Способ очистки деталей электровакуумных приборов

 

Назначение: электровакуумная техника. Сущность изобретения: осуществляют очистку импульсным тлеющим разрядом. Сначала в среде воздуха при давлении 13,3 - 53,2 Па, температуре 50 - 150°С и одновременном воздействии вибрации с частотой, превышающей 20 Гц, затем в среде водорода при давлении 133 - 1330 Па и температуре , превышающей 300°С, и в среде аргона при давлении 1,33 - 13,3 Па. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 9/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4939078/21 (22) 27.05.91 (46) 15.07.93. Бюл. %.26 (71) Саратовский научно-исследовательский институт машиностроения (72) В. iVI. Таран, В, С. Токарев, Н. А. Богачкин и В. В. Смирнов (56) Шехмейстер Е. И., Вассерман P. Н., Майзель Л, С. Технохимические работы в электровакуумном производстве. Высшая школа, M., 1967.

Заявка Японии % 59 — 14549, кл, С 23 F 1/100, 1984.

Изобретение относится к технологии очистки в вакууме металлических деталей электровакуумных приборов и может быть использовано в производстве изделий электронной техники и других отраслях промышленности для предварительной подготовки поверхности перед нанесением покрытий или пайкой, Цель изобретения — расширение технологических возможностей и исключение выброса вредных веществ в атмосферу.

На первом этапе обработки детали очищаются от загрязнений органического характера и механических частиц. При воздействии на детали сил вибрации и ионной бомбардировки, создаваемой импульсным тлеющим разрядом, происходит разрыв и ослабление связей между молекулами загрязнений, а также между загрязнением и поверхностью очищаемой детали.

Вследствие этого органические загрязнения, находящиеся на поверхности деталей в. Ж 1827689А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ (57) Назначение: электровакуумная техника.

Сущность изобретения: осуществляют очистку импульсным тлеющим разрядом. Сначала в среде воздуха при давлении 13,3—

53,2 Па, температуре 50 — 150 С и одновременном воздействии вибрации с частотой, превышающей 20 Гц, затем в среде водорода при давлении 133 — 1330 Па и температуре. превышающей 300 С, и в среде аргона при давлении 1,33 — 13,3 Па. 5 табл. виде пленки, стягиваются в отдельные пятна и комки. Наиболее крупные комки под действием сил тяжести и вибрации отрываются от поверхности детали, а более мелкие сгорают в среде ионизированного воздуха за счет наличия в нем кислорода, образуя летучие соединения типа СО, COz и др., откачиваемые из рабочего объема вакуумным насосом. При этом механические частицы также удаляются с очищаемой поверхности за счет ослабления их связей с поверхностью в вакуумной среде и сил вибрации.

В процессе обработки температуру деталей поддерживают в пределах 50 — 150 С, Если очистку проводят при температуре выше 150 С, то загрязнения органического характера могут разлагаться с образованием трудноделимых полимерных пленок. При температуре ниже 50 С процесс очистки происходит очень медленно.

Оптимальный диапазон давлений воздуха в рабочей камере выбран зкспериментзльным путем, При давлении, меньшем

1,33 Па, процесс очистки идет очень медленна, т. к, тлеющий разряд горит неустойчиво.

При давлении воздуха более 532 Па на поверхности де алей могут образовываться темные пятна за счет перегрева отдельных участков обрабатываемо" детали.

На основе экспериментов установлено, что при частоте вибрации обрабатываемой детали менее 2 Гц качество очистки плохое, Преимущество импульсного тлеющего разряда по сравнению с непрерывным состоит в следующем.

При обработке непрерывным тлеющим разрядам и наличии на поверхности загрязнений тлеющий разряд возникает не на всей поверхности деталей, а только на ее части, при этом он мажет переходить в дуговой. Вследствие этага обработка деталей происходит неравномерно и некачественна, При импульсном тлеющем разряде характер обработки иной. В течение одного импульса тлеющего разряда ан также может возникнуть на части обрабатываемой поверхности. Однако в течение следующего импульса разряд будет гореть или равномерно па всей поверхности, или на другом участке обрабатываемой поверхности.

В результате обработка поверхности детали происходит более равномерно по сравнению с непрерывным разрядом.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Исследования проводили на образцах, изготовленных из молибдена, вольфрама, меди, никеля, титана и различных марок стаJl BA.

Бибрзцианные колебания создавали путем периодических ударов па детали или приспособлению, на катарам анз крепится, вибраудзрным мехзниэмам. Силу удара выбирали такой, чтобы амплитуда колебаний детали»е превышала 0,3 мм.

Параметры импульсного тлеющего разряда подбирали в следующих пределах: частота следования импульсов — 50 — 1000

Гц, длительность импульса 0,01 — 0,1 с. В процессе исследований использовали схему импульсного источника питания тлеющего разряда, выполненную на базе тиристорно-конденсаторного преобразователя.

Температуру нагрева детали регулировали с помощью параметров тлеющего разряда, контролировали температурным датчи кам.

Количество органических загрязнений определяли весовым методом.

«15

Качество очистки оценивали визуальным осмотром деталей и под микроскопом, а также по характеру смачивания водой.

Если на обработанной поверхности после окунания в воду образуется неразрывная водная пленка, то смачивание поверхности и качество очистки принимает.ся хорошим, На втором этапе очистки происходит интенсивное плазмохимическое восстановление окисной пленки металла обрабатываемой детали за счет активированного в тлеющем разряде водорода. Экспериментально установлено, что заметное удаление окисной пленки с поверхности детали начинается при температуре выше 300 С.

Оптимальный диапазон рабочих давлений газа находится в пределах 133 — 1330

Па, При давлениях, меньших 133 Па, процесс нагрева деталей и восстановление окиснай пленки происходит очень медленно, при давлениях, более 1330 Па, тлеющий разряд горит неустойчиво из-за его перехода в дуговой. Переход тлеющего разряда в дуговой особенно опасен при высоких давлениях (более 1330 Пз), т. к. в этом случае на обрабатываемой поверхности возникают эрозианные процессы, что приводит к браку деталей.

Нагрев деталей проводили с помощью импульсного тле ащего разряда, температуру регулировали изменением частоты и энергии импульсов разряда. Энергия импульсов изменялась от 0,5 до 60 Дж.

Толщину окиснай пленки определяли злипсаметрическим методом.

Третий этап очистки в среде аргона аналогичен процессу химического травления поверхности деталей. При этом с поверхности деталей за счет катоднаго распыления удаляется поверхностный слой металла, который вследствие вастановительной плазмохимической реакции слабо сцеплен с основой.

fl р и м е р.1. Предварительная очистки цветоделительной стальной маски цветного кинескопа перед операцией нанесения покрытия.

Цветоделительная маска изготавливается штамповкой с применением масляной смазки. Органические загрязнения на повеРхности составлЯют более 10" г/см

Вибраудары производят с частотой 50

Гц, амплитуда колебаний маски не более 0,3 мм. После очистки на поверхность маски наносят черное покрытие в виде окиси железа, Качество покрытия хорошее, осыпания покрытия нет.

В табл, 1 приведены режимы очистки маски.

1827б89

Таблица 1

Пример 2, Очистка медных деталей генераторных ламп перед пайкой.

Детали изготавливаются штамповкой и другими методами механической обработки. На поверхности детали имеются масля-. 5 ные загрязнения в количестве, более 10 г/см, Детали размещают в вакуумной камере вертикально на штыревых держателях.

Виброудары производят по штыревым держателям с частотой 50 Гц. Амплитуда коле- 10 баний деталей — не более 0,3 мм. Нагрев деталей не превышал 450 С. Общее время очистки — не более 25 мин.

После очистки по предлагаемому спосо- 15 бу припой Пер; 72 хорошо смачивает обработанную поверхность. Качество пайки хорошее.

В табл. 2 приведены параметры очистки в воздухе, 20

В табл. 3 приведены параметры очистки деталей в среде водорода.

В табл. 4 приведены параметры очистки деталей в среде аргона.

Данные таблицы 4 показывают, что 25 предлагаемый способ имеет более широкие технологические возможности по сравнению с известным.

При годовом выпуске цветных кинескопов типа ЗЛКД1Ц 100 тыс. шт., увеличении выхода годных приборов при использовании предлагаемого способа в 5 и стоимости 1 шт. 100 руб. ориентировочный экономический эффект составляет 500 тыс. руб

Формула изобретения

Способ очистки металлических деталей электровакуумных приборов. включающий обработку тлеющим разрядом в среде инертного газа и водорода, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и уменьшения вероятности выброса вредных веществ в атмосферу. в качестве разряда используют импульсный тлеющий разряд, а обработку осуществляют последовательно в среде воздуха при давлении 133 — 532 Па. температуре 50 — 150 С и одновременном действии вибрации с частотой, превышающей 20 Гц в среде водорода при давлении 133 — 1330 Па и температуре, превышающей 300 С. и в среде аргона при давлении 1,33 — 13,3 Па.

1827689

Таблица 2

Таблица 3

18276В9

Таблица 4

Таблица 5

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор M.Têà÷

Редактор

Заказ 2360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откритиям при ГКНТ СССР

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

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