Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Таким способом можно соединять различные материалы, включая и перечисленные выше. При определенных условиях вольфрам, молибден, хром и сплавы, содержащие алюминий, равно как различные керамические и другие неметаллические материалы, могут быть также успешно подвергнуты пайке.
Медь. Обычную электролитическую медь можно паять в водороде, однако ее нельзя использовать для вакуумных устройств после такой обработки, так как восстановление окислов, всегда присутствующих в ней, приводит к накоплению водяных па^ов в границах между зернами. Давление этих паров при нагреве стремится разрешить металл (т. е. приводит к водородной хрупкости). В тех случаях, когда жестко оговариваются плотность и пластичность материала, следует использовать бескислородную высокопроводящую медь (OFHC) или медь вакуумной плавки (см. стр. 222). Обычно в качестве припоя для пайки меди используется серебряно-медный сплав эвтектического состава '(72% серебра, 28% меди), который имеет определенную точку плавления (779 °С). Поскольку во время пайки этот сплав диффундирует в основной металл, то при этом будут образовываться сплавы различного состава с более высокой точкой плавления. Диаграмма равновесия системы серебро — медь, которую можно найти в любом руководстве по металлургии, иллюстрирует этот факт графически. Преимуществом, которое можно извлечь из этого эффекта, является то, что на одной детали можно одновременно провести пайку двух-трех различных швов.
Если первая операция проведена при температуре выше 779°С, значительная часть шва будет содержать количество меди, превышающее 28%, соответствующее ;оставу эвтектики. При этом температура плавления образовавшейся композиции будет весьма близка к температуре, при которой проводится пайка. Если затем вторая пайка проводится при температуре, заключенной между 779 °С и температурой первой пайки, то металл, заполнивший шов при первой пайке, останется нерасплавленным. При такой многократной пайке температуру следует весьма тщательно контролировать: чем больше число операций, тем тщательнее должен быть контроль температуры.
Медь можно также паять другими припоями в водородной печи. При этом должны выполняться два требования: припой не должен содержать легко летучих составляющих, таких как свинец, цинк и кадмий. Припои с такими летучими составляющими не должны использоваться при изготовлении внутренних и внешних деталей вакуумных установок и приборов, которые обезгаживаются нагревом свыше 150°С (см. латуни и бронзы, стр. 204). Второе требование заключается в том, что припой должен иметь температуру плавления существенно ниже температуры плавления меди. Этим требованиям отвечают уже упомянутый выше серебряно-медный сплав эвтектического состава, а также некоторые другие сплавы на основе меди и серебра: сплав золота с медью, содержащий 80% золота и 20% меди, плавящийся при 890 °С; эвтектический сшшв золота с никелем (82,5% золота; 17,5% никеля, температура плавления 950°С); чистое серебро, температура плавления 960°С и мед-чо-золотой сплав, 62,5% меди и 37,5% золота, температура плавления которого 1 040 °С. Имеется также несколько сплавов, содержащих индий, с более низкой температурой плавления (см. табл. 62 на стр. 281—285). Чистое золото может быть
30
использовано также в случае диффузионной шайки; детали, которые нужно соединить, должны быть тщательно обработаны и под давлением совмещены через прокладку из золота (фольга, проволока, осажденное электролитически покрытие). При этом золоте диффундирует в медь при условии, что детали выдержаны в водороде достаточно долго под давлением и при температуре ниже температуры плавления золота (достаточна температура 500 °С).
Медные детали можно также соединять, применяя покрытие серебром контактирующих поверхностей. В тех местах, где создан хороший контакт за счет давления или плотной механической посадки (с учетом допуска на толщину покрытия), будут иметь место те же процессы, что и в случае использования сплава серебро — медь эвтектического состава. Поверхность раздела серебро — медь в некоторых местах представляет тонкий слой, достигающий эвтектического состава еще до нагрева. Эти места будут плавиться в первую очередь, причем в жидкой фазе при 779 °С будет растворяться все больше и больше серебра и меди. Длительность этого процесса будет определяться количеством серебра, которое может обеспечить эвтектический состав. Повышение температуры и удлинение нагрева будет приводить к образованию сплава, состав которого отвечает более высокой температуре плавления, причем механизм процесса будет такой же, как и при образовании эвтектики
При разумном использовании серебряных покрытий с их помощью можно полечить высококачественные вакуумноплотные соединения. При необходимости \частки, покрытие серебром которых нежелательно, могут быть защищены от последнего с помощью специального лака (см. стр. 22). Участки, которые следует сохранить чистыми (растекание серебра по которым в процессе пайки нежелательно), необходимо покрыть окисью алюминия на связке из нитроклетчатки. Это тот же материал, который применяется для изолирующих покрытий вольфрамовых подогревателей электровакуумных приборов. При нагревании связка 'выгорает и не влияет на качество соединения; алунд может быть удален с поверхности детали после ее охлаждения, поскольку температура пайки не столь высока, чтобы вызвать спекание керамического материала.
