книги из ГПНТБ / Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры

фование керамики должно производиться при обильном поли­ ве зоны обработки охлаждающей водой.

Шлифование радиокерамических изделий периферией аб­ разивного круга рекомендуется производить на станках типа 371 с прямоугольным столом, совершающим возвратно-посту­ пательное движение. Обрабатываемые заготовки крепятся либо с помощью зажимов типа тисков, либо приклеиваются к металлическим плиткам, которые затем фиксируются на столе

Р и с . 3-49

станках моделей 3153-М и 312-М в целях устранения ряда дефектов обжига (овальности сечений, прогиба осей и т. д.). Затем следует шлифовка в размер на специальных бесцент­ ровочных круглошлифовальных станках. В случаях обработки изделий сложной конфигурации, бесцентровочные станки не применяются. Тогда .предварительная и финишная шлифовки производятся без изменения установки заготовок в планшай­ бах, патронах и центрах. Длинные изделия обрабатываются на станках, снабженных опорными люнетами, количество ко­

длины. Режим круглого шлифования в центрах мало отлича­ ется от плоского шлифования периферией абразивного круга.

Принцип работы бесцентровочного круглошлифовального станка иллюстрируется рис. 3-49 а, где шлифуемая заготов­ ка 1, опираясь на пластинку из твердого сплава — нож 2, ка­ сается двух вращающихся абразивных дисков — шлифующе-

го 3 и ведущего 4. Ведущий круг вращает заготовку, а шли­ фующий круг обрабатывает ее. Возможность обработки заго­ товок разного диаметра обеспечивается изменением расстоя­ ния между стационарной осью шлифдиска и регулируемым положением оси ведущего круга. Если обрабатываются заго­ товки, длина которых больше ширины абразивных кругов, то необходимо осуществить осевое перемещение заготовок — продольную подачу. Для этого ось ведущего круга поворачи­ вается в вертикальной плоскости на угол а —0,5-^-5°. Как видно из рис. 3-49 б, скорость осевого перемещения шлифуе­ мого изделия V зависит от угла поворота а и окружной ско­ рости ведущего круга V B

V = VB sin а

Гірк шлифовании длинных заготовок или непрерывного ряда коротких осей к станкам пристраиваются направляющие лотки 5, которые поддерживают изделия в начале и в конце процесса обработки. Поворот оси ведущего абразивного кру­ га на некоторый угол приводит к резкому сокращению обла­ сти касания периферии ведущего круга с цилиндрической по­ верхностью заготовки до нерегулярного точечного касания. При таком касании вполне вероятны проскальзывания заго­ товок и, следовательно, ударно-вибрационные режимы обра­ ботки, понижающие точность размерной шлифовки. Для осу­ ществления более плотного линейного контактирования не­ обходимо периферии ведущего круга с помощью алмазной правки придать форму гиперболоида вращения, а осевую ли­ нию обрабатываемой заготовки несколько приподнять над осевыми линиями ведущего и шлифовального дисков (на 10-^-20% диаметра изделия).

Отечественные универсальные станки модели 3180 для бесцентровой шлифовки керамики позволяют с достаточной точностью (0,05 ^- 0,1 мм) изготовить весьма ответственные детали разнообразного назначения и конструктивного офор­ мления: короткие «шт а бики;* (основания) малого диамет­ ра для непроволочных сопротивлений типа ВС и длинные оси стабильных конденсаторов переменной емкости; малогаба­ ритные каркасы контурных катушек индуктивности и крупно­ габаритные основания эквивалентов антенн мощных передаю­ щих устройств и т. д.

возникает при изготовлении каркасов контурных элементов, когда внутри каркаса должны перемещаться узлы, влияющие на параметры контура, например, короткозамкнутые кольца, сердечники диэлектрические или магнитодиэлектрические. возникает при изготовлении каркасов контурных элементов,

меров отверстия. Обработка ведется либо на металлорежу­

корундовых резцов, закрепленных в патроне станка с помо­ щью специального приспособления. Процесс шлифования про­

к оси шпинделя станка. Профиль и количество резцов в на­ боре зависят от радиуса сферы. Обработка ведется при обиль­ ном поливе зоны обработки охлаждающими эмульсиями.

Н а р е з к а и л и о б р а б о т к а к а н а в о к , р е з ь б и д р у г и х у г л у б л е н и й производится с помощью остро за­

Просечна для amазта

Зерт

атаза

Места зачетки

Р и с . 3-50

точенных карборундовых дисков. Рельефные углубления не­ высокой точности можно легко создать ультразвуковой обра­ боткой.

Р а з р е з а н и е з а г о т о в о к осуществляется металличе­ скими дисковыми пилами, по ободу которых зачеканена ал­ мазная крошка (рис. 3-50), либо ультразвуковым инструмен­ том ножевого типа. Для резки керамической заготовки на большое количество тонких пластин можно использовать мно­ жество натянутых тонких вольфрамовых проволок, захваты­ вающих при своем движении абразивную суспензию. Имеют­ ся станки, позволяющие одновременно нарезать до 40 пласти­

помощью ультразвуковых станков. Форма отверстий опреде­ ляется конфигурацией наконечников ультразвукового концент­ ратора. Круглые отверстия можно просверлить на обычных сверлильных станках. Для этого на поверхности изделия у мест обработки образуют «чашечки» из пластических мате­ риалов (например, пластилина или воска). В чашечки нали­ вается абразивная суспензия. В патроне сверлильного станка закрепляется трубка из мягкой стали. Вращающийся торец и отчасти цилиндрическая поверхность трубки приводят в движение абразивные зерна суспензии, которые исполняют роль элементарных шлифующих резцов. Чистота поверхности

и допуск на размеры получающихся отверстий зависят от крупности зерен абразива и боя инструмента.

§9. Дополнительная обработка керамических деталей

Впроизводстве многих узлов радиоаппаратуры (напри­ мер, конденсаторов, резисторов, индуктивностей, пьезодатчиков) встречается необходимость в изготовлении керамических деталей, обладающих определенной электропроводностью по­ верхностных слоев. Требуемая поверхностная проводимость

воров, либо термической обработкой паст, нанесенных на по­ верхность керамики, в результате чего образуется монолит­ ный твердый раствор металла с компонентами керамики. По­

логическом плане. Он позволяет получать на изделиях простой и сложной конфигурации высококачественные металлические слои разнообразной толщины. Этим способом оформляются проводящие обкладки стабильных конденсаторов и витки об­ моток стабильных индуктивностей, печатные схемы и другие ответственные узлы радиоаппаратуры. Кроме того, вожженный металлический слой образует с керамикой вакуумплотное соединение, к которому можно припаивать металлические де­ тали, что значительно расширяет диапазон использования ке­ рамики в радиоаппаратуре.

Выбор способа металлизации поверхностных слоев зави­ сит от целевого назначения деталей, масштаба их производ­ ства, экономических характеристик сравниваемых вариантов и имеющегося на предприятии оборудования.

а . В ж и г а н и е м е т а л л а в к е р а м и к у

Для вжигания металла в керамику применяются пасты, в состав которых включаются: термически неустойчивые сое­ динения соответствующего металла; вещества, способствую­ щие образованию твердых растворов восстановленного метал­ ла с жидкой фазой керамики (плавни) и связующие мате­ риалы, обеспечивающие хорошее прилипание пасты к кера­ мике (канифольно-скипидарный раствор в соотношении 1:2). Данные таблицы 3-13 отражают рецептурный состав некото­ рых паст, используемых в радиотехнической промышленности

СССР для металлизации керамики.

Поверхности изделия, подвергаемые металлизации вжиганием, должны проверяться на отсутствие сколов, трещин,

ве первичного продукта используется устойчивое в хранении азотнокислое серебро AgN0 3 . На него воздействуют содой Na2 C03 . В результате получают

2AgN03+Na2 C03=Ag2C03+2NaN03 .

Осадок неоднократно промывается до получения химиче­ ски чистого продукта. Если необходимо иметь окись серебра, то азотнокислое серебро смешивается с едким натром или аммиаком. Реакции протекают по схемам

2AgN0 3 + 2NaOH = Ag 2 Q+2NaNQ3 + Н 2 0

I

или

навливается до металлического с помощью органических ве­ ществ— фенола, метола или глюкозы.

Все компоненты пасты измельчаются вибрационным по­ молом и перемешиваются в смесительных барабанах при температуре 15^-20°С до образования массы однородной консистенции. Следует иметь в виду, что многие компоненты

промываются в горячей мыльной воде, ополаскиваются в про­

Паста должна наноситься тонким ровным слоем без зате­ ков. Вручную пасту наносят колонковой или беличьей кис­ точкой по предварительно очерченному контуру. Иногда при­ меняются щелевые трафареты. Этот способ целесообразен только в мелкосерийном производстве и то для металлизации небольших площадей. В крупносерийном или массовом про­

основания. Независимо от способа нанесения пасты толщина слоя покрытия должна быть одинаковой. Слишком густая масса вызывает образование бугорков и выпуклостей, рас­ плывающихся во время сушки и вжигания пасты. Чрезмерно жидкая консистенция, растекая по основанию, создает под­ теки, что также нарушает четкость контура будущего прово­ дящего слоя. Величина оптимальной вязкости пасты во мно­ гом зависит от способа нанесения массы, расположения де­ тали во время термообработки, сложности рисунка и рельефа поверхности, на которую она нанесена. Вязкость определяется опытным путем и систематически контролируется на соответ­ ствие требованиям технологических инструкций. Загустевшая паста разжижается добавлением очищенного скипидара. Од­ нако многократное разбавление массы скипидаром уменьшает толщину вожженного слоя металла и его поверхностную про­ водимость. Поэтому, учитывая склонность канифольно-скипи- дарных связок к загустеванию, в их состав добавляются кас­ торовые, вазелиновые или пихтовые масла. Пасту рекоменду­ ется хранить в темной стеклянной или керамической таре с

герметичной укупоркой. На рабочие места выдаются ограни­

отличаются очень высокой производительностью, сравнимой с производительностью лакокрасочных процессов, и повышен­ ным расходом дорогостоящих материалов. Чтобы устранить чрезмерные потери пасты, распыление ведут в специальных кабинах, снабженных приспособлениями для сбора массы. Если паста наносится на всю поверхность изделия, то кроме установочных опорных рамок никакой дополнительной оснаст­ ки не требуется. Для нанесения пасты по определенному кон­ туру применяются щелевые маски—трафареты.

деталей простой конфигурации, когда покрываемые поверх­ ности не имеют собирающих впадин, канавок и внутренних

пасты отличаются экономным расходованием массы и высо­ кой производительностью. Однако эти способы требуют на­ личия специальных станков, экономическая целесообразность

схема станка для нанесения пасты на внешнюю цилиндриче­ скую поверхность керамического каркаса. Мундштучный пресс 1 равномерно выдавливает пасту в виде жгутика на вращающееся цилиндрическое основание 2. Передаточные числа передаточного механизма 3 подбираются таким обра-

зом, чтобы за один оборот каркаса на его поверхности уло­ жился бы один виток обмотки с шагом р, равным

ванию оно покрывается тонким слоем канифольно-скипидар- ного раствора.

На плоские поверхности деталей паста может наноситься с помощью высокопроизводительных плоскопечатных офсет­ ных станков. На рис. 3-52 изображены основные элементы

Р и с . 3-52

подобного оборудования, где 1—станина станка с двумя на­ правляющими, по которым перемещается каретка 2 с вра­ щающимся барабаном 3; 4 — форма-клише с налитой пастой, укрепленная на неподвижном столе 5; 6 — керамическое осно­ вание, установленное на втором неподвижном столе 7; 8—• офсетная резина, закрепленная на барабане 3.

Возвратно-поступательное перемещение каретки и враще­ ние барабана согласованы так, чтобы отпечаток пасты на ре­ зине переносился без искажения на плату-основание.

Керамические детали, определенным образом «разрисован­ ные» металлизирующей пастой, сразу же подвергаются тер­ мообработке. В ходе термообработки пасты различают внут­

К ним можно отнести процессы испарения и окисления ски­ пидара, канифоли и масел, введенных в состав пасты из тех­ нологических соображений. Температурно-временной режим

на этом этапе обработки должен обеспечивать спокойный без кипения и воспламенения отвод паров скипидара, выгорание органических пластификаторов и полное удаление продуктов разложения связки. Скорость подъема температуры зависит от соотношения твердых, жидких и летучих частей пасты, а максимальная температура вжигания — от вида керамики и состава пасты.

Для примера разберем один из усредненных режимов вжигания серебра в керамику. Свеженанесенную пасту из углекислого серебра рекомендуется сначала нагревать со скоростью 6-5-7° С/мин до температуры 90-5-100° С, а затем скорость сушки сократить вдвое, пока не достигнем темпера­ туры 360° С. В интервале температур 100-5-360° С происходит бурный процесс газообразования. Замедленный подъем тем­ пературы вызван стремлением ввести в спокойное русло ре­ жим разложения и испарения основной массы канифоли. В противном случае, быстро испаряющиеся эфирные вещест­ ва и углекислота создадут на поверхности пасты «микровулканчики», пузыри и другие образования, разрушающие одно­ родность слоя металлизации.

В н е ш н и е ф и з и к о - х и м и ч е с к и е п р о ц е с с ы объ­ единяют явления взаимодействия основных частей пасты (плавня и основы) с прилегающими поверхностными слоями керамики и относятся к интервалу температур 360° С и выше. Эти процессы касаются структурных преобразований в по­ граничных областях пасты и керамики, в результате которых получаются достаточно прочные соединения металла и диэлек­ трика. Температурно-временные режимы этого этапа термо­ обработки зависят от рецептурного состава паст и типа ке­ рамики.

Металлизацию керамических деталей серебром на этой

его соединений, например, по схеме

2 A g 2 C 0 3 ^ 4Ag + 0 2 + 2C0 2 .

Чтобы реакция шла в направлении слева направо, необ­ ходимо сразу же удалять образующийся углекислый газ из зоны пиролиза с помощью системы вытяжной вентиляции. При дальнейшем нагревании керамических деталей и пасты, начиная с температуры 500° С и выше, вещества плавня раз­ мягчаются и вскоре становятся жидкими. Жидкий плавень и восстановленное серебро с величиной частиц 0,1 мк образу­ ют мелкодисперсный коллоидный раствор, проникающий в поры керамики (рис. 3-53). Возможна и диффузия жидкого