專利名稱：電瓷燒結(jié)金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣絕緣子或絕緣物體，特別是電力設(shè)備的絕緣套管。
我國是世界上最早生產(chǎn)陶瓷的國家，已有數(shù)千年的生產(chǎn)史。然而，我國的高電壓瓷(以下簡稱電瓷)則是近代才開始生產(chǎn)的。它與金屬的燒結(jié)技術(shù)是本世紀(jì)五十年代從國外引入，一直沿用至今，其燒結(jié)方法是1.按下表配制銀膏配方重量(％)成分名稱 1＃銀膏 2＃銀膏氧化銀62.165.6氧化鉍 -1.06硼酸鉛 -1.06松香漆31.125.55松節(jié)油 2.2 4.13蓖麻油 2.4 2.6熔塊釉 2.2 -1＃銀膏涂敷第一層，2＃銀膏涂敷第二層及第三層。
2在電瓷燒結(jié)部位，涂敷上銀膏燒結(jié)劑。
3焙燒，將涂敷了銀膏的電瓷放進(jìn)高溫爐焙燒，焙燒溫度為800-880℃，涂敷一次，焙燒一次，反復(fù)焙燒2-3次。
4電瓷焙燒銀膏后，搪上銀鎘焊料。
5將金屬附件用錫焊焊在電瓷的銀層上。
由于電瓷開始軟化的溫度是1200℃，在銀熔溫度下，電瓷不發(fā)生任何變化。而熔融狀態(tài)的銀層聚集在電瓷表面，其中一部分銀向電瓷空穴擴(kuò)散。冷卻后，電瓷表面的銀層與空穴內(nèi)的銀凝固成一片，但粘結(jié)強(qiáng)度低。以68.7×105pa就可將銀從電瓷表面上撕開。
電瓷的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于銀。在焙燒完成后，溫度從銀熔溫度下降到室溫。銀層先由液態(tài)收縮成固態(tài)，然后再收縮成常溫下的體積，而電瓷始終處于固態(tài)，體積收縮甚微。在金屬化層內(nèi)形成較大的內(nèi)應(yīng)力。滲進(jìn)電瓷空穴的銀由于體積收縮，只能占據(jù)部分空間，其余部分形成空隙。隨著運(yùn)行溫度變化，縫隙不斷擴(kuò)大造成滲漏。
本發(fā)明的目的是向公眾提供一種結(jié)合強(qiáng)度大、密封性能好的國產(chǎn)電瓷與金屬燒結(jié)方法。
本發(fā)明的機(jī)理是利用熱膨脹系數(shù)與國產(chǎn)電瓷相近的鈦合金或氧化物熔成的玻璃在高溫下向電瓷滲透，與電瓷內(nèi)的組分發(fā)生物理或化學(xué)變化，并浸潤金屬表面，這樣電瓷與金屬結(jié)合牢固，密封性好。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)1.用鈦的重量百分含量大于8%的合金(鈦銀，鈦鎳、鈦銅合金)，或以必備的氧化物，以重量百分比計二氧化硅(Sio2)0.1～75%，氧化鈣(Cao)0.1～55%，三氧化二鋁(Al2o3)0.1～48%，氧化鈉(Na2o)0.1～20%，氧化鉀(K2o)0.1～20%和降低工藝條件的氧化物，氧化鋅(Zno)0～78%，五氧化二磷(P2O5)0～75%，氧化鋇(Bao)0～55%，氧化鉛(Pbo)0～30%，氧化鎂(Mgo)0～20%，氧化鈷(COO)0～1%，氧化硼(B2o3)0～15%，氧化砷(AS2o3)0～1%的混合物粉末布于電瓷的燒結(jié)部位。
2.將準(zhǔn)備好的金屬附件與電瓷固定。在金屬附件與電瓷的縫隙內(nèi)，用重量百分含銀量大于1%的合金或用上述的氧化物混合材料填滿。
3.將裝配好的組合件放入高溫爐中，爐內(nèi)真空度小于6帕斯卡(用氧化物燒結(jié)可不抽真空)，逐漸升溫至燒結(jié)材料徹底熔融即400～1200℃并保溫2～120分鐘。
4.自然降溫。
本發(fā)明的優(yōu)點多年來，采用傳統(tǒng)工藝，瓷套與金屬附件之間粘接強(qiáng)度低、封接層內(nèi)縫隙多，產(chǎn)品滲漏油率高。據(jù)統(tǒng)計從1980～1991年間僅東北電網(wǎng)，由于滲漏油造成電容器損壞占全電網(wǎng)損壞電容器總數(shù)的41.4%。
本發(fā)明的燒結(jié)工藝能使瓷套與金屬附件牢固地結(jié)合在一起，密封性好，不滲漏油。經(jīng)機(jī)械部電力電容器產(chǎn)品檢測中心測定按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的瓷套組合件在2.5個大氣壓下歷時1分鐘就會出現(xiàn)少量滲漏，而按本發(fā)明方法燒結(jié)的瓷套組合件在5個大氣壓下，歷時2分鐘也無任何滲漏。在拉力破壞試驗中，全部樣品均在瓷套本身處斷裂，燒結(jié)層無任何損壞。本發(fā)明將會給社會帶來巨大效益。
實施例1將電容器套管洗凈、烘干。取鈦鎳合金粉(含鈦量占合金的28.5%)2克，用硝棉溶液調(diào)成膏狀，涂于瓷套的規(guī)定部位，自然干燥30分鐘。將瓷套與鍍了鎳的金屬附件組裝。在金屬附件與瓷套的縫隙內(nèi)，放入150克、直徑4毫米的銀銅合金絲，放入真空爐，爐內(nèi)抽真空至6×10-2帕斯卡。在60分鐘內(nèi)，升溫至1000℃，保溫5分鐘，自然降溫。
實施例2取鈦箔，鎳箔(箔厚1～2×10-2毫米)各1條，其寬度均應(yīng)與瓷套的規(guī)定部位寬度一致，用點焊或機(jī)械固定，將兩者疊合在一起。在瓷套的規(guī)定部位纏上一圈，再將其與金屬附件組裝。在鍍了銅的金屬附件與瓷套的縫隙內(nèi)放入150克銅銀合金絲。放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡，在60分鐘內(nèi)升溫至1000℃，保溫3分鐘，自然冷卻。
實施例3取厚為1.5×10-2毫米，寬度與瓷套規(guī)定部位寬度一致的鈦帶一條，用酸性電鍍對其兩面鍍鎳(鍍層厚8×10-3毫米)。在瓷套規(guī)定部位緊緊纏上一圈，用裝配夾具對整個條帶施加196×104帕斯卡的壓力，使其緊貼瓷表面。放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡，在60分鐘內(nèi)升溫到1000℃，保溫5分鐘，自然降溫，用錫焊將金屬零件焊在上面。
實施例4在瓷套規(guī)定部位涂上鈦粉，再用厚度為2×10-2毫米，寬度與鈦涂刷部位相同的銅箔緊緊纏上一圈。用裝配夾具，對整個條帶施加196×104帕斯卡的壓力，使其緊貼瓷表面。放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡，在60分鐘內(nèi)升溫到1000℃，保溫2分鐘，自然降溫。用錫焊將金屬附件焊在上面。
實施例5取直徑為0.38毫米鈦芯銀銅絲(含鈦量為12%)緊纏在瓷套規(guī)定部位，再將其與金屬附件組裝，放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡。在60分鐘內(nèi)升溫至960℃，保溫3分鐘，自然降溫。
實施例6將瓷套洗凈、烘干。鈦銅合金粉2克(含鈦量75%)，用硝棉溶液調(diào)成膏狀，涂于瓷套的規(guī)定部位，自然干燥30分鐘。將瓷套與鍍了鎳的金屬附件組裝。在金屬附件與瓷套的縫隙內(nèi)，放入150克、直徑為4毫米的銀鉛合金絲，放入真空爐。爐內(nèi)抽真空至小于6×10-2帕斯卡。在90分鐘內(nèi)升溫至800℃，保溫15分鐘，自然降溫。
實施例7用鈦粉及銀銅合金粉，配制成含鈦量8%的混合粉，涂敷于瓷套規(guī)定部位，再與金屬附件組裝。在金屬附件與瓷套的縫隙內(nèi)放入少量上述混合粉。將組裝件放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡，在60分鐘內(nèi)升溫到960℃，保溫3分鐘，自然降溫。
實施例8在瓷套的規(guī)定部位，涂上一層氫化鈦粉，再將金屬附件與其組裝。在金屬附件與瓷套的縫隙內(nèi)放入真徑1毫米的銀絲。銀絲量與涂到瓷套上的氫化鈦粉重量之比為85∶15(再加0.1克錳粉效果更佳)放入真空爐，抽真空至小于6×10-2帕斯卡。在60分鐘內(nèi)升溫到1050℃，保溫5分鐘，自然降溫。
實施例9將由以下配方的氧化物粉末均勻混合或制成玻璃粉，用聚乙烯調(diào)成糊狀，涂在瓷套的規(guī)定部位(或制成玻璃環(huán)套在瓷套的規(guī)定部位)。SiO21.2%，Zno77.5%，Pbo15.5%，B2O35.4%Al2O30.1%、Na2O0.1%、K2o0.1%、Cao0.1%。與金屬附件組裝，在60分鐘內(nèi)升溫至500℃，保溫60分鐘，自然降溫。
權(quán)利要求
1.一種國產(chǎn)電瓷燒結(jié)金屬的方法，其特征是，用鈦的重量百分含量大于8%的合金或以必備的氧化物以重量百分比計二氧化硅SiO20.1～75%，氧化鈣CaO0.1～55%，三氧化二鋁Al2O30.1～48%，氧化鈉Na2O0.1～20%，氧化鉀K2O0.1～20%，和能降低工藝條件的氧化鋅ZnO0～78%，五氧化二磷P2O50～75%，氧化鋇BaO0～18%，氧化鉛PbO0～30%，氧化鎂MgO0～20%，氧化鈷CoO0～1%，氧化硼B(yǎng)2O30～15%，氧化砷AS2O30～1%的混合物布于電瓷的周圍，瓷套與金屬附件相對固定位置后，放入高溫爐中，真空度小于6帕斯卡(用氧化物燒結(jié)可不抽真空)，逐漸升溫至鈦合金或氧化物的混合物完合熔融，即400-1200攝氏度，并保溫2-120分鐘，再自然降溫。
全文摘要
一種國產(chǎn)電瓷燒結(jié)金屬的方法，用鈦的含量大于8％的合金，或以必備氧化物，SiO
文檔編號C04B33/26GK1092396SQ9312119
公開日1994年9月21日 申請日期1993年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月21日
發(fā)明者胡瑞蓮 申請人:胡瑞蓮