Техника - молодёжи 1956-06, страница 14

Необычайно трудно очистить предметы сложной формы от грязи, жира и ржавчины. Но поместите ых ненадолго в ультразвуковую ванну — и, словно миллионы трудолюбивых невидимок, колебания ультразвука очистят любые детали.

щая высокие давления абразива на вещество, превышающие собственный вес абразивных частиц во много тысяч раз.

Таким образом, при ультразвуковой обработке материал, покрытый увлажненным абразивом — карбидом бора или карбидом кремния, подводится к инструменту, легко касаясь его. Инструмент углубляется в материал, быстро проделывая в нем отверстие. Так как инструмент движется возвратно-поступательно, а не вращается, можно проделывать отверстия любой сложной формы, например в форме звезды, ромба, квадрата и т. д.

При ультразвуковом сверлении (вернее, долблении) скорость не зависит от формы отверстия, но пропорциональна количеству высверливаемого и уносимого абразивом материала. Где же могут найти применение ультразвуковые установки?

Германий, используемый для изготовления полупроводников, пока еще очень дорог. Экономия его при обработке имеет чрезвычайно большое значение. Обычными механическими методами он обрабатывается долго и с большим количеством отходов.

Время, затрачиваемое на то, чтобы отрезать кусок от прутка германия цилин. дрической формы диаметром 18—20 мм механической пилой, равняется 20— 50 мин. Кроме того, много металла уходит в опилки аа счет большой толщины рабочей части пилы. Отрезание втого прутка на ультразвуковой установке производится ие более чем за 3—3,5 мин Отходы германия настолько ничтожны, что практически не поддаются учету. PeJ зание проводилось безопасной бритвой, укрепленной на конце конуса толщиной 0,08 мм. Отрезанные пластинки получались сразу необходимой толщины, например 0,2 мм. Обрабатываемая обычным способом пластинка выходит значительно толще и требует шлифовки до нужного размера.

Одному из предприятий потребовалось разрезать ферритовые кольца на 2 полукольца. Все попытки производственников разрезать эти кольца обычными методами окончились неудачно. Феррит разрушался в начальной стадии обработки. На ультразвуковой установке эти кольца были разрезаны чисто и точ-нс в течение 6 мин.

Кремний так же, как германий и феррит, тяжело поддается обработке существующими методами... На ультразвуковой установке обработка кремния осуществляется с такой же производительностью, как обработка германия и феррита.

Отверстия сложной формы в карбиде вольфрама толщиной 4 мм выполнялись за 12—15 мии.

Сверление таких отверстий обычным методом даже в мягком материале вызвало бы значительные затруднения. Ка-

10

кавки глубиной 0,2 мм в "металлокерамике, которые ранее проделывались специальным алмазным резцом при очень больших расходах алмазов, выполнялись с помощью ультразвука в течение нескольких секунд.

Одной из организаций было необходимо проделать в кварцевых пластинах толщиной 0,1 мм отверстия диаметром 30 микрон. Применение обычных способов приводило к немедленному разрушению втого дорогостоящего материала. Ультразвуком такие отверстия были проделаны в течение 10 сек. без каких-либо повреждений пластин.

Керамические резцы, которыми пользуются для скоростной обработки металлов, разрезались безопасной бритвой при помощи ультразвука в течение 5—6 мин.

Во время прошивки ультразвуком отверстий в стекле, керамике и фарфоре получены не менее интересные результаты: при толщине образцов от 0,1 до 8 мм и при диаметре отверстия от 0,2 до 10 мм выполнение одного отверстия занимает от 15 сек. до 3 мин. при высокой чистоте обработки.

Метод ультразвуковой обработки находит широкое применение при изготовлении инструмента, нарезке резьбы, заточке резцов, изготовлении матриц из вакаленной стали и стекла, обработке драгоценных камней, гравировке, обработке чугуна и т. д.

Ультразвуковая обработка твердых материалов отнюдь не ограничивает использование ультразвука в технологии. Ограниченное применение алюминия в ряде областей промышленности вызвано очень сложным процессом пайки втого материала. Когда обычный металл нагревается до температуры 200—300°, что необходимо для нормального процесса пайки, на его поверхности образуется слой оксидной пленки. С поверхности металлов окись удаляется при помощи флюсовой очистки, осуществляющей прямое соприкосновение между расплавленным припоем и основным металлом.

Алюминий и его сплавы отличаются от таких металлов тем, что слой окиси, образованный на их поверхности, очень устойчив и не может быть удален обычным способом. В тех случаях, когда все же необходимо произвести пайку алюминия, берется особый припой, который плавится и выливается на поверхность

АЛЮМИНИЕВАЯ ПРОВОЛОКА

Попробуйте пропустить через оловянную ванну алюминиевую проволоку. Вам не удастся залудить эту проволоку. Но вот вместо «немой» ванны работает «звуковая». Ультразвук вызывает на поверхности проволоки явление кавитации, срывает оксидную пленку, которая в виде шлака всплывает на расплавленном содержимом ванны. И, пройдя в расплаве под двумя роликами, из ванны выходит алюминиевая проволока, покрытая ровным слоем олова.

алюминия. Острым инструментом или проволочной щеткой скоблится металл, припой заполняет царапины и соединяется с основным металлом. Такая пайка не дает удовлетворительных результатов, так как качество ее зависит от количества сделанных царапин. Важно предварительно залудить деталь, покрыть ее тонким слоем олова, но возможно ли это сделать?

Если в расплавленный, припой помеЗ стить алюминий и ввести ультразвук, в припое возникнет кавитация. Оксидная пленка мгновенно разрушится, и алюминий залудится.

Для пайки алюминия разработаны специальные конструкции ультразвуковых паяльников. В отличие от обычного паяльника, в прибор вмонтирован магиитно-стрикциоиный преобразователь, питающийся от специального влектронного устройства ( генератора).

Используя возможности мгновенного срыва оксидной пленки ультразвуком^ удается покрывать алюминий медью и серебром в гальванических ваннах. Это дает громадную экономию цветных металлов. Вместо медных проводов, например, можно применять дешевые алюминиевые, покрытые тонким слоем меди. Применяя ультразвук, осуществляют так-* же чистку металлических деталей от жира, ржавчины и т. п. загрязнений. Детали погружаются в ванну с моющей жидкостью, в которую вводится ультразвук. Высокие переменные давления, возникающие в жидкости за счет кавитации, надежно удаляют с деталей инородные вещества.

Мы рассмотрели только некоторые возможности использования ультразвука в технологии производства, но и эти немногочисленные примеры показывают, насколько перспективно применение ультразвуковой техники в промышленности.

у» звуке

Ультразвук «прощупывает» металл насквозь. При отсутствии дефекта на экране дефектоскопа мы наблюдаем 2 им* пульса: начальный и отраженный от дна (конца) изделия. При наличии изьяна появится третий дополнительный импульс, отраженный от дефекта. Путь его короче, и расстояние между импульсами укажет, на какой глубине находится раковина или трещина.