RU2515722C2 - Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом - Google Patents
Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515722C2 RU2515722C2 RU2012125918/02A RU2012125918A RU2515722C2 RU 2515722 C2 RU2515722 C2 RU 2515722C2 RU 2012125918/02 A RU2012125918/02 A RU 2012125918/02A RU 2012125918 A RU2012125918 A RU 2012125918A RU 2515722 C2 RU2515722 C2 RU 2515722C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- assembly
- ceramic
- ceramics
- metal
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении металлокерамических узлов пайкой, например, керамической и титановой трубок. Подготавливают сборку керамической и титановой деталей с размещенным между ними алюминиевым припоем. Разогрев места стыка керамики с титаном производят при непрерывном вращении сборки сфокусированным электронным пучком в вакуумной камере при давлении 5-15 Па до расплавления припоя. После выдержки в таком состоянии в течение 1-2 минут выключают электронный источник, и после остывания извлекают сборку из вакуумной камеры. Использование алюминия в качестве припоя в совокупности с исключением операции предварительной металлизации керамики и проведением операции нагрева стыка керамики с металлом электронным пучком при заданном давлении позволяет повысить производительность процесса изготовления трубчатого соединения за счет снижения его продолжительности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к обработке материалов, а именно к технологии соединения керамических деталей с металлическими элементами, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических узлов. Известен способ получения многослойных металлокерамических соединений лазерной пайкой (Виноградов Б.А., Мещерякова Г.П., Кудрявцев А.О. // Механика композиционных материалов и конструкций. -2008. - №2. - С.250-268). В этом способе в качестве припоя используются титан, ковар (29НК), медь и припой ПОС-61, а плавление припоя осуществляется за счет энергии лазерного луча. В этом способе собственно пайке предшествует операция металлизации керамики титаном или медью, осуществляемая соответственно вакуумным испарением или электрохимическим осаждением. Наличие этой операции увеличивает общую продолжительность изготовления металлокерамического соединения. Известен способ изготовления герметичных металлокерамических узлов (Патент РФ на изобретение №2099312. Опубл. в ГРИ Роспатент 20.12.1997). Способ включает операцию металлизации керамики путем механического втирания титана и операцию покрытия металлической детали гальваническим никелем. Затем детали собираются соосно, причем в место сопряжения деталей вкладывается припой на основе меди и серебра, после чего припой расплавляется лучом лазера. Несмотря на то что пайка проводится без применения вакуумных камер, наличие нескольких операций, производимых в различных установках, приводит к заметному возрастанию продолжительности всей технологической цепочки изготовления металлокерамического соединения. Кроме того, для предотвращения окисления припоя требуется его защита флюсом, что создает определенные проблемы с точки зрения безопасности персонала.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения конусного охватывающего соединения алюмооксидной керамики с металлом (Патент РФ №2029753). В указанном способе последовательно реализуются несколько операций, первая из которых - металлизация керамики, заключающаяся в механическом втирании титана в керамику. Вторая операция - изготовление сборки керамика-металл с размещенным между ними припоем, содержащим медь и серебро. Третья операция - пайка с использованием лазерного луча в качестве источника нагрева. Серебро и медь, содержащиеся в припое, обусловливают необходимость нагрева соединяемых деталей до температур не менее 850°C. Это обстоятельство с учетом ограничений на скорости нагрева и охлаждения увеличивает время, затрачиваемое на создание металлокерамического соединения. Помимо этого для получения однородной металлизации механическим втиранием требуется тщательная подготовка кромки керамической детали. Это также влияет на общую продолжительность реализации технологии соединения.
Цель настоящего изобретения состоит в повышении производительности процесса изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом за счет снижения продолжительности процесса. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, содержащем операцию приготовления сборки керамической и металлической трубок с размещенным между ними припоем, исключена операция металлизации керамики, а в качестве припоя использован алюминий. Сборку помещают в вакуумную камеру и откачивают ее до давления 5-20 Па. После этого производят разогрев места соединения трубок электронным пучком до расплавления алюминия при одновременном вращении сборки. Температуру, соответствующую расплавленному алюминию, поддерживают в течение одной-двух минут, после чего выключают источник электронного пучка и выдерживают сборку в вакуумной камере до остывания. Вакуум 5-20 Па обеспечивается применением лишь механических средств откачки и может быть достигнут за несколько минут со времени включения насоса, что дает эффект снижения продолжительности всего процесса изготовления соединения. Нижний предел указанного диапазона давлений обусловлен возможностью разогрева электронным пучком области керамики, прилегающей к месту соединения, поскольку плазма, образуемая вдоль траектории пучка, обеспечивает отекание заряда с керамики и передачу керамике энергии пучка. Использование давлений выше 20 Па нецелесообразно из-за возможности окисления расплавленного алюминия. Применение алюминия в качестве припоя позволяет, во-первых, снизить температуру разогрева соединяемых кромок до 660°C и, следовательно, сократить время разогрева и остывания, и, во-вторых, исключить операции металлизации керамики, поскольку расплавленный алюминий смачивает алюмооксидную керамику и создает с ней и металлом прочное соединение. Указанная совокупность и последовательность операций позволяет достичь цели изобретения - повышения производительности процесса изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом.
На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом. Сборку, включающую керамическую 1 и металлическую 2 трубчатые детали с расположенной между ними алюминиевой прокладкой 3, помещают в вакуумную камеру 4, откачиваемую механическим форвакуумным насосом. По достижении рабочего давления место стыка деталей 1 и 2 облучают сфокусированным электронным пучком 5 при одновременном вращении соединяемых деталей. Пучок формируется электронным источником 6 с плазменным катодом. После прогрева до температуры, достигающей температуры плавления алюминия, производится выдержка в течение одной-двух минут при этой температуре, а затем источник 6 выключают, соединяемые детали выдерживают в вакууме до остывания и извлекают из камеры в атмосферу.
Пример. Для испытаний были взяты два отрезка труб диаметром 20 мм и длиной 50 мм, одна из которых изготовлена из алюмооксидной керамики М7, а другая титановая. Между трубами была размещена кольцеобразная алюминиевая прослойка толщиной 1 мм. Приготовленная сборка зажималась в держателе с электроприводом и помещалась в вакуумную камеру, которую затем откачали механическим вакуумным насосом АВ3-20. По достижении давления 10 Па включили источник сфокусированного электронного пучка и в течение 10 мин в условиях вращения труб вокруг своей оси с частотой 5 оборотов в минуту производили прогрев участков, прилегающих к стыку деталей. При этом ток и энергия пучка составляли 0,2 А и 10 кэВ соответственно. После разогрева облучаемой области до расплавления алюминия это состояние поддерживалось в течение одной минуты, после чего источник электронного пучка был выключен. После десятиминутной выдержки в вакууме соединенные детали были извлечены из вакуумной камеры в атмосферу.
Claims (1)
- Способ изготовления пайкой трубчатого соединения алюмооксидной керамики с титаном, включающий операции приготовления сборки керамической и титановой деталей с размещенным между ними припоем и последующего нагрева сборки до температуры расплавления припоя, отличающийся тем, что в качестве припоя используют алюминий, разогрев места стыка керамики с титаном при непрерывном вращении сборки производят сфокусированным электронным пучком в вакуумной камере при давлении 5-15 Па до расплавления алюминия, выдерживают это состояние 1-2 минуты, выключают электронный источник и после остывания извлекают сборку из вакуумной камеры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125918/02A RU2515722C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125918/02A RU2515722C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012125918A RU2012125918A (ru) | 2013-12-27 |
RU2515722C2 true RU2515722C2 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=49785929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125918/02A RU2515722C2 (ru) | 2012-06-21 | 2012-06-21 | Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515722C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2678002C1 (ru) * | 2018-03-29 | 2019-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ соединения металлического материала с композиционным материалом лазерным лучом |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU697269A1 (ru) * | 1977-07-14 | 1979-11-15 | Предприятие П/Я В-8624 | Способ пайки металлов с керамикой |
US4740429A (en) * | 1985-07-22 | 1988-04-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal-ceramic joined articles |
RU2029753C1 (ru) * | 1992-04-30 | 1995-02-27 | Благовещенский технологический институт | Способ получения конусного охватывающего соединения алюмооксидной керамики с металлом |
RU2099312C1 (ru) * | 1995-11-14 | 1997-12-20 | Амурский государственный университет | Способ изготовления герметичных металлокерамических узлов |
CN101475395A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-08 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种不锈钢/氧化铝陶瓷低应力气密封接钎料 |
-
2012
- 2012-06-21 RU RU2012125918/02A patent/RU2515722C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU697269A1 (ru) * | 1977-07-14 | 1979-11-15 | Предприятие П/Я В-8624 | Способ пайки металлов с керамикой |
US4740429A (en) * | 1985-07-22 | 1988-04-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Metal-ceramic joined articles |
RU2029753C1 (ru) * | 1992-04-30 | 1995-02-27 | Благовещенский технологический институт | Способ получения конусного охватывающего соединения алюмооксидной керамики с металлом |
RU2099312C1 (ru) * | 1995-11-14 | 1997-12-20 | Амурский государственный университет | Способ изготовления герметичных металлокерамических узлов |
CN101475395A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-08 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种不锈钢/氧化铝陶瓷低应力气密封接钎料 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2678002C1 (ru) * | 2018-03-29 | 2019-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Способ соединения металлического материала с композиционным материалом лазерным лучом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012125918A (ru) | 2013-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI404813B (zh) | 管靶材 | |
JP2011122883A (ja) | 炭素材と銅合金材を冶金的に接合する高熱負荷機器製造方法 | |
RU2012118975A (ru) | Способ составной герметизации для вакуумного стекла | |
CN101172880A (zh) | 一种钎焊Si3N4陶瓷的钛基高温非晶钎料及制备方法 | |
CN102489813A (zh) | 钼铜合金与不锈钢的真空活性钎焊工艺 | |
RU2515722C2 (ru) | Способ изготовления трубчатого соединения алюмооксидной керамики с металлом | |
RU2643737C2 (ru) | Способ металлизации керамики для перехода керамика-металл и получения самого перехода керамика-металл | |
US10553405B2 (en) | Ring-shaped electrode | |
CN109564869B (zh) | 电极用环 | |
CN109590596B (zh) | 一种基于银中间层的可伐合金与钛合金的焊接方法 | |
RU2434726C2 (ru) | Способ электронно-лучевой сварки керамических деталей | |
CN107838576A (zh) | 一种微波磁控管封接合金焊料 | |
CN102140036A (zh) | 陶瓷与金属双激光束部分瞬间液相焊接方法 | |
JP7154731B2 (ja) | X線管アノード装置 | |
CN103464854A (zh) | 一种真空灭弧室动静盖板的焊接工艺 | |
KR101595102B1 (ko) | 플라즈마 절단용 전극 제조방법 및 그에 따른 플라즈마절단용 전극 및 플라즈마절단용 전극이 설치된 토치헤드 구조 | |
CN103894795A (zh) | 一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法 | |
RU2722294C1 (ru) | Способ вакуумноплотной пайки керамики с металлами и неметаллами | |
CN109564870B (zh) | 电极板 | |
RU204320U1 (ru) | Электрод для плазменно-дуговой горелки | |
RU2359792C2 (ru) | Способ пайки тугоплавких металлов с коррозионно-стойкими, жаростойкими сталями и никелевыми сплавами | |
RU2815735C1 (ru) | Способ изготовления вакуумноплотного выпускного бериллиевого окна | |
RU2517096C1 (ru) | Быстрозакаленный припой из сплава на основе титана-циркония | |
RU2278007C2 (ru) | Способ пайки деталей, одна из которых выполнена из карбида титана или сплавов на его основе | |
RU2809058C1 (ru) | Способ герметизации оптического элемента в металлическом корпусе |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160622 |