Способ соединения оптических деталей

СОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ПИСА БР ОРСКОМ ДЕТЕПЬСТ оп= стоикост а узок учен торское бюр исследовани талличе етал и А.Н,Белоку- вводится прослойк з многокомпоненржа его л тного состава, соде плавкий сплав и пор верждение со п шок металла, о оводится термо ство СССР/04 р 28.07.88,става ри те телС атуре, равнои сплава, но н работк мперат плавлени(54) СПОСОБ СО ЛЕТАЛЕР (57) Изобретен ческому прибор использовано в назначения. П нение сптическ ЕДИНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИ превыша ры эксп ся комп я к оптиможет бить пециального ния - сохра истик оптиие относитостроению ратуре о соединен приборахель изобретих характе ове эинител И"обретение относится к оптичес 1ому прчборостроению и может бытьспользовано в приборах специального назначения. Пель изобретени сохранение оптик оптической борки оптическоарактери ическихетали в роцессе овышени стойкости к воз го узпа, действию механических нагрузок, ионииным лзлучени яют следующим наци ирующих и Способ,.нные оптическиг. характериводи гся прослойка из много еской коиормироики,мпоненГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкститута космическихАН СССР(56) Авторское свидМ 1511230, кл, С ОЗ 2 В 7/20, С 03 С 27/04 ческои детали в процессетического узла, повышениек воздействию механическиионизирующим и радиационнниям. Между соединяемымикой оправой и оптической ем максимальнои температуатации узла, в сплав вводятенты, образующие при темпе- работки интерметаллические я с металлом порошка. На ос соединений формируется соеый шов,тного состава, содержащего легкоплавкий сплав и порошок металла. Приэтом сборка пакета и отверждение состава термообработкой выполняются притемпературе, равной температуре плавления сплава,но не превышающей максимальной температуры эксплуатацииузла. Применяется легкоплавкий сплав,1с коэффициентом объемного расширения при кристаллизации, близким к нулю. В сплав вводятся компоненты,обраэукиЧие при температуре термооб- Зработки интерметаллические соединенияс металлом порошка и твердые растворыдруг с другом, Порошок металла применяют сферической формы. Состав наносится слоем толщиной, по меньшеймере в дна раза превышающей максималь- ный размер частиц порошка металла,Применяют легкоплавкий сплав на основе системы Вх-РЬп-Зп-Со-Са в частности, сплав, содержащий компоненты. в следующем соотношении,мас.7.:Вх 38,4-42,4РЬ 19,0-21,01 п 18,9-20,9 10Бп 10,1-12,1Сй 5,3-6,3Са 2,3-3,3Сплав обладает коэффициентом объемного расширения при плавлении 15 (кристаллизации), близким к нулю, и температурой плавления 39,7-405,СйВ сплав вводят порошок металла (из меди или медно-оловянного сплава) в количестве 20-55 мас.Х при чем применяют; порошок с частицами сферической формы.После тщательного перемешивания полученный состав наносят при температуре, превышающей температуру 25 плавления легкоплавкого сплава, на поверхность соединяемых деталей. Детали Фиксируют друг относительно друга и полученный пакет оптическая деталь, - промежуточная прослойка - оправа (подложка) подвергают термообработке.Для лучшего заполнения микронеровностей сопрягаемых поверхностей могут применятся низкочастотные (1- 50 Гц) или ультразвуковые колебания при нанесении многокомпонентного сос"тана.В процессе термообработки состава вследствие диффузии компонентов легкоплавкого сплава в зерна порошка и в материал соединяемых деталей, образуются интерметаллические фазы типа Сц 1 п, Сц СЙ, температура плавления которых составляет 826 и 549 С.оНа основе этих соединений формируется каркас соединительного шва. В процессе термообработки, происходит затвердевание материала промежуточной прослойки, причем формируется определенная микроструктура этой прослойки, характеризующаяся наличием равномерно распределенных в объеме прослойки микронеоднородностей из тугоплавких интерметаллических частиц, остатков непрореагированших частиц55 порошка металла, микропор. Промежутки между этими неоднородностями заполнены менее термостойкими и более пластичными твердыми растворами, образованными компонентами сплава, например, твердыми растворами системы РЬ-Яп,При применении порошка металла с . частицами сферической Формы интерметаллические частицы, группирующиеся вокруг частиц порошка, образуют также скопления сферической Формы, причем создается прослойка, н которой максимальный размер микронеоднородностей значительно меньше, чем толщина самого промежуточного слоя, так как состав из легкоплавкого сплава и порошка металла наносится слоем толщиной, по меньшей: мере в 2 раза превышающей максимальный размер частицпорошка металла,Применение легкоплавкого сплава скоэффициентом объемного расширения приплавлении, близким к нулю. и низкаятемпература всех технологических операций предлагаемого процесса (не превышающая максимальной температуры эксплуатации оптического узла) позволяют уже при изготовлении узла создатьплавный переход от оптической деталик металлической, обладающий низкимуровнем внутренних напряжений,П р и м е р. Изготовление стеклометаллических зеркал, состоящих чзстеклянной оптической детали, на оптической поверхности которой сйормиронано зеркальное покрытие, и подложки. Комплект зеркальной оптики включает пять типоразмеров, Внеосеныеэллиптические зеркала имеют также эллиптическую боковую поверхность сооскосами под углом.15 на большей оси,с размерами большой оси 8,5-15 мм,а малой оси 7,5-15 мм. Эллиптическоекольцевое зеркало имеет внешний диаметр 27 мм, внутренний 16 мм, а сйерическое кольцевое 40 и 26 мм соотнетственно, После нанесения многокомпонентного состава из легкопланкого сплава и порошка металла оптическую деталь устанавливают на оправку, юстируют, и собранный пакет помещают в приспособление, обеспечивающее фиксацию деталей в отюстированном положении. Производят термообработку соединительного шва для отверждения и Йормирования микроструктуры материала прослойки.Применяют состав, содержащий 45 мас,Е порошка меди и 55 мас.Х легкоплавкого сплава системы Вд-РЬ 1 п-Яп-Сд-Га, содержащий компонентыФормула иэобоетения Составитель С,Орешин Редактор И,Дербак Техред Л.Олийнык Корректор В,ГирнякЗаказ 46 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород., ул. Гагарина, 101 51 б 1 в указанном количестве и имеющий температуру плавления не более 40,5 С, Порошок меди применяют с частицами сферической формы и размерами не бо- лее 50 мкм. Этот состав наносят на поверхность соединяемых деталей толщиной 0,-0,3 мм. Термообработку проводят при 100 ОС в течение 80 ч,Затвердение припоя происходит за счет дифАузионных процессов, приводящих к образованию интерметаллических соединений между элементами жидкой Аазы припоя, наполнителем и материалом соединяемых деталей, Интерметаллиды припоя образуют каркас шва, который надежно сцепляется с поверхностью луженных металлических деталей за счет образования диААузионных зон, состоящих из твердых растворов и ряда химических соединений.Хорошая адгезия ДТП со стеклянной деталью обеспечивается низким коэфАициентом поверхностного натяжения легкоплавкой составляющей припоя, что приводит к высокой смачиваемости паяемой поверхности зеркала, Применение ультразвука способствует заполнению микронеровностей матевированной стороны стекла, В итоге каркас шва надежно сцепляется с оптической деталью. Температура плавления образованных в шве интерметаллидов 92186550-830 ОС, поэтому соединительный шов,прошедший термообработку, сохраняетсвои прочностные характеристики до500 С. Способ соединения оптических деталей, заключающийся в сборке пакетаоптическая деталь - промежуточныйслой - металлическая деталь и последующей его термообработке, причемпромежуточный слой выполнен из ме 15 таллического композиционного материала, содержащего легкоплавкий сплавс коэААициентом объемного расширенияпри плавлении, близким к нулю, и порошок металла, образующие при тем 20 пературе термообработки интерметаллические соединения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сохранения оптических характеристик оптических деталей в процессе сборки оп 25 тического узла и повышения стойкостик воздействию механических нагрузок,ионизирующим и радиационным излучением, в промежуточном слое используется порошок металла,. соединяющегочастицы сАерической Аормы, а толщина слоя превышает максимальный размер частиц порошка металла по мень-шей мере в два раза,