Способ изготовления металлокерамического узла

р) И 2322 Йово Соеетския Социалистическик Республик(51) М. Кл,2 С 04 В 37/00 Государственный комитет Совета Министров СССР Опубликовано 30.03.77. БюллетеньДата опубликования описания 15.04.7 3) УДК 666.3.037.5(72) Авторы изобретени ф. Казаков, А. ерге 71) Заявитель огический институт мясной и молочно промышленности осковскии тех 54) ОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОГУЗЛА Изобретение относится к производству металлокерамических узлов и может быть использовано в судостроительной, электронной и электротехнической отраслях промышленности при изготовлении герметичных, вакуумноплотных термостойких изолированных металлических вводов и выводов.Известны способы изготовления металлокерамических узлов, например, термокомпрессионной сварки и пайки 11, по которым между торцовыми поверхностями керамической и металлической деталей помещают промежуточную медную прослойку, нагревают в вакууме до температуры 1020 - 1050 С, сдавливают извне приложенным давлением, величиной 1,2 - 2 кгс/мм, выдерживают в течение 5 - 10 мин и охлаждают.Способ пайки предусматривает расплавление промежуточной прослойки и получение торцового спая при охлаждении металлокерамического узла, Однако металлокерамические узлы, полученные такими способами, имеют низкую герметичность и термостойкость. Невозможно получить этим способом крупногабаритные металлокерамические узлы.Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения металлокерамического узла, заключающийся в том, что П. Якимов и А. С, Шумовский металлическую обечайку нагревают, размещают,керамическую деталь в обечайке, расплавляют припой, который заполняет образуемый при нагреве зазор между керамической5 деталью и обечайкой, и охлаждают 12,Полученные этим способом металлокерамические узлы герметичны при избыточном гидравлическом давлении не выше 50 ати. Термостойкость таких металлокерамических уз 10 лов, определяемая сохранением герметичностипри нагревании, не выше 200 С.Целью изобретения является получениегерметичного соединения узла при внутреннемдиаметре обечайки, меньшем внешнего диа 15 метра керамической детали на 0,3 - 0,5 мм, иповышение термостойкости.Это достигается тем, что при изготовленииметаллокерамического узла с обхватывающимспаем путем нагревания обечайки с последу 20 ющим размещением в ней керамической детали, выдержкой при температуре нагреванияи охлаждения, на контактирующие поверхности обечайки и керамической детали предварительно наносят покрытие, например, мед 25 ное, толщиной соответственно 50 - 60 мкм и3 - 5 мкм, нагревание проводят до температуры 850 - 900 С, а охлаждение осуществляютс изотермической выдержкой при температуре 700 - 750 С в течение 10 - 15 мин,552322 Фор мула изобретения Составитель Н, Соколова Корректор А. Степанова Техред А. Овчинникова Редактор Т, Пилипенко Заказ 756/10 Изд.ЗЗЗ Тираж 769 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 П р и м е р 1. Наносят медное покрытиетолщиной 2 мкм на деталь из керамики УФ диаметром 60 мм.Изготавливают обечайку из стали Х 18 Н 10 Тс внутренним диаметром 52,7 мм и наносятгальваническое медное покрытие толщиной40 мкм на внутреннюю поверхность обечайки.Устанавливают детали соосно в вакуумнуюкамеру установки н нагревают до температуры 900 С. Нагрев при этой температуре ведутв течение 5 мин. Охлаждают детали до температуры 700 С, делают изотермическую выдержку при этой температуре в течение15 мин и охлаждают металлокерамическийузел до температуры 20 30 С.Полученный металлокерамический узелимеет следующие характеристики: герметичность под избыточным гидравлическим давлением до 250 ати; термостойкость (сохранениегерметичности при нагреве) 400 С; вакуумная плотность при нагреве до 450 С.П р и м е р 2. Наносят медное покрытиетолщиной 3 мкм на деталь из керамики 22 ХСдиаметром 100 мм. Изготавливают обечайкуиз стали 1 Х 1810 Т диаметром 99,5 мм и наносят гальваническое медное покрытие толщиной 60 мкм на внутреннюю поверхность обечайки.Устанавливают детали соосно в вакуумнуюкамеру становки и нагревают до температуры850 С. Нагрев при этой температуре ведут втечение 10 мин. Охлаждают детали до 700 С,делают изотермическую выдержку при этойтемпературе в течение 15 мин и охлаждаютдо температуры 20 - 30 С,Полученный мета ллокерамический узелимеет следующие характерстики: герметичность под избыточным гидравлическим давлением до 150 ати; термостойкость 300 С; вакуумная плотность при нагреве до 300 С,Металлокерамические узлы, изготовленныепо предложенному способу, имеют повышенную герметичность и термостойкость,Изготовленные предложенным способом ме таллокерамические узлы могут быть применены в изделиях судостроительной, электронной и электротехнической промышленности, к которым предъявляются повышенные требования по герметичности, термостойкости и ваку умной плотности. 15 Способ изготовления металлокерамическогоузла с обхватывающим спаем путем нагревания обечайки с последующим размещением вней керамической детали, выдержкой при температуре нагревания и охлаждения, о т л и 20 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получениягерметичного соединения при внутреннем диаметре обечайки, меньшем внешнего диаметракерамической детали на 0,3 - 0,5 мм, и повышения термостойкости, на контактирующие25 поверхности обечайки и керамической деталипредварительно наносят покрытие, например,медное, толщиной соответственно 50 - 60 мкми 3 - 5 мкм, нагревание проводят до температуры 850 - 900 С, а охлаждение осуществля 30 ют с изотермнческой выдержкой при температуре 700 - 750 С в течение 10 - 15 мин.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Метелкин И. И, и Павлова М. А, Термо35 компрессионная сварка керамики с металлом. - Электронная техника, серия 1, Электроника СВЧ, 1972, вып. 5, с, 17.2. Вакуумноплотная керамика и ее спаи сметаллом. В. Н. Батыгин и др. Энергия,40 1973, с. 220 - 221,