Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Обезгаживание деталей электронных ламп посредством вакуумного отжига. Кроме методов обезгаживания вакуумных материалов и деталей электронных ламп посредством отжига в водородной печи очень полезен, а часто просто необходим отжиг металлических деталей в вакууме, особенно при применении ниобия, титана, циркония и т. п. В вакууме можно отжигать и другие металлы, такие как нержавеющая сталь, вольфрам, молибден, никель, монель, сталь и т. д., а также некоторые неметаллические материалы, например керамику.
Вакуумная печь, пригодная для обезгаживания деталей электронных приборов, представлена на рис. 17. В вакуумной системе печи имеется охлаждаемая ловушка, в которой в качестве хладоагента можно использовать жидкий азот, фреон или холодную воду в зависимости от конкретных обстоятельств.
Во многих случаях при вакуумном отжиге можно обойтись без ионизационного манометра. Это следует делать при отжиге материалов, выделяющих при нагревании большое количество газа, что приводит к возникновению условий, при которых может перегореть нить накала ионизационного манометра. Применение чистого манометра Пеннинга (позволяет производить измерения вплоть до давлений порядка 10~7 мм рт. ст.
Этого вполне достаточно в большинстве обычных вакуумных операций отжига и высокотемпературной пайки. Внутри колпака печи, изготовленного из стекла пайрекс, устанавливается цилиндрический экран из стекла викор; при этом преследуются три основные цели: а) тепловая защита колпака; б) конденсация испаренного материала и, таким образом, предотвращение утечки высокочастотного поля непосредственно на колпак, а также для облегчения очистки печи после отжига; наконец, в) экран легче, чем колпак, заменить в случае аварии. Колпак точно пришлифовывают к водоохлаждаемой плите, поэтому для осуществления уплотнения требуется лишь небольшое количество вакуумной смазки (апьезон N). С другой стороны, вместо шлифованного соединения можно использовать прокладки из неопрена или силиконовой резины.
Деталь подвешивают в середине колпака, который перед началом каждой операции неооходимо очистить и заново (слегка) смазать. Для подвески деталей внутри колпака можно использовать танталовую или молибденовую проволоку. Для отжига небольших деталей — винтов, гаек, штабиков, — а также керамических изоляторов и других непроводящих .материалов применяют танталовый или молибденовый «стакан» или цилиндрический сосуд с двойной стенкой и неравномерно или зигзагообразно расположенными отверстиями, которые позволяют отводить выделившиеся газы. Кроме того, можно применять стаканы с одинарной стенкой.
Все детали, которые подвергают вакуумному отжигу, необходимо предварительно обезжирить и химически очистить; иными словами, отжиг должен быть последней операцией перед сборкой электронной лампы или прибора.
Вокруг колпака располагается катушка, соединенная с генератором высокой частоты, при этом деталь попадает в поле катушки. Следует иметь в виду, что чем теснее контакт, т. е. чем ближе катушка находится к детали, тем большая мощность передается детали и, следовательно, последняя нагревается сильнее.
Рис. 17. Схема установки для вакуумного отжига.
1 — вакуумный колпак; 2 — индуктор. 3 — экран из стекла викор; 4 — шлифованное основание; 5 — опорная плита; 6 — механическая ловушка; 7 — вентиль; 8—манометр Филипса (по мере необходимости); 9 — предохранительный вентиль, 10 — предохранительный клапан, 11 — вентиль, 12 — манометр Филипса; 13 — форвакуумный насос; 14 — амортизатор; 15 — водяное охлаждение; 16 — вентиль; 17 — охлаждаемая ловушка; 18 — металлический диффузионный насос; 19 — водяное охлаждение, 20 — вентиль; 21 — ионизационный манометр.
53
Если необходимо на внешнюю сторону колпака направить поток охлаждающего воздуха, то для этой цели можно поставить два или более вентиляторов.
Действие печи для вакуумного отжига. После того как деталь ^соответствующим образом подвешена внутри колпака (рис. 17)\ закрывают вентили 20 и 11, открывают вентили 16 и 7, а затем включают форвакуумный насос. Когда манометр Филипса (или вместо него термопарный манометр) показывает, что давление упало до
0,01 мм рт. ст. (1,33 н/м2) или ниже, включают водяное охлаждение и начинают прогревать диффузионный насос. После того как насос достигнет рабочей температуры (по крайней мере через 15 мин или более, в зависимости от характеристики используемого насоса), закрывают вентиль 7 и открывают вентиль 20, после чего давление начинает падать до более низких значений, которые дает диффузионный насос. Ионизационный манометр можно включать после того, как манометр Филипса покажет, что давление находится в допустимых пределах.
Таким образом, откачка продолжается до тех пор, пока давление не достигнет примерно (1—2) • 10-5 мм рт. ст., (1,33—2,56) • 10~5 я/ж2; затем включают генератор высокой частоты и на рабочую катушку подают небольшую мощность. Эту мощность следует осторожно увеличивать, начиная от минимально возможного значения, поскольку деталь может выделить обильное количество газа даже при небольшом увеличении температуры. При этом может выделиться так много газа, что насос будет неспособен достаточно быстро удалить его, и внутри колпака может возникнуть яркий тлеющий разряд Этого не следует допускать, поэтому разряд прекращают, выключая генератор или понижая мощность на выходе; до тех пор, пока давление не упадет, мощность не следует снова прикладывать или увеличивать.
