Способ изготовления алюминиевой капиллярно-пористой структуры тепловой трубы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>966481

l ф tq

// == (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04 ° 02.81 (21) 3267133/24-06 . с присоединением заявки ¹ (51)M Кл з

F 28 D 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151082 Бюллетень ¹38 (53) УДК 621. 565..58 (088. 8) Дата опубликования описания 15.10 82

1 (72) Авторы изобретения

В.Л.Баранцевич„ Б.Н.Веретенников, С.И;бйрышко

IO.Ï. Ñîëoäîâ и Е. С.Яценко ЕС )В т ТЕНТ

ТЕХНО С

Отделение Всесоюзного научно-иссз едовщя9ДЯЯФ института электромеханики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЛИМИНИЕВОИ KAIIHJIJIHPHOПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ

Изобретение относится к теплотех нике, в частности к технологии изго, товления тепловых труб.

Известен способ изготовления алюминиевой капиллярно-пористой структуры тепловой трубы путем засыпки дискретных элементов из алюминиевых сплавов в форму с последующим спеканием в вакууме при 600-650оС 1).

Недостатком этого способа является сложность технологии изготовления, не позволяющая получать высокопористые прочные структуры.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления и получение . высокопористой прочной структуры.

Поставленная цель достигается тем, что спекание производят в восстановительной среде при давлении не выше Ъ,3 ° 10 " Па, а температуру в процессе спекайия поддерживают. в интервале от (т.ио - 3) С до (т.„о +3) С в течение 1,5-3 ч, где t„ - номинальная температура спекания, обусловленная содержанием присадок в сплаве.

В качестве дискретных элементов используи т волокна из алюминия с суммарным содержанием присадок

0,01-1,10 вес.Ъ.

Экспериментально обнаружено, что алюминиевые волокна диаметром 4080 мкм, выполненные из марок алюминия с малым содержанием присадок (не более 1,1Ъ по весу) прн спекании в восстановительной сфеде давлением не выше 1,3.10 " Па образуют прочную однородную капиллярно-пористую структуру с пористостью до 6080>. Существенно, что спекание происходит в очень узком диапазоне температур (колебания температуры ие должны превышать +0,5Ъ от температуры спекания), сама температура спе15 кания очень близка к температуре плавления соответствующей марки алюминия (около 0,95 от Т„„). Марки алюминия со значительным (несколько весовых процентов) количеством присадок, обладающие широкой (несколько десятков градусов) областью сосуществования жидкой и твердой фаз, спеканию не поддаются.

Таким образом, предлагаемый спо25 соб не требует применения наполнителя и его последующего вымывания.

Кроме того, возможно изготовление капиллярно-пористых структур при малых давлениях прессования

30 (100 кг/см ) или, при некоторых

9664 81

Формула изобретения

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 конструкциях, вооьще ьеэ прессования, что значительно упрощает технологию и увеличивает .стабильность работы капиллярно-пористой структуры, так как устраняется взаимодействие алюминия с наполнителем — хло- 5 ридом натрия в процессе спекания и промывки °

Необходимым условием осуществления способа является поддержание с высокой точностью (+3 C) темпера- 10 туры спекания в течение 1,5-3 ч °

При больших температурах наблюдается частичное оплавление волокон с образованием сферических капель, и однородной пористой структуры не образуется, при меньших температурах капилляряо-пористая структура обладает недостаточной механической прочностью и осыпается. Точное значение температуры спекания зависит от состава алюминиевых волокон, оно максимально для чистого алюминия и снижается по мере увеличения содержания присадок. Волокна с содержанием присадок, близкигл к нулю, образуют лучшие по качеству структуры, но они дороги и не годятся для массового применения. Сорта алюминия с содержанием присадок несколько процентов (AMr>, AMr4 и т.д.) при спекании склонны к изменению состава изэа преимущественного испарения от- дельных компонентов с нарушением геометрической однородности волокон и не образуют удовлетворительной пористой структуры. Наиболее оптималь- 35 ны сорта алюминия с содержанием присадок около 0,5-0,8 вес.%, наприг .ер, ЛД1.

Время спекания составляет не менее 1,5 ч, при гленьших временах Qp наблюдается ухудшение прочности капиллярно-пористой структуры, при, увеличении времени спекания происходит некоторое улучшение качества спекания, однако оно становится незначительным при спекании свыше 3-х ч.

Пример изготовления капиллярнопористой структуры по предлагаемому способу.

Волокна длиной 2-3 мм и диаметром

40 мкм, нарезанные из проволоки, имеющей состав в вес.% Si = 0,8, Cu = 0,04„ Ге = 0,01, Wn = 0,005, A1 — остальное засыпаются в кольцевой .зазор, образованный корпусом трубы (материал корпуса трубы в этом случае должен быть с малым содержанием присадок, например, АД1 или

АДО) и технологической оправкой иэ алунда кварца. Операция засыпки

60 проводится на вибростенде ° Далее сборка помещается в электроПечь сопротивления с трубчатым нагревателем,, ВНИИПИ Заказ 7827/56 иэго; "-:пленным из карбидиэированного ниобия и производится спекание по режиму подъем до температуры 630 С в течение 1,5 ч,, выдержка при 630+2 С в течение 2 ч, охлаждение в течение

2 ч до комнатной температуры. Вакуум в п чи 1,3 10 — 1,3-10 Па.

Стабилизация режима осуществляется . с помощью .автоматической системы

BPT-3, позволяющей подцерживать температуру с точностью до 0,5 С. Пористость полученной капиллярно-пористой структуры иэ волокон алюминия составляет 70%. Для алюминиевых корпусов с большим содержанием присадок (более 1,1% по весу) капиллярно-пористая структура изготавливалась также по предлагаемому спосо- бу с той лишь особенностью, что алюминиевые волокна засыпались в форму (коаксиальную полость), образованную двумя технологическими трубками иэ указанных материалов. После спекания капиллярно-пористая структура извлекается из формы и используется в качестве вставки в цилиндрической тепловой трубе.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа изготовления алюминиевых капиллярно-пористых структур заключается в простоте технологии изготовления тепловых труб высокопористой прочной структурой„

1 ° Способ изготовления алюминие- вой капиллярно-пористой структуры тепловой трубы путем засыпки дискретных элементов из алюминиевых сплавов в форму с последующим спеканием в вакууме при 600-650 С, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, спекание производят в восстановительной среде при давлении не выше

1,3-10 " Па, а температуру в процессе спекания поддерживают в интервале от (нд„-") С до (t +3) С в течение $,5-3 ч, где щ, -номинальная температура спекания, обусловленная содержанием присадок в сплаве.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения высокопористой прочной структуры, в качестве дискретных элементов используют волокна из алюминия с суммарным содержанием присадок 0,011 10 вес.Ъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9604611, кл. F 28 D 15/00, 1976.

Тираж 685. Подписное