Совершенствование процесса диффузионного соединения в вакууме биметаллических крупногабаритных узлов электровакуумных приборов

• Автор: Мазанов, Юрий Всеволодович
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 207 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Состояние вопросов технологии производства, схем и оборудования для изготовления биметаллических узлов в твердом состоянии.

Описание объектов исследований

Биметаллические аноды коллекторы электровакуумных и газоразрядных приборов

Перфорированные слоистые конструкции ПСК

Обоснование необходимости корректировки параметров режима ДС биметаллических узлов

Выбор способа нагрева при ДС биметаллических изделий Основные технологические процессы изготовления биметаллических узлов.

Способы соединения разнородных металлов в твердом состоянии

Соединение металлических материалов пайкой твердыми припоями

Пайка меди и ее сплавов

Пайка нержавеющих и жаропрочных сталей
айка молибдена
Технологические процессы диффузионного соединения при изготовлении узлов из меди и молибдена
Технологические процессы диффузионного соединения при изготовлении узлов из нержавеющих сталей Дополнительные интенсифицирующие факторы процесса
диффузионного соединения
Использование вибрационных ультразвуковых колебаний
Ударное приложение давления
Использование электрических и магнитных полей
Низкотемпературная диффузионная сварка электрическим
взрывом проводников
Теоретическое и экспериментальное обоснование интенсификации процессов взаимодействия
взаимнонерастворимых металлов при циклическом приложении давления в вакууме
Анализ механизма диффузионного соединения металлов Обоснование интенсификации процессов соединения металлов по большой площади контакта при циклическом приложении давления
Разработка расчетных моделей для определения активации поверхности меди, никеля и молибдена
Разработка моделей для расчета прочности, деформации и прогнозирования качества диффузионных соединений на основе методов математического планирования экспериментов Регрессионная модель прочности образцов Регрессионная модель деформации образцов Выводы
Методика экспериментальных исследований, оборудование, технологическая оснастка Методика исследований
Обоснование схемы вакуумнотермической обработки
биметаллических узлов
Испытания на механическую прочность образцов медномолибденовых анодов
Методика определения равномерности деформации образцов при
Методика определения прочности соединений, полученных ДС Методика металлографического анализа медномолибденовых анодов
Экспериментальное оборудование
Описание экспериментального оборудования для ДС ПСК и медномолибденовых анодов при индукционном способе нагрева Описание экспериментального оборудования для ДС ПСК и медномолибденовых анодов при радиационном способе нагрева Описание технологической оснастки Выводы
Экспериментальные исследования ДС биметаллических узлов электровакуумных приборов
Повышение качества медномолибденовых анодов МГЛ при сборке ДС в вакууме
Технологический процесс изготовления анодов МГЛ ДС в вакууме
Расчет температурных нолей в технологической оснастке для диффузионного соединения крупногабаритных биметаллических медномолибденовых узлов электровакуумных приборов Повышение качества ПСК при сборке диффузионной сваркой в вакууме
Технологический процесс изготовления ПСК диффузионной
сваркой в вакууме
Изготовление опытной партии образцов ПСК различных типов Результаты металлографического анализа медномолибденовых анодов Выводы
Практическое внедрение результатов работы
Внедрение в производство установки диффузионной сварки
СП.6 с радиационным нагревом
Разработка рекомендаций к проектированию установки диффузионной сварки ДСВ
Применение диффузионного соединения для изготовления узлов
электровакуумных приборов в производственных условиях
Рекомендации по конструированию и расчет на механическую
прочность технологической оснастки
Заключение
Список литературы


Повышается стойкость анодов при электронноионной бомбардировке и перегревах за счет исключения отслоения молибденового покрытия, повышается процент выхода годных изделий. Применение самоустанавливающейся технологической оснастки обеспечивает равномерную деформацию образцов по всей контактирующей площади. Регрессионные модели прочности и деформации образцов позволяют оценить точность экспериментальных результатов и прогнозировать выходные параметры узлов при заданных параметрах технологического процесса ДС температура, время, удельное давление сварки, вакуум. Разработана промышленная установка для диффузионной сварки СП. ФГУ НЛП Контакт обеспечило внедрение в промышленное производство технологии диффузионной сварки анодов с циклическим приложением усилия сварки. Внедрение приведенных в работе результатов дает возможность достичь высокого качества и эксплуатационной надежности биметаллических узлов мощных генераторных ламп, тиратронов, ПСК из меди, молибдена, нержавеющей стали. Результаты работы использованы промышленными предприятиями г. Саратова при производстве крупногабаритных биметаллических узлов электровакуумных и газоразрядных приборов. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА, СХЕМ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ УЗЛОВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ. Описание объектов исследований. Биметаллические аноды коллекторы электровакуумных и газоразрядных приборов. Аноды коллекторы мощных электровакуумных и газоразрядных приборов рис. Перед пайкой пластин молибдена с медью производится гальваническое никелирование молибденовых пластин, что облегчает процесс пайки. Перевод процесса изготовления анодов на диффузионное соединение предусматривает никелирование пластин молибдена, так как наличие промежуточной прослойки никеля улучшает условия диффузионной сварки за счет сближения значений коэффициентов термического линейного расширения соединяемых металлов. Площадь пластин молибдена, присоединяемых к медным основаниям составляет 8. Для диффузионного соединения изделий с такой площадью контакта требуется усилие сварки порядка Н, тогда как серийные установки диффузионной сварки обеспечивают реальное усилие 8 4 Н. Для внедрения в производство технологии изготовления анодов из меди и молибдена диффузионной сваркой в вакууме на серийном оборудовании требуется корректировка параметров сварки. Опубликованные результаты диффузионной сварки меди и молибдена противоречивы. Наибольшая прочность соединений была получена при следующих параметрах режима сварки температура Т 0С, удельное давление сварки р . МПа, время сварки I . Рис. Заготовки б, в, г и общин вид мсдномолибденового анода
с
о. О.Ю. О
. Рис. V 2 Па. На поверхностях деталей из меди и молибдена имеются стойкие оксидные пленки, которые сублимируются при температурах выше С. Однако применение указанных параметров приводит к повышению деформации деталей образцов и технологической оснастки. Перфорированные слоистые конструкции ПСК. Получение ПСК Рис. Пайка ПСК затруднена, гак как при расплавлении припоя происходит частичное или полное заплавление лабиринтных каналов. Кроме того, при нагреве до температуры порядка С происходят структурные превращения в металле и на поверхности деталей из нержавеющей стали, затрудняющие процесс пайки. Поверхности деталей из нержавеющих сталей покрыты химически устойчивой оксидной пленкой, которая не удаляется флюсами, не сублимируется при нагреве и не смачивается большинством припоев. Восстановление оксидных пленок происходит при температурах выше иС в атмосфере водорода. Однако после длительного нагрева нержавеющих сталей при этих температурах материалы имеют склонность к межкристаллитной и точечной коррозии, что в дальнейшем снижает работоспособность изделий. При этих температурах также происходит распад аустенита и образование карбидов хрома по границам кристаллов. В результате содержание хрома в твердом растворе аустенита оказывается ниже процентов, что снижает жаропрочность сталей. Пайка изделий из нержавеющих сталей возможна в вакууме V 3 Па. Перечисленные недостатки не позволяют применить пайку в водороде и вакууме при изготовлении ПСК . Рис.