С в течение 9 — 10 мин. Продолжительность нагрева (9-10 мин) определяется временем выхода печи на режим 1100—

1145 С после установки в нее металлостеклянного узла, определяют скорость нагрева узла до температуры спаивания (110127 С/мин), При 1100 — 1145 С происходит спаивание стекла СЛ2 — 1 с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т. По достижении этой температуры узел выдерживают в печи в течение 5 — 7 мин, после чего перемещают

его в печь с температурой 680-720 С, где выдерживают в течение 0,5 — 2,0 ч для осуществления кристаллизации стекла — образования ситалла, По окончании выдержки во второй печи металлоситалловый узел перемещают в печь с температурой 250 — 450 С, после заполнения рабочего пространства этой печи металлоситалловыми узлами QT ключают нагрев этой печи и осуществляют охлаждение металлоситалловых узлов до комнатной температуры в режиме выключенной печи. Применение нержавеющей стали 12Х18Н10Т и кристаллизующегося стекла СЛ2-1 в изоляторах и гермовводах обусловлено требованиями немагнитности и высокой механической и электрической прочности, Кроме стекла СЛ2 — 1 можно использовать стекло 31, композиционный материал

ПСТ 135-1, состоящий из смеси стекол

СЛ2 — 1 и 31, и другие кристаллизующиеся стекла, Кроме стали 12Х18Н10Т используют стали X32H8, Х25 Н25Т, Х23Н13Т, Х23Н18Т.

8 таблице приведен химический состав стекол СЛ2 — 1 и 31, На схеме приведены технологическая подставка (оправа) 1. слюда 2. штырь 3, стеклотаблетка 4, металлическая обойма 5, стеклопорошок 6.

На оправе 1 размещают слюду 2 (прозрачный мусковит или флогопит) и выполняют в последней отверстие под штыри 3, Устанавливают штыри 3 (например, 15 шт,).

Одевают на штыри стеклотаблетку 4 с количеством отверстий, соответствующим количеству штырей. При этом отверстия в стеклотаблетке имеют больший диаметр, чем диаметр штырей, на заданную величи1661158 ну, обеспечивающую наличие зазора между штырями отверстиями в стеклотаблетке.

Одевают н% оправу 1 металлическую обойму

5. Так как наружный диаметр стеклотаблет- 5 ки 4 выполнен заданного размера, то между этим диаметром и обоймой 5 образуется заданный зазор, Заполняют зазоры между штырями 3, обоймой 5 и стеклотаблеткой 4 порошкообразным стеклом того же состава, 10 из которого изготовлена таблетка. Уплотняют стеклопорошок 6 в зазорах (например, подпрессовкой втулками), добавляют порошок в зазоры и подпрессовывают его запод.лицо со стеклотаблеткой. 15

По окончании сборки металлостеклянного узла осуществляют операции нагрева, спаивания, кристаллизации и охлаждения.

Применение способа позволяет повысить до 97 выход годных (наличие вакуум- 20 ной плотности 10 — 10 мм рт.ст.) многоштырьковых гермовводов за счет Roвышения качества спая, упростить процесс изготовления стеклотаблетки (отпадает необходимость получения ее точных разме- 25 ров) и предъявить менее жесткие требования к размерам пресс-формы, упростить процесс сборки металлостеклянного узла, так как таблетку заранее изготавливают с размерами, обеспечивающими зазоры 30 между стеклотаблеткой и металлическими деталями (это особенно важно при изготовлении многоштырьковых гермовводов), использовать печи общепромышленного назначения (а также лабораторные) с воздушной атмосферой вместо специальных печей и оборудования.

Формула изобретения

1. Способ изготовления узлов из стекла и металла путем получения стеклянной заготовки по порошковой технологии, нагрева металлостеклянной сборки в печи до температуры образования спая, превышающей

800 С, выдержки и последующего охлаждения металлостеклянного узла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества спая за счет исключения переокисления металла в месте образования спая, стеклянную заготовку получают с размерами, создающими при сборке зазоры между стеклянной заготовкой и металлическими деталями 0,5-0,7 мм в месте образования спая, и заполняют эти зазоры порошком стекла того же состава, что и состав стеклянной заготовки, 2. Способ по п,1. отличающийся

Ф тем, что нагрев металлостеклянной сборки до температуры образования спая, равной

1100-1145 С, осуществляют со скоростью

110-130 С/мин.