Страница 27 из 150
Резцы из быстрорежущей стали («Рапида») имеют свои неоспоримые преимущества, которые не позволяют полностью заменить их твердосплавными. Они более прочные, что особенно важно для узких отрезных и длинных расточных резцов. Их можно острее заточить, что делает меньшим усилие резания и облегчает удаление стружки из зоны резания. Резцы из «Быстрореза» предпочтительны для небольших и не очень жёстких станков.
Обычно они изготовляются шлифовкой из квадратного прутка. Такие заготовки, если они были правильно термообработаны на заводе, предпочтительны. Однако, их изготовляют и ковкой отожжённой стали. Откованную заготовку часто не подвергают специальной термообработке, а просто охлаждают на воздухе, отсюда и другое название такой стали «Самокал». Изготовленные таким образом резцы мягче обычных, но мягкую сталь точат неплохо. Есть несколько марок быстрорежущей стали, из которых, по совокупности свойств, следует признать сталь Р18. Другие марки несколько хуже, но это не имеет практического значения в условиях мелкосерийного производства. Следует заметить, что быстрорежущая сталь применяется и для других инструментов. Из неё делают также почти все свёрла, часто — лерки, машинные развёртки. На них есть маркировка, например: Р18. Эти стали позволяют работать при нагреве режущей кромки до пятисот градусов. Практически, при обработке стали средней твёрдости можно ориентироваться на цвет стружки. Если она синяя и деталь начинает желтеть, то требуется снизить скорость обработки или охлаждать деталь водой.
Эта сталь не пластична и плохо проводит тепло, поэтому при заточке и резком охлаждении водой резец может треснуть.
Высокая прочность быстрорежущей стали позволяет применить больший передний угол, доводя его при обработке алюминия и пластиков до тридцати градусов. Задний угол также можно несколько увеличить. Это снижает усилие резания и деформацию детали. Поэтому такие резцы выгодны для точения длинных винтов и валиков. Выгодны они и для мелких деталей, тем более что на них обычно не достигается предельная для рапида скорость резания. Чтобы уменьшить отжимающие деталь усилия, главный угол в плане делают равным нулю. При этом проходной резец превращается, фактически в подрезной. На резцах из «Быстрореза» часто нашлифовывают канавку для завивания стружки, но она не обязательна, а при точении канавок на заготовках из вязких металлов (особенно для отрезных резцов) может способствовать налипанию стружки и даже поломке резца или детали.
Быстрорежущая сталь хорошо обрабатывает титан, цирконий, нержавеющие стали, но при этом не следует применять большие скорости резания. Нержавеющие стали при точении полезно смазывать маслом с добавкой нескольких процентов серы.
Резцами с напайками из твёрдого сплава (ВК8) можно точить стекло типа флинта. Скорость резания следует выбирать небольшую — около метра в минуту и смачивать стекло скипидаром. Под поверхность при этом распространяются глубокие трещины, поэтому такую операцию можно применять только при самой грубой обработке.
Материалы для внутриламповой арматуры
Материалы для внутриламповой арматуры должны удовлетворять многим общим и специальным условиям, главные из которых — специальные свойства, лёгкость обезгаживания, лёгкая обрабатываемость, достаточная термостойкость, внешний вид и слабое распыление в разряде. Если прибор имеет ртутное наполнение, то не следует применять металлы, которые легко взаимодействуют с ней.
К ртути абсолютно инертны: тугоплавкие металлы, железо и его сплавы, никель, титан и цирконий. Данные по стойкости металлов к ртути есть в последнем, шестом томе «Руководства по неорганическому синтезу» под редакцией Г.Брауэра, раздел «амальгамы».
По литературным данным, как геттер в ртутных приборах может применятся магний. Алюминия, меди и её сплавов следует избегать. Медная оболочка платинита в приборах с парами ртути устойчива.
Наиболее подходящим материалом для катодов ламп с тлеющим разрядом следует считать мягкую нержавеющую сталь, тонкую трансформаторную сталь, мягкое железо, никель, титан, пермаллой. Следует обратить внимание на максимальную чистоту этих материалов по углероду. Материалы для сердечников трансформаторов тщательно очищаются от углерода, так как он ухудшает магнитные свойства.
Дело в том, что при работе газоразрядного прибора тлеющий разряд нагревает и распыляет катод. Углерод при этом за счёт диффузии уходит к поверхности и при катодном распылении попадает в объём прибора. Там он с неизбежно присутствующими парами воды и водородом образует окись углерода и метан, которые при содержании даже в ничтожном количестве — сотые и тысячные доли процента, могут значительно ухудшить параметры прибора и вывести его из строя. Не распыляемым титановым геттером они поглощаются слабо.
Пермаллой, мягкая нержавейка и никель углерода содержат очень мало, легко сгибаются и относительно стойки к катодному распылению. Титан, если из него сделать катод, легко насыщается водородом, который может выделять обратно в объём прибора. Поэтому, при недостаточно чистых условиях работы, когда в прибор при откачке и отпайке попадает много грязи, титана следует избегать как катодного материала, а делать из него анод и другие слабо греющиеся электроды. Их можно затем, при тренировке прибора, использовать для очистки газа от молекулярных примесей. Если же есть возможность прогреть титановый катод в хорошо обезгаженом и откачиваемом до 10-4-6 мм рт. ст. приборе с помощью токов высокой частоты, то эти возражения снимаются. В этих условиях в приборе остаётся мало адсорбированной на стенках воды, а водород из титана выделяется и откачивается насосом.
Медь для катодов не применима, в силу того, что легко распыляется в разряде, а алюминий, кроме того, нельзя как следует прогреть и он плохо сваривается контактной сваркой со вводами. Из него удобно делать радиаторы для охлаждения полых катодов.
Подводя итог, можно сказать, что идеальным материалом для катодов газоразрядных приборов (кроме, разумеется, ЛПК) можно считать пермаллой, мягкую трансформаторную сталь и даже жесть консервной банки, протравленную в крепком растворе едкого натра для удаления олова, а затем отожжённую во влажном водороде при 1000°в течении часа. Этот последний материал, по крайней мере, не является дефицитом. Для разборных приборов, например, демонстрационных вакуумных трубок, можно использовать «грязные» материалы, так как примеси откачиваются при работе прибора.
Хорошие катоды для дугового разряда в инертных газах и парах ртути можно сделать из танталовой трубки диаметром 1–2 мм и длинной 5 мм (рис. 9). Трубку можно свернуть из листа толщиной 0,2 мм. Её следует набить с помощью прутка заранее приготовленным цирконатом бария 2ВаО∙ZrО2, замешанным на очень слабом растворе жидкого стекла. После активирования прогревом с помощью разряда с такого катода можно получить токи 0,1–2,0 А и больше. Эти катоды прекрасно работают на переменном токе. Признаком правильного выбора диаметра трубки служит спокойное горение разряда и разогрев всей торцевой поверхности катода.
Материалы для геттеров
При изготовлении приборов трудно удалить все газообразующие примеси из материалов внутренней арматуры и колбы. Для их удаления требуются такие приёмы, которые не могут быть осуществлены, например, переплавка готовой детали в вакууме. Поэтому, в колбу прибора помещают специальные детали, или покрытия, которые могут поглощать газы на последних стадиях технологической обработки и при работе готового прибора. На стенках колб приёмно-усилительных ламп каждый внимательный человек видел серебристо-тёмное зеркало. Это слой бария, единственная задача которого — поглощать выделяющиеся при работе лампы газы. Без этого зеркала лампу надо было бы откачивать на посту часами, а с ним откачку завершают за несколько минут. Для поглощения газов в осветительных лампах применяют фосфор, а в остальных случаях — различные металлы.