Способ соединения стекла

 

Использование: для пайки стекла со стеклом и стекла с металлом. Сущность изобретения: в способе соединения стекла путем размещения связующего материала между соединяемыми поверхностями и нагрева до высушивания связующего, связующее содержит следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло 60-75, оксид алюминия 5-15, измельченная стекловата 20-25. Способ расширяет технологические возможности и упрощает процесс пайки. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 03 С 27/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) < йГТ1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912463/33 (22) 25.12.90 (46) 07,07,93, Бюл, N 25 (71) Мариупольский металлургический институт (72) B.П.Литвиненко и B.К,Губенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1370104, кл, С 03 С 27/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

hk 293774, кл. С 03 С 27/10, 1969.

Изобретение относится к области неподвижных соединений деталей, преимущественно к пайке стекла к стеклу и стекла к металлу.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и упрощение процесса пайки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе соединения стекла путем размещения связующего материала на основе жидкого стекла и оксида алюминия, и нагрева до высушивания связующего, в связующее дополнительно вводят измельченную стекловату при следующем соотношении

KoMlloHGHToB, мдс. 7ь:

Жидкое стекло 60-75

Оксид алюминия 5 — 15

Измельченная стекловата 20 — 25

Способ может быть реализован по схеме: приготовление смеси, подготовка поверхности спаиваемых деталей и пайка.

Приготовление смеси.

„„5U„„1825755 At (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СТЕКЛА (57) Использование: для пайки стекла со стеклом и стекла с металлом. Сущность изобретения: в способе соединения стекла путем размещения связующего материала между соединяемыми поверхностями и нагрева до высушивания связующего, связующее содержит следующие компоненты, мас. : жидкое стекло 60-75, оксид алюминия 5 — 15, измельченная стекловата 20-25, Способ расширяет технологические возможности и упрощает процесс пайки, 2 ил., 2 табл.

40 г стекловаты подвергают иэмельчению переработкой механическим ножом, снабженным шнековым устройством подачи материала, помещают в 140 r жидкого стекла, находящегося в емкости механической мешалки, и подвергают перемешиванию, осуществляя порциальное добавление 29 г окиси алюминия, с целью более качественного перемешивания компонентов. Перемешивание ведут до кашицеобразного состояния смеси.

Составы связующего приведены в табл.1.

Подготовка поверхности.

Поверхности спаиваемых деталей очищают от пыли и грязи, и производят их обезжиривание приемами, Обезжиренные поверхности сушат в обычных условиях, после чего места спая покрывают приготовленной смесью таким образом, чтобы обеспечивалось относительно свободное размещение деталей. Детали ориентируют по предполагаемому месту спая и ведут рав1825755 номерный нагрев любым способом поверхности внешней детали до полной сушки смеси. Критерием оценки окончания процесса пайки является однородный белый цвет смеси, ее прочность, а также время сушки, которое устанавливается по мере накопления опыта, Кроме того, реализация способа может быть осуществлена использованием специализированных форм, выполненных согласно конфигурации будущего спая и взаимного расположения его металлических и стеклянных деталей, При этом, в отличие от известных решений, когда формы изготавливаются иэ высококачественного электрографита, а спекание ведется в печи при ограниченном доступе кислорода, форма может быть изготовлена из стали обыкновенного качества и спекание вестись без каких-либо ограничений по кислороду. С этой целью рабочую поверхность металлической формы, для исключения адгезии смеси к металлу, достаточно покрыть слоем предварительно подобранной антиадгезионной смазки и проводить пайку известным методом спекания в печи, или нагревом любым источником в обычных условиях. Такое решение исключит необходимость периодических замен графитовых форм.

Способ соединения испытывали пайкой стеклянных трубок и стеклянной трубки к металлической, Поверхность спаиваемых трубок очищали от механических загрязнений и подвергали обезжириванию ацетоном ГОСТ

2768 — 84 при последующей сушке в обычных условиях.

Измельченную вручную, путем нарезания (продавливанием металлическим предметом) 20 мас, стекловаты помещали в 70 мас, ь жидкого стекла плотностью 1,47 г/см, находящегося в емкости механической мешалки и подвергали перемешиванию, В период перемешивания в образуемую смесь порциями вводили 10 мас.% окиси алюминия. Порциальное введение окиси алюминия осуществлялось для получения более однородной массы, общее количество окиси алюминия распределялось на три равные части, Перемешивание велось до кашицеобразного состояния смеси, Полученную смесь наносили кисточкой на поверхность трубки меньшего диаметра, которую затем вставляли в трубку большего диаметра (фиг.1). Образовавшееся неустойчивое соединение центровали с помощью ступенчатой направляющей, выполненной из металла в соответствии с размерами спаиваемых трубок и покрытой антиадгезионной смазки, и устанавливали в нагревательную печь вместе с центровкой, где подвергали сушке при температуре 150—

200 С в течение 8 — 10 мин, По аналогии с описанными приемами проводили пайку стеклянной трубки к ме15 таллической, при этом время выдержки составило 5 — 9 мин.

Соединения выполняли для трубок разного диаметра, т.е. величина зазора между внешней трубкой большего диаметра и внутренней трубкой меньшего диаметра изменялась, Эти изменения фиксировались, а полученные спаи подвергались испытанию на прочность (табл,2).

Для оценки прочности паяных соединег ний авторами рассматривалась конструкция, представленная на фиг,2, Держатель 1 выполнен из стали обыкновенного качества ГОСТ 380 — 71 согласно размеров трубок 2. В последующем конструкция монтировалась на разрывной маши<е PM — 30 и производилась проверка прочности на растяжение. Определение прочности соединения велось с учетом площади поверхности места спал, 35 Использование описываемого способа позволит расширить технологические возможности и упростить процесс пайки.

Формула изобретения

Способ соединения стекла путем раэме40 щения связующего материала на основе жидкого стекла и оксида алюминия между соединенными поверхностями, и нагрева до высушивания связующего, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения

45 технологических возможностей и упрощения процесса, в связующее дополнительно вводят измельченную стекловату при следующем соотношении компонентов, мас,g:

Жидкое стекло 60-75

Оксид алюминия 5 — 15

Измельченная стекловата 20-25

1825755 с>; мм

1! и/и

IP варианта мм

D> мм

Толщина стекла, мм

Спаиваемы материалы

Хара1<тер разрушения

Предел проиности, кгс/см1 а, мм

12

19

Стекло к стеклу

12

19

Стекло к стеклу

По стеклу

По стеклу

По когез>1,65

0,9

ОН> ОМУ слою

12

15 !

22

Стекло к стеклу

По с те клу

По стеклу

По когези1,4

О,S

0,92 онному слою

12

19

По свеклу

По стеклу

По когезиIV

Стекло к стеклу

1,2

0,6

0,4 онному слою

В месте спая

0,55

0,48

0,36

0,28 ,3!

19

С те кло к сте клу по припою

Разрушение по когезионному сло. с

0,4

12

Отрыв по стеклу.ilo когезион.

Стекло к стеклу слою

Отрыв по стеклу

По когезионО, 54

0,33

0,41

2С

19

9,4

1,3

0,8 ному слою

Отрыв по

Стекло к металлу

О 3

12 сте клу

Отрыв по

CÒ :> Ê Ë >

Пс когеэи

12

1,0

16 слою

О срыв по когезионно1,3

0,8

19 му:-пою

2

4

1

3

5

2

4

1

3

9,4 0,1

12 0,3

13,5 10 0,8 1,2

15 1,55

19 1,3

9,4 0,1

12 0,3

13,5 10 0,8 1,2

15 1,55

19 1,3

9,4 0,1

12 0,3

13, 5 10 0,8 1,2

15 1,55

19 1,3

9,4 0,1

12 0,3

13,5 10 0,8 1,2

15 1> 55

19 1,3

9,4 0,1

12 0,3

13 5 10 0 8 1,2

15 1,55

19, 1,3

9,4 0,3

12 l,0

13 5 10 025 12

13,5 10 0,25 1,2 таблица 1

Таблица 2

0 мес е 0 5 спая по 0,4 припою.. 0,23

Разрушение О, 18 по когези- 0,21 о иному слою

1825755 (c т j j 1

Стекло к стеклу

0,3

1,0

9,4

1?

16 г11

1,2

По стеклу

По когеэион.0,89

Стекло к металлу слою

По стеклу

По кпгезион

1,2

13,5 10

0,25

1,3

l6

0,9

1,18 слою

0,8

0,95

9,4

Стекло к металлу

0,3

1,0

12

0,87

0,73

1,23

16

13,5 10

l5

0,25

1,3

0,8

1,2 онному слою

П р и и е ч а н и е. 1. Трубки металлические удовлетворяют требованиям ГОСТ 10704

2. Трубки стеклянные соответствуют требованиям ГОСТ 23932-79 и выполнены из стекла группы ГХС 1.

Составитель С,Белобокова

Техред М.Моргентал Корректор Н,Кешеля

Редактор Е.Савина

Заказ 2303 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113085 Москва. Ж-85 Рауыская наб., 4/5

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

3 ф 1б4

IV 1

16

22

12

13,5 10

19

9,4

0,25

1,3

0,8

0,3

1,0

По стеклу

По когеэион,1,2 слою

По стеклу 0,96

По когеэи- 0,96 онному слою 1,55

По стеклу

По когезион слою

По стеклу

По когеэи