Способ изготовления керамических изделий

Способ изготовления керамических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

v с-., ;,,...,.

О Il И С А Н И- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапксткческкх

Республик (ii 791702 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 04.01.79 (21) 2707883/29-33 (5I ) М. Кл.

3 с присоединением заявки ¹

С 04 В 35/00

Гооударстееииый комитет (23) Приоритет по делам изооретеинй и открытий

Опубликовано 30, 12.80. Бюллетень № 48

Дата опубликования описанин 30. 12.80 (53) УДК 666.3. .037.5(088.8) А. С. Смирнов, Ю, А. Курдин, И. И. Поляков, В. Ф. Харченко, Л. И. Омельяненко, А. Я, Алексеева, и Н. И. Вертохвостова (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, Изобретение относится к способу изготовления керамических изделий и к получению соединений изделий из керамики ультразвуковой сваркой.

Известен способ диффузионной сварки обоженных керамических изделий, при котором на свариваемых поверхностях предварительно получают слой материала с высокой адгезией к керамике (1 .

Однако соединение по этому способу

10 может быть получено только при относительно высоких температурах и давлениях и характеризуется невысокой прочностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ полу15 чения изделий из окисной керамики 2, .

Такой способ включает отливку заготовок, предварительный обжиг заготовок до определенной их пористости при

1100-1500 С. После этого осуществляо ют диффузионную сварку с наложением статического давления, затем обжигают при т = 1700-1800 С до полного спекания изделий.

Способ имеет ряд существенных недостатков: сложность получения изделий заданного процента пористости и ее контроля; сложность или невозможность получения изделий миниатюрных и сложных конфигураций в связи с приложением к свариваемым заготовкам значительных давлений и температур длительность осуществления процесса во времени.

Гжелью изобретения является упрощение процесса изготовления изделий миниатюрных и сложной конфигурации.

11ель достигается тем, что в способе изготовления керамических иэделий, включающем отливку заготовок, сварку и обжиг, ультразвуковую сварку осуществляют при контактном усилии поверхностей отлт&ых заготовок 0,1-0,3 кг/с Р, причем амплитуда ультразвуковых колебаний составляет 1-5 мкм.

Способ позволяет получить иэделие из литых необожженных заготовок различных керамических материалов, включающих пластификатор, например, из М7, 22ХС, 791702

3 сапфирита и др., широко используемых в электронной и других отраслях промышленностии.

При перемещении нагретого инструмента — проволоки в месте контакта со свариввемыми заготовками происходит размягчение материала и формирование шва с той же структурой, что и в ссновном материале, которое возможно при наложении ультразвуковых колебаний на инстру- 16 мент — проволоку.

При осуществлении процесса свариваемые заготовки сближают по плошади контакта до плотного соприкосновения, усилие прижима минимально и не превышает

0,3 кг/см .

Упьтразвукоьую сварку осуществляют при локальном взаимодействии нагретого инструмента - проволоки с поверхностями контакта, и это практически не приводит к разогреву деталей, поэтому процесс осуществляют на воздухе. Благодаря минимальным усипиям прижима и отсутствию нагрева заготовок предлагаемый способ не имеет ограничений по получению миниатюрных изделий, а также изделий, сваренных из простых элементов. В атом случае отпадает необходимость в иэготовпении сложных питьевых, форм.

Способ получения керамических изделий опробован нв модернизированном макете установки ультразвуковой резки про волокой ОММ3.151.002. на образцах литых необожженных керамических заготовок из М7 и др.

Ультразвуковую сварку осуществляют на следующих заготовках: стержни диаметром 5 мм, длиной

100 мм и стержни диаметром 15 мм, длиной 24 мм;

49 трубки с внешним диаметром 13 мм, внутренним диаметром S мм и длиной

60 мм; копьца с внешним диаметром 30 мм, внутренним диаметром 24 мм и высотой

10 мм бруски сечением 12 к 18 мм и длиной

84 мм; изоляторы с внешним диаметром 50 мм, внутренним диаметром 28 мм и иэопято1 ры с внешним диаметром 40 мм внутренним диаметром 20 мм.

Ультразвуковую сварку осуществляют при следующих технологических режимах.

Инструмент - проволока нагревается до температуры размягчения ппвстификатора. Амплитуда колебаний инструмента

1-5 мкм. Скорость относительного перемещения 0,5-2 мм/сек. Усилие натяжения инструмента - проволоки 2-5 кгс.

Материал инструмента — проволоки — нихром, его диаметр 0,3-0,5 .мм. Усилие прижима деталей 0,1-0,3 кг/см . Мощность генератора ультразвуковых колебаний 100 Вт.

Сваренные отлитые заготовки подвергают обычной термообработке и испытывают нв механическую прочность, вакуумную плотность и определяют микроструктуру материала в области сварного шва. Микроструктурв в области сварного шва при увеличении Х 500 не отличается от основного материала. Механическая прочность шва составляет 70-90% от прочности материала, а шов обладает вакуумной плотностью.

Преимушества предлагаемого способа заключаются в следующем: упрощается режим промежуточного обжига, так квк отпадает необходимость получения требуемой пористости заготовок; появляется возможность получения иэделий миниатюрных и сложных конфигураций.

Формула изобретения

Способ изготовления керамических изделий, включающий отливку заготовок, сварку и обжиг,о т и и ч в ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления изделий миниатюрных и сложной конфигурации, ультразвуковую сварку осуществляют при контактном усилии поверхностей отлитых заготовок О, 10,3 кг/см, причем амплитуда ультразвуковых колебаний составляет .1-5 мкм.

Источники информации, принятые во знимание при экспертизе

1. Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка в вакууме, М., 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

N 315543, кп. В 23 К 19/00, 1970.:

ВНИИПИ Заказ 9379/21 Тираж 671 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4