Способ соединения медных и железных пластин

:. ргъч п; ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 3940399/24-07 9.07.8523,08.87. Бал, осковский авиа ий институт им онный технолоК,Э,ЦиолковВ,В,Никрова,Ко осферных 153-15 ДНЫХ И ЖЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Берукштис Г. К., Кларкрозионная устойчивость металлметаллических покрытий в атусловиях, М,: Наука, 1971(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ МЕЛЕЗНЫХ ПЛАСТИН В(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизоляционной технике, Цель изобретения -улучшение качества соединения путем.повышения стабильности межлистовогоизоляционного слоя, Предлагаетсяспециальный состав изоляционногослоя, который наносят на одну иэ сторон пластин. Пластины затем подвергают диффузионной сварке при определенном давлении и температуре, Металлографические. исследования эоны соединения показали, что изоляционныйслой равномерно располагается повсей плоскости прилегания пластин,при этом трещины и непровары не обна-.руживаотся, 1 табл, 1 1332390 2жено,20 30 35 40 45 50 Изобретение относится к области изготовления приборов для определения коррозионной устойчивости метаплов и может быть применено в области защиты металлов от коррозии, например при изготовлении датчиков, работающих по принципу гальванической пары,Целью изобретения является улучшение качества соединения путем повышения стабильности свойств межлистово-,го изоляционного слоя и увеличенияего срока службы.Поставленная цель достигается тем,что в качестве изоляционного мате"риала используют стекло состава,мас,7.: РЪО 64-83; В Оэ 4-15; Еп 0 411,5; БО 0,1-2,0; А 10 з 0,1"4,0;СцО 0,5-2,5; В 1 0 1-4,0; М 0 0,12,0; МпО 0,1-0,5; БЬ Оз 0,1-3,0, которое в условиях диффузионной сварки,взаимодействуя с медью и железом,образует монолитное соединение пластин с надежной изоляцией между ними,П р и м е р 1, Пластины из медии железа штампуют по чертежу, снимают заусенцы с торцов и вокруг отверстий, Затем их обеэжиривают и термооксидируют, Медные пластины нагревают в вакуумной камере до 1000 К,выдерживают в течение 20 мин, отключают нагреватель, охлаждают вместе спечью до температуры 650 К и напускают воздух в камеру, после охлаждения до комнатной температуры извлекают из камеры окисленные образцы,На поверхности пластин формируетсяоксидная пленка эакиси меди, равномерно расположенная по всей плоскостиобладающая хорошим сцеплением с металлом,Железные пластины вносят в му 1фельную печь, разогретую до 100 Квыдерживают при этой температуре втечение 5 мин и вынимают из печи,На поверхности пластин образуетсяплотная пленка коричневого цвета, Наодну сторону медных пластин наносятслой стекла состава, мас,Е РЬО 74,5;В 0 14,0; Б 10 2,0; ЕпО 5,0; 3101 БЬО ОфНа поверхность железных пластинс одной стороны наносят слой стеклатого же состава,В сварочном приспособлении пластины собирают в пакет таким образомчтобы слой стекла всегда находился сверху на пластине, на медную пластину кладут железную, затем медную иснова железную и тд. Собранный пакет помещают в сварочную камеру, создают вакуум, поднимают температуру в печи до 770 К, прикладывают сжимающую нагрузку 5 МПа, выдерживают в течение 15 мин, снимают нагрузку,отключают нагреватель и после охлаждения до комнатной температуры извлекают готовое изделие из печи,Металлографические исследованиязоны соединения показали,.что изоляционный слой равномерно располагается по всей плоскости прилегания пластин, трещин и непроваров не обнару. -Рентгеноспектральный анализ зонысоединения показал наличие атомовжелеза с одной стороны и атомов меди с другой стороны в переходных слояхстекло-металл на глубине порядка2 мкм при общей толщине слоя диэлектрика порядка 10 мкм,П р и м е р 2, Предварительная обработка деталей та же, что в примере1, Нагрев пакета производят до температуры 820 К, прикладывают сжимающуюнагрузку 5 МПа, выдерживают в течение 15 мин, охлаждают пакет и проводят металлографические и рентгеноспектральные исследования зоны соединения, которые показывают хорошеекачество сварки,П р и м е р 3, Предварительнаяобработка пластин та же, что в примере 1, Нагрев пакета производят дотемпературы 750 К, нагрузка и времявыдержки те же, что в примере 1, Металлографические исследования показывают, что в зоне соединения имеются непровары, связанные с тем, что,данная температура не обеспечиваетполного расплавления стекла и заполнения им микронеровностей металлов,В связи с выдавливанием нерасплавленного стекла по выступам поверхностимежду плоскостями присутствует недопустимый контакт и возникает короткое замыкание,П р и м е р 4, Предварительнаяобработка та же, что в примере Нагрев пакета осуществляют до температуры 840 К при давлении 5 МПа втечение 15 мин, Металлографическиеисследования показывают высокое качество сварки, Рентгеноспектральныйанализ показывает проникновение меди.5 10 15 20 25 30 35 40 и железа по всей толщине слоя диэлектрика, в связи с чем ухудшаются диэлектрические свойства стекла, Интенсивйая диффузия металлов при этойтемпературе отрицательно влияет насвойства изоляционного слоя,П р и м е р 5. Предварительнаяобработка та же, что в примере 1, Нагрев деталей производят до температуры 800 К с приложением сжимающей нагрузки 1 О МПа в течение 15 мин. Исследования показывают удовлетворительное качество соединения.П р и м е р 6, Предварительнаяобработка та же, что в примере 1. Нагрев деталей производят до температуры 800 К с приложением сжимающейнагрузки 4 МПа в течение 15 мин. Проведенные исследования показывают, чтоприложения такой нагрузки недостаточно для создания физического контакта по .всей плоскости прилеганияпластин,П р и м е р 7, Предварительная обработка та же, что в примере 1, Нагрев деталей производят до темпера туры 800 К с приложением сжимающейнагрузки 11 МПа В течение 15 мин, Приповьппении нагрузки наблюдается пластическое течение меди, которое ухудшает качество пакета,П р и м е р 8. Предварительная обработка та же, что в примере 1, Нагрев деталей производят до температуры 800 К с приложением сжимающейнагрузки 800 МПа в течение 5 мин.Металлографический анализ показываетналичие несплошностей в зоне соединения,П р и м е р 9, Предварительная обработка та же, что в примере 1. Нагрев деталей производят до температуры 800 К с приложением нагрузки 8 МПав течение 25 мин. Рентгеноспектраль-ный анализ показывает увеличение ширины переходных слоев и проникновение меди в слой стекла на большуюглубину, что нежелательно, так каксвойства диэлектрика ухудшаются,Для оценки качества датчика, полу.ченного способомдиффузионной сваркипроведены сравнительные испытания,Датчик, собранный по известномуспособу, может эксплуатироватьсятолько в атмосферных условиях (температура до 320 К).Датчик, полученный по предлагаемому способу, применим при температурах до 370 К и используется в условиях ускоренных коррозионных испытаний при повьппенных температурах ивлажности для измерения уровня влажности на производстве, например вгорячих цехах,Использование датчика, собранногопо,известному способу, в условиях.теплосмен, например при ускоренныхкоррозинных испытаниях, а также ватмосферных условиях при колебаниитемператур в диапазоне 273-303 К.(нагрев датчика на солнце и охлаждение в тени) приводит к отслаиваниюлака в результате его старения,На свойства датчика, полученногодиффузионной сваркой, теплосмены неоказывают существенного действия,Исследованиядолговечности соединения металл - диэлектрик при температуре 320 К и сдвиговом усилии ЗМПа(503 от сдвиговой прочности покрытиябакелитового лака на металле) показали, что в датчике, собранном поизвестному способу, расслоение пластин происходит после 100 ч непрерывной работы, Долговечность предлагаемого покрытия составляет не менее500 ч, Результаты испытаний приведены в таблице,Предлагаемое изобретение может быть использовано в любом другом приборе, где необходимо создание соединения металлов с надежной изоляцией между ними. Формула изобретения Способ соединения медных и железных пластин, например пакета датчика 45 для Определения продолжительности.смачивания металлических образцов,в атмосфере, включающий очистку поверхности медных и железных пластин, нанесение изоляционного слоя на пластины, соединение пластин в пакет, последовательно чередуя медные и железные, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества соединения путем повышения стабильности сВОЙстВ .межлистового изоляционного слоя, в качестве изоляционного слоя применяют стеклосостава: РЬО 64-833, .В О 4-153, 2 пО 4-1,57, 810 0,1-2 Х, А 1 хОз О 1 4 Ж СпО Оф 5-2,57, В О 11332390 Условия испытаний Известный Предлагаеспособ мый способ Рабочие температуры, К 320 370 Число теплосмендо нарушения изоляционных свойствпокрытия при температурах 273-303 К 250100 500 Составитель Б.Астапов Редактор Л,Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шекмар Заказ 3840/48 Тираж 697 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 43, МяО 0,1-2 Х, МпО 0,1-0,57, БЬ О з 0,1-3 Х, которое наносят на одну йз сторон медных и железных пластин, Долговечность соединения металлизолятор, 320 К,3 МПа, ч подвергают диффузионной сварке притемпературе 770-820 К, давлении 51 О МПа в течение 15-20 мин.