Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 573
Скачиваний: 2
,оэ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2-9 |
|
tb o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химический состав меди различных марок по техническим условиям |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Содержание примесей, массовая концентрация, %\ |
|
|
|
|||||
Марка меди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
p |
Всего |
|
|
|
|
Си |
о |
Bi |
Sb |
As |
Fe |
Ni |
Pb |
Sn |
Zn |
|||
|
|
|
примесей |
||||||||||||
МО |
|
|
99,95 |
0,02 |
0,002 |
0,002 0,002 0,005 0,002 0,005 |
0,002 |
0,005 |
0,005 |
— |
0,05 |
||||
M l |
|
|
99,90 |
0,08 |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,005 |
Q.002 |
0,005 |
0,002 |
0,005 |
0,005 |
— |
0,1 |
М 2 |
|
|
99,7 |
0,1 |
0,002 |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
0,2 |
0,01 |
0,05 |
— |
0,01 |
— |
0,3 |
М3 |
|
|
99,5 |
0,1 |
0,003 |
0,05 |
0,05 |
0.05 |
0,2 |
0,05 |
0,05 |
— |
0,01 |
— |
0,5 |
МБ, сорт |
А по ЦМТУ |
99,97 |
— |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,005 |
0,002 |
0,005 |
0,002 |
0,003 |
0,005 |
0,003 |
— |
|
3302-53, |
3303-53 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3304-53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МБ, сорт |
Б по ЦМТУ |
99,95 |
— |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,005 |
0,002 |
0,005 |
0,002 |
0,003 |
0,005 |
0,003 |
|
|
3302,53, |
3303-53 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3304-53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Медь вакуумная по |
|
99,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
ЦМТУ 3205-52 и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3206-52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2-10 |
|
Основные физические и механические свойства |
технической |
||||||||
меди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
|
|
Показатель |
Примечание |
|||||
Температура |
плавления, °С . |
. . |
1 083 |
|
_ |
||||
Температура |
кипения, |
°С . . . |
. |
2 360 |
|
— |
|||
Плотность при 20 °С, |
г/см3 . |
. . |
8,94 |
|
— |
||||
Температурный |
коэффициент |
ли |
|
|
|
||||
нейного расширения, |
1/°С, |
в |
|
|
|
||||
пределах температур, °С: |
|
16,4-10-0 |
|
— |
|||||
0—1 0 0 ....................................... |
|
|
|
|
|
|
|
||
25-300 ....................................... |
|
|
|
|
|
|
17,7-10-° |
|
— |
0—600 ....................................... |
|
|
|
|
|
|
18,6-10-° |
|
— |
0—800 ....................................... |
|
теплопроводности, |
19,3-10-0 |
|
-— |
||||
Коэффициент |
|
0,923 |
|
— |
|||||
кал/(см-сек-° С ) ....................... |
|
|
|
Литье |
|||||
Линейная усадка, % |
................... |
|
|
2,1 |
в кокиль |
||||
Удельное электрическое сопротнв- |
0,01748 |
По ГОСТ 1535-42 |
|||||||
ление при 20 °С, |
ом-мм2/м |
. . |
|||||||
Коэффициент |
|
трения |
по |
осевой |
|
|
|
||
стали: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со смазкой веретенным мае- |
0,011 |
|
— |
||||||
лом № 2 ............................... |
|
|
|
|
|
||||
без см азк и ............................... |
кге/мм- . |
. . |
0,43 |
|
— |
||||
Предел прочности, |
92—24 |
Мягкая |
|||||||
Предел прочности, |
кге/мм2 . |
. . |
45 |
Твердая |
|||||
Относительное |
удлинение, |
% |
. . |
50 |
Мягкая |
||||
Относительное |
удлинение, |
% |
. . |
6 |
Твердая |
||||
Твердость по Бринеллю................ |
|
|
45 |
Мягкая |
|||||
Твердость по Бринеллю................ |
|
|
120 |
Твердая |
|||||
Предел ползучести, кге/мм-: |
|
7 |
|
— |
|||||
при 20 °С |
............................... |
|
|
|
|
|
|||
при 400 ° С ............................... |
|
|
|
|
1,4 |
|
— |
Водород при высоких температурах сравнительно легко проникает в толщу меди и восстанавливает закись меди, образуя водяные пары:
С1Л2О-f-Н2= 2Си Н2О.
При этом создаются микроскопические области огромных давлений, так как водяные пары имеют малую ■скорость диффузии, что приводит к образованию мель чайших трещин в металле («водородная болезнь») и вызывает его хрупкость. На рис. 2-2 показана микро структура (200-1фатное увеличение) бескислородной ме
ди (а) и обычной электролитической меди (б) после их
3—308 |
33 |
держивать четыре перегиба, а бескислородная медь мар ки МБ — десять перегибов (одним перегибом считается сгибание на 90° от прямого положения и обратно до прямого).
Однако самая лучшая бескислородная медь может быть испорчена и насыщена кислородом при небрежной ее обработке в процессе изготовления деталей, напри мер при ковке, отжиге, травлении. Скорость насыщения меди кислородом быстро возрастает с повышением тем пературы. Так, если время проникания кислорода в медь
на |
глубину |
0,5 мм |
при |
|
|||||
600 °С |
составляет |
|
сотни |
|
|||||
часов, |
то при |
700 °С оно |
|
||||||
составит |
уже |
160 мин, |
а |
|
|||||
при |
800 °С |
всего |
|
лишь |
|
||||
15 мин [Л. 78]. Соответ |
|
||||||||
ственно |
весьма |
различ |
|
||||||
ным |
может |
быть и газо- |
|
||||||
выделение |
в |
вакууме |
из |
|
|||||
деталей, |
изготовленных из |
|
|||||||
меди. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механические свойства |
|
||||||||
прокатной меди неодина |
|
||||||||
ковы для ее отожженного |
Рис. 2-3. Схема испытания меди |
||||||||
и неотожжеиного |
состоя |
методом перегиба. |
|||||||
ний, |
так |
как |
медь |
очень |
1 — испытуемый образец (полоска, |
||||
легко |
принимает |
наклеп |
проволока); 2 — зажим. |
||||||
(нагартовывается) |
|
|
не |
|
только при обработке давлением, но и при других видах механической обработки, что характеризуется следую щими цифрами:
Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2: |
20—25 |
|
отожженная...................................................... |
|
|
нагарто ванная.................................................. |
|
40—49 |
Относительное удлинение, %: |
50—30 |
|
отожженная................ |
• .................................. |
|
нагарто ванная.................................................. |
|
6—2 |
Твердость по Бринеллю: |
|
35—40 |
отож ж ен н ая ................................................... |
|
|
нагарто ванная....................................... |
... |
80—120_^ |
Медь хорошо отжигается при нагреве до 650—700 °С |
||
с охлаждением в воде |
или на воздухе |
(обдуванием), |
порог же рекристаллизации нагартоваииой меди лежит между 250 и 300 °С, вследствие чего нагрев до 450 °С
3* |
35 |
даже с 'Медлен'Ньим охлаждением в 'некоторой -степени
снимает наклеп.
Предел ползучести меди при 20 °С составляет
7 кгс/мм2, при 200 °С — 5 кгс/мм2, а при 400°С снижает ся до 1,4 кгс/мм2 [Л. 9].
Благодаря наивысшей (среди конструкционных ме таллов) теплопроводности медь широко применяется в охлаждаемых устройствах, но вследствие этого свой ства вакуумно-герметичная сварка ее значительно за труднена, равно как и пайка твердыми припоями круп ных медных узлов. Высокая пластичность отожженной меди позволяет с успехом использовать ее для изготов ления уплотнителей прогреваемых высоковакуумных разъемиых соединений.
Медь легко амальгамируется ртутью, и в высокова куумных ртутных установках применение меди ограни чивается защищенными от паров ртути уплотнителями.
Обращаем внимание читателей на очень близкие значения температурного коэффициента линейного рас
ширения меди |
и |
стали |
Х18Н10Т [16,4—19,3 X |
XI О-6 мм/(мм-°С) |
п |
16,00—20 |
• 10-в мм/(мм-°С) соот |
ветственно], что позволяет не только паять их друг с дру гом твердыми припоями, но иногда и сваривать газоду говой сваркой.
Латунь марки Л62, ГОСТ 1019-47 (60,5—63,5% Си, 36,0—39% Zn, примесей не более 0,5%) пли латунь мар
ки ЛС59-1, ГОСТ |
1019-47 (57,0—60,0% |
Си, 0,8—1,9% |
|
РЬ, примесей не более 0,75%, |
остальное — цинк). При |
||
менение латуни в |
вакуумной |
технике |
ограничивается |
изготовлением мелких деталей, не подвергающихся на греву. При нагреве в вакууме цинк из латуни начинает испаряться, загрязняя систему и постепенно превращая латунь в пористый металл.
Бронза рекомендуется из числа сортов, не содержа щих цинка. Для вакуумных деталей, пружин, электро контактов, -шестерен хороша -бериллиевая бронза марки БрБ2 ГОСТ 493-54 (2,0—2,3% Be, 0,25 А1, 0,15% Si, 0,50% Ni, 0,4% Fe, остальное — медь). Для подшипнико вых втулок применяется также алюминиевая бронза марки БрА5 ГОСТ 493-54 (4,0—6,0% А1), содержащая цинк только как примесь.
Хромистая бронза в ряде случаев может служить за менителем меди, особенно в сварных вакуумно-гермети ческих конструкциях, так как сваривается хромистая
36
бронза легче и соединения |
образует более |
надежные, |
|
чем чистая |
медь. Однако |
теплопроводность |
и электро |
проводность |
хромистой бронзы на 15—20% |
ниже, чем |
у чистой меди.
Хромистая бронза марки Бр. Х08 содержит не менее 99,0% меди, 0,5—0,8% хрома и менее 0,2% разных при месей (МРТУ-3-103-63) и выпускается в виде листа и проволоки. Бронза этой марки, а также бронза с содер жанием хрома до 1,2 % применяется как присадочный металл при вакуумной сварке меди. Для этих же целей иногда применяется бронза БрКМцЗ-1 (кремнемарган цевая), ГОСТ 493-54, а в последнее время более ши роко применяются сплавы № 5 и 204. Сплав № 5 в виде проволоки содержит до 0,6% никеля и 0,04—0,09% цир кония, остальное — медь. В виде листа сплав № 5 содер жит не менее 98,8% меди, 0,5—0,7% никеля и 0,15— 0,3% циркония. В таком виде этот сплав, как и хроми
стая бронза, |
в |
ряде высоковакуумных |
конструкций |
|||
с успехом |
заменяет медь, так как сваривается |
он |
луч |
|||
ше меди, |
а |
его |
физические свойства |
очень |
близки |
|
к меди. |
№ 204, |
выпускаемый в виде |
проволоки |
по |
||
Сплав |
ТУ ЦМО-ОЗ № 50-64, является, пожалуй, лучшим приса дочным металлом для аргоно-дуговой и гплнево-дуго- вой сварки меди.
Широко применяемый в электровакуумных приборах
чистый никель |
находит |
сравнительно малое применение |
|
в вакуумной |
технике, |
за |
исключением изготовления |
гальванических покрытий и тепловых экранов. |
|||
Однако чистый никель |
обладает ценным свойством |
давать надежные вакуумные спаи как со сталью и медыо, так и с алюминием, вследствие чего из никеля можно делать переходные детали для особо сложных паяных узлов.
Никель марки НО, ГОСТ 492-52, содержит никеля 99,6%, кобальта не более 0,2% и остальных примесей (Fe, Si, С, S и Си) в сумме не более 0,2%.
Сплавы никеля: алюмель (марка НМцАК-2-2-1), хро мель (НХ9,5), копель (НМ56,5), ферронихром (Х15Н60), нихром (Х20Н80), константан (МНМц40-1,5)— приме няются в виде проволоки для изготовления термопар,
анихром также и для изготовления нагревателей. Алюминий и его сплавы за последнее время приоб
ретают в вакуумной технике все большее значение. Ли-
37