Страница 25 из 150
Цвет качественных спаев вольфрама со стеклом — соломенный с различными оттенками или металлический. У молибдена — светло-коричневый или металлический.
Бусинки на вводах из этих металлов удобно делать и паять в колбы приборов с помощью горелки, работающей на гремучем газе. Её мощность не должна быть слишком велика. Компактное пламя такой горелки позволяет хорошо пропаять спай, не повредив ввод. Из-за яркого свечения разогретого стекла и окрашенного натрием факела горелки при этой работе следует пользоваться светозащитным щитком, похожим на тот, которым пользуются сталевары, или тёмными светозащитными очками. Место работы следует хорошо освещать, чтобы глаз был адаптирован к яркому свету.
Яркое освещение снижает излишний контраст между расплавленным стеклом и окружающими предметами.
Титан, железо и стали хорошо свариваются с вольфрамом и молибденом с помощью контактной сварки. Если же с другими металлами сварка идёт плохо, то можно порекомендовать делать прокладки из подходящего металла, например, оборачивая проволоку из вольфрама никелевой фольгой либо тонкой нихромовой проволокой в месте сварки. В месте контактной сварки вольфрам сильно крошится, поэтому следует, по возможности, «утапливать» место сварки в стекло, чтобы оно не работало на излом.
Трёхзвенный ввод: медь-вольфрам (молибден) — нихром
Нихром плохо проводит тепло и слабо окисляется, он является подходящим материалом для внутриламповой арматуры, а иногда и для внешнего вывода. Медная проволока хорошо паяется мягкими припоями и тоже хороша для внешних выводов.
Чтобы получить трёхзвенный ввод, нихромовый стерженёк диаметром 1,5–2 мм нужной длинны травим несколько часов в горячем растворе серной кислоты для удаления окислов. Конец его следует надсверлить для фиксации вольфрамового ввода, установить в простейшую оправку и пропаять стык латунью с флюсом Ф-209. На одну пайку, при правильной организации труда, уходит около минуты. На второй конец вольфрамовой поволоки одеваем короткий отрезок никелевой трубочки, свёрнутой из тонкого листа и, вставив в него с другой стороны голый медный провод, паяем на слабо восстановительном пламени горелки тонкой латунной стружкой или припоем ПСр-45 с добавкой буры. Отличные результаты при пайке вольфрама даёт флюс Ф-100. Сваренный ввод следует протравить в слабом подогретом растворе серной кислоты для удаления буры и окислов. После этого можно также слегка зачистить мелкой наждачной бумагой его вольфрамовую часть или протравить её в приведённом выше растворе с красной кровяной солью.
Пайка торцов вольфрамовых и молибденовых стержней медью служит дополнительной гарантией от натеканий по внутренним капиллярам в их толще, которые при этой операции запаиваются.
Однозвенные вводы надо стараться делать из достаточно толстой проволоки диаметром не меньше 0,8 мм, чтобы они имели достаточную прочность и не ломались.
Другие металлы
Прочие интересующие нас металлы можно разделить на четыре группы: материалы для изделий разного назначения не связанных с вакуумом, материалы для внутриламповой арматуры, материалы для геттеров и материалы для химических реакций (условно).
В лаборатории следует иметь возможность делать детали и оборудования специального назначения («инструмент для себя»). То есть следует владеть технологией пайки, отливки, гибки, штамповки, сварки и применять их для того, что называется «рацпредложениями». Такая возможность крайне ценна. Она резко расширяет возможности для работы.
Отливка заготовок из алюминия
Обязательно следует иметь возможность отливать различные детали из сплавов алюминия. Особенно ценна эта возможность при обработке стекла шлифовкой при изготовлении оптики. Инструмент из алюминия удобен, он легко изготовляется, лёгок, на нём отлично видна грязь и остатки абразивов, его легко подгонять по радиусу шабрением и алмазной шлифовкой. Для всяких служебных деталей алюминий также является прекрасным материалом.
Плавить алюминий можно в тигле из простого железа в любой подходящей печи. Тигли из нержавеющей стали применять нельзя. Алюминий припаивается к стенкам тигля, а затем начинает их растворять. Это приводит к авариям. Тем, кто не желает делать железные тигли, можно порекомендовать титановые, которые рекомендуются в книге Н.Н.Белоусова «Плавка и разливка сплавов цветных металлов» из серии «Библиотечка литейщика» для плавки сплавов, чувствительных к загрязнению железом.
Отливки можно разделить на несколько категорий: «блины» — отливки в виде диска относительно малой толщины. Они делаются следующим способом: на толстую металлическую плиту укладывается пропитанная стеклоткань из теплоизоляции теплотрасс или насыпается тонким слоем песок. На него укладывается «обечайка» нужного размера. Если она из жести, то её следует обсыпать снаружи влажным песком. Металл любого состава (из металлолома) плавится в тигле и после расплавления нужного количества и очистки от шлака и других примесей заливается в форму с возможно меньшей высоты. Полностью затвердевшая отливка закаливается в воде от температуры около 450 °C. Закалённые сплавы алюминия самоупрочняются в течении нескольких часов за счёт выделения фаз типа AlnMgm, AlnMgm Sik. Простые сплавы алюминия с кремнием закалке не поддаются. «Блины» больших размеров при закалке могут треснуть, поэтому следует стремится к тому, чтобы охлаждение было равномерным. Погружать отливку следует в горизонтальном положении, либо равномерно обливать водой из шланга.
Отливки, как правило, получаются пористыми. Для её устранения может применятся пропитка нагретой до ста градусов детали эпоксидной смолой.
Стержни из алюминия отливаются аналогично, но в металлические втулки с ровной внутренней поверхностью. Форму полезно смазать тонким слоем минерального масла.
Радиаторы для электронных приборов отливаются в металлические кокили. Отладка форм и технологии сложна и сам процесс отливки опасен из-за возможных взрывов внутри формы, поэтому мы его описывать здесь не будем. Изготовление радиаторов различного назначения может быть выполнено из алюминиевых сплавов токарными методами и фрезеровкой. Отливки прочих видов следует делать, изучив специальную литературу.
Следует особо отметить отливки по выплавляемым моделям и отливки по выжигаемым моделям из пенопласта в формы из песка с добавкой десяти-пятнадцати процентов цемента. Последние особенно хороши для единичных отливок сложной формы. Модель делается из пенопласта кое-как, её отдельные детали можно склеивать сплавом воск-канифоль, просто складывать, закрывая стыки полиэтиленовой плёнкой и т. д. Надо позаботится о том, чтобы кристаллизация металла происходила в нужном направлении. Втыкая в пенопласт «холодильники» из алюминиевой проволоки, можно управлять кристаллизацией металла, предотвращая «ужимины», усадочные раковины и другие дефекты кристаллизации. К готовой модели из пенопласта приделываются литники и «прибыли» — резервуары для пополнения металла, который при твердении уменьшает свой объём. Их также делают из пенопласта.
При заливке металл сжигает пенопласт и заполняет форму. Дымят и воняют такие формы — бесподобно. Поэтому при работе с ними, как и при самой плавке, необходима хорошая вентиляция. При работе с расплавленным алюминием (и расплавленным металлом вообще) подходить без очков к печи — недопустимо! Крайне опасно попадание воды в металлические формы. Это приводит к сильным взрывам и выбросам расплавленного металла. Формы из песка с глиной могут быть влажными.
Литейные сплавы алюминия, как правило, плохо обрабатываются на металлорежущих станках. Обрабатываемость можно резко улучшить, добавляя в сплав несколько процентов меди или цинка и закаливая его в воде с 400°с последующим старением (см. выше), но коррозионная стойкость такого сплава низкая.
Гораздо лучше добавлять в сплав любого состава 2–4 весовых процента магния. Такой сплав тоже подвергается закалке и старению, стоек против коррозии в воде и не даёт липкой стружки.