Способ диффузионной сварки керамики

О П И С А Н И Е 1592546ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 22.02.7 Государственнын иом вета Министрав(088.8) по делам изобретении н открытий(72) Авторы изобретения И, Беляев, И, И. Мосичев, А. Г,и Г, М. Леонов бак 71) Заявител 54) СПОСОБ ДИффУЗИОННОЙ СВАРКИ КЕРАМИК стному способу может при высоких темперачноИзобретение относится к ооласти технологии машиностроения, а именно к получению неразъемных соединений сваркой давлением.Известен способ диффузионной сварки керамических изделий, при котором на свариваемых поверхностях предварительно получают слой материала с высокой адгезией ккерамике 11.Соединение по извебыть получено толькоту,рах.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ диффузионнойсварки керамики преимущественно алюмооксидной, при котором на свариваемые поверхности предварительно наносят материал,имеющий высокую адгезию к керамике, азатем материал с низкой темлературой плавления 12). Соединения, полученные такимспособом, имеют невысокую прочность.Цель изобретения - повышение прости сварного соединения,Для этого в качестве первого материалаиспользуют хром, а второго - серебро.Использование хрома или марганца в качестве материала первого подслоя определяется их достаточно высокой, по сравнениюс другими материалами, адгезией к алюмооксидной керамике, что объясняется взаимодействием окислов хрома и марганца с окисью алюминия, а для марганца, кроме того, взаимодействием с окисью алюминия с образованием шпинели.Это Взаимодействие идет при температурах 1300 в 14 С, и при температурах сварки (450 в б С) его скорость очень мала.Элементом, активирующим это взаимодейст вие, а также взаимное растворение окисловхрома и марганца и окиси алюминия, может являться прикладываемое сварочное усилие.Как показывают эксперименты, использование хрома и марганца равноценно.15 Материал второго подслоя - медь илисеребро служит для схватывания,и образования диффузионного соединения.Серебро позволяет снизить температурусварки на 60 - 80 С по сравнению с исполь зованием меди с сохранением той же величины прочности.Пример осуществления способа.Детали из алюмооксидной керамики после тщательной очистки от механических, 25 органических и неорганических загрязненийзакрепляют в подколпачном устройстве установки вакуумного напыления типа УВНМнад,испарителем, на котором помещена навеска хрома или марганца, КаЗ 0 меру вакуумируют до давления 10 -10 - зтор,Редактор О. Торгашева Корректор В. Гутман Подписное Заказ 971/28 Изд. М 195 Тираж 1207 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тнп. Харьк. фил. пред, Патент после чего производят прогрев деталей при температуре 300 в 3 С в течение 30 - 40 мин для очистки соединяемых поверхностей и увеличения адгезии напыляемых материалов к соединяемым деталям.После прогрева производят напыление хрома или марганца на соединяемые поверхности (толщина покрытия 0,05 - 0,1 мк). После этого вращением привода производят перемещение деталей к испарителю, на,котором помещена навеска меди или серебра.После напыления слоя меди или серебра толщиной 2 - 3 мкм детали охлаждают и извлекают из камеры напылительной установки. При использовании в качестве материала первого подслоя марганца, напыление произзодят с одного испарителя, учитывая, что марганец имеет величину упругости паров на 2 - 3 порядка ниже, чем медь и серебро, и плавное повышение температуры испарителя обеспечивает полное испарение навески марганца, после чего начинает испаряться медь или серебро.Далее детали помещают в установку для диффузионной сварки типа СДВУ.При достижении в сварочной камере вакуума 10- - 10-"тор производят подъем температуры.При температуре 250 - 300 С к деталям прикладывают сжимающее усилие порядка 0,8 - 2 кгlмм.Далее увеличивают температуру до 450 - 600 С и выдерживают при этой температуре 10 - 15 мин,После изотермической выдержки детали медленно охлаждают до температуры 200 -250 С, затем выключают нагревающее устройство и охлажда до 40 - 50 С, снимаютсжимающее усилие,1 извлекают детали изсварочной камеры,Предлагаемый способ диффузионной сварки керамики опробован в лабораторныхусловиях,Прочность сварных соединений керамических деталей, соединенных предлагаемым10 способом, достигает 60 - 80/о от прочностиосновного материала.Технический эффект от изобретения заключается в снижении температуры сваркии повышении прочности и работоспособности15 соединения. Формула изобретения Способ диффузионной сварки керамики,20 преимущественно алюмооксидной, при котором на свариваемые поверхности предварительно наносят материал, имеющий высокуюадгезию к керамике, а на него - материалс низкой температурой плавления, о тл и 25 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочности соединения в качестве первого материала используют хром, а второгосеребро,Источники информации, принятые во вни 80 мание при экспертизе:1. Казаков Н. Ф. Диффузионная сваркав вакууме, М., 1968, с, 268 - 269.2, Пузырев Э. И. Сварка металлов с алюмооксидной керамикой, не содержащей стек 85 лофазы, журнал Электронная техника, серия 11, 1972, выпуск 10, с, 89 - 98.