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一種三層材料套封結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的成型方法與流程

文檔序號:11801474閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述套封結(jié)構(gòu)由銅柱、陶瓷環(huán)及不銹鋼座組成,所述銅柱為材質(zhì)為銅的柱狀結(jié)構(gòu),所述陶瓷環(huán)為材質(zhì)為陶瓷的環(huán)狀結(jié)構(gòu),所述不銹鋼座為材質(zhì)為不銹鋼的桶狀結(jié)構(gòu);

所述銅柱的下端與陶瓷環(huán)的中心孔間隙配合,陶瓷環(huán)的下端與不銹鋼座的桶狀空間間隙配合,銅柱與陶瓷環(huán)、陶瓷環(huán)與不銹鋼座均采用釬焊固定連接;

所述銅柱的上端面高于不銹鋼座的上端面,銅柱與陶瓷環(huán)之間的釬焊縫與不銹鋼座之間具有間隙,陶瓷環(huán)與不銹鋼座之間的釬焊縫與銅柱之間具有間隙,銅柱與不銹鋼座之間具有間隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述銅柱呈階梯軸狀,陶瓷環(huán)的上端與銅柱上的軸肩接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,銅柱上與陶瓷環(huán)端部接觸的軸肩上還設(shè)置有限位環(huán)或至少兩個限定凸臺;

所述限位環(huán)為相對于該軸肩外凸的環(huán)狀筒,所述環(huán)狀筒的軸線與銅柱的軸線共線,且環(huán)狀筒的內(nèi)圈直徑與陶瓷環(huán)上端的內(nèi)圈直徑相等;

所述限位凸臺環(huán)形均布于以銅柱的軸線為中心線的圓環(huán)上,所述圓環(huán)的內(nèi)徑與陶瓷環(huán)上端的內(nèi)圈直徑相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述不銹鋼座上還設(shè)置有排氣孔,所述排氣孔用于銅柱、陶瓷環(huán)、不銹鋼座三者圍成的空間與外界的均壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述不銹鋼座的底面上設(shè)置有用于限定陶瓷環(huán)在不銹鋼座徑向上位置的徑向位置限定部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu),其特征在于,所述陶瓷環(huán)為等徑環(huán),銅柱下端與陶瓷環(huán)配合的部分各點直徑相等,不銹鋼座上與陶瓷環(huán)配合的桶狀空間各點內(nèi)徑相等;

在釬焊之前,定義銅柱外徑為A,陶瓷環(huán)的內(nèi)徑為B,陶瓷環(huán)的外徑為C,不銹鋼內(nèi)徑為D,釬焊溫度為T,銅柱、陶瓷環(huán)、不銹鋼座三者中,分別對應(yīng)的銅的平均線脹系數(shù)為α1;陶瓷的平均線脹系數(shù)為α2,不銹鋼的平均線脹系數(shù)為α3,則A與B之間的關(guān)系為:B=A+AT(α21)+E;D=C+F;其中,E、F為常數(shù)補償值,E、F取值范圍均介于0.05-0.2mm之間。

7.一種三層材料套封結(jié)構(gòu)的成型方法,其特征在于,該方法用于如權(quán)利要求1所述的三層材料套封結(jié)構(gòu)的制造,包括順序進行的以下步驟:

S1、加工出預(yù)定尺寸的銅柱、陶瓷環(huán)及不銹鋼座;

S2、對銅柱、陶瓷環(huán)及不銹鋼座進行裝配,保證三者在釬焊前相互之間的位置關(guān)系;

S3、在步驟S2中或步驟S2完成之后,在銅柱與陶瓷環(huán)之間的間隙內(nèi),以及陶瓷環(huán)與不銹鋼座的間隙內(nèi)填充釬料;

S4、進行釬焊;

其中,步驟S1中對陶瓷環(huán)進行陶瓷金屬化處理,在步驟S4中采用分段式加熱真空釬焊。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu)的成型方法,其特征在于,在步驟S1中還包括對得到的預(yù)定尺寸的銅柱、陶瓷環(huán)及不銹鋼座進行清洗的工序。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu)的成型方法,其特征在于,在步驟S3中對銅柱、陶瓷環(huán)及不銹鋼座進行裝配時,三者的相互位置關(guān)系遵循以下原則:在釬焊之前,定義銅柱外徑為A,陶瓷環(huán)的內(nèi)徑為B,陶瓷環(huán)的外徑為C,不銹鋼內(nèi)徑為D,釬焊溫度為T,銅柱、陶瓷環(huán)、不銹鋼座三者中,分別對應(yīng)的銅的平均線脹系數(shù)為α1;陶瓷的平均線脹系數(shù)為α2,不銹鋼的平均線脹系數(shù)為α3,則A與B之間的關(guān)系為:B=A+AT(α21)+E;D=C+F;其中,E、F為常數(shù)補償值,E、F取值范圍均介于0.05-0.2mm之間;其中,所述陶瓷環(huán)為等徑環(huán),銅柱下端與陶瓷環(huán)配合的部分各點直徑相等,不銹鋼座上與陶瓷環(huán)配合的桶狀空間各點內(nèi)徑相等。

10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項所述的一種三層材料套封結(jié)構(gòu)的成型方法,其特征在于,步驟S4的釬焊方式為:采用絲狀A(yù)gCu28釬料,并將釬料彎曲成環(huán)狀填充于對應(yīng)間隙內(nèi),在真空條件下,對填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)采用多級逐漸升溫加熱機制,待釬料溶化后,對套封結(jié)構(gòu)采用爐冷的方式冷卻;

所述多級逐漸升溫加熱機制包括順序進行的第一升溫階段、第一保溫階段、第二升溫階段、第二保溫階段、第三升溫階段、第三保溫階段;

所述第一升溫階段為在t1分鐘內(nèi),使填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)勻速升溫至T1℃,所述第一保溫階段為將處于T1℃的填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)保溫t2分鐘;

所述第二升溫階段為在t3分鐘內(nèi),使填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)勻速升溫至T2℃,所述第二保溫階段為將處于T2℃的填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)保溫t4分鐘;

所述第三升溫階段為在t5分鐘內(nèi),使填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)勻速升溫至T3℃,所述第二保溫階段為將處于T3℃的填充有釬料的套封結(jié)構(gòu)保溫t6分鐘;

其中,t1的取值介于30-50之間,t2的取值介于5-15之間,t3的取值介于10-30之間,t4的取值介于10-20之間,t5的取值介于5-15之間;t6的取值介于5-10之間;

其中,T1的取值介于450-550之間,T2的取值介于700-800之間,T3的取值介于820-850之間。

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