Способ изготовления испарителя контурной тепловой трубы

(51) 1 281) 15114 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСПАРИТЕЛЯ КОНТУРНОЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии (ВУ)(72) Авторы Мазюк Виктор Васильевич Рак Анатолий Леонидович Пучко Анатолий Александрович (ВУ)научное учреждение Институт по- 511 1402788 А 1, 1988.Способ изготовления испарителя контурной тепловой трубы, включающий формование фитиля из порошковой шихты и спекание, отличающийся тем, что формование фитиля осуществляют в корпусе испарителя путем прессования в осевом направлении ШИХТЫ, состоящей из порощка титана и 16 мас. порощка алюминия, а спекание осуществляют при (700 1 10) С.Изобретение относится К области теплотехники, а именно К способам изготовления испарителей контурных тепловых труб, и может быть использовано при создании эффективного теплообменного оборудования.Известен способ изготовления испарителя контурной тепловой трубы, включающий изостатическое прессование и спекание порошкового испарителя в виде толстостенного стакана с донышком, нарезание на наружной поверхности фитиля пароотводящих каналов и посадку фитиля в корпус 1.Недостатками данного способа являются сложность технологии и низкие эксплуатаЦионнь 1 е свойства получаемых испарителей. Нарезание пароотводящих каналов на наружной поверхности фитиля приводит к тому, что значительная часть внутренней поверхности корпуса испарителя не соприкасается с капиллярно-пористым материалом фитиля, при работе испарителя возникает значительная неравномерность теплового потока, подводимого к капиллярно-пористому материалу. Плотность теплового потока вблизи линии раздела паровой канал - капиллярно-пористый материал - корпус на порядок превосходит среднее по поверхности корпуса значение, что приводит к преждевременному пересыханию фитиля и ограничению испарительной способности.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ, включающий радиальную напрессовку фитиля непосредственно на корпус испарителя изнутри при использовании для образования паровых каналов закладных деталей (спиц), извлекаемых из прессовки перед спеканием 2.Недостатком данного способа является невозможность изготовления испарителей контурных тепловых труб с мелкопористыми фитилями, обеспечивающими высокое капиллярное давление. Для получения мелкопористых фитилей необходимо использовать тонкодисперсный порощок, который при спекании претерпевает значительную Центральную усадку, что приводит к образованию зазора между фитилем и корпусом. Недостатком известного способа является также сложность технологии. Реализация способа требует использования громоздкого дорогостоящего оборудования для изостатического прессования, характеризуется низкой производительностью и высокими энергосиловь 1 ми затратами.Задача, которую рещает предлагаемое изобретение, заключается в упрощении технологии изготовления испарителя контурной тепловой трубы с мелкопористым фитилем при обеспечении плотного теплового и механического контакта между фитилем и корпусом испарителя.Поставленная задача реализуется тем, что в способе изготовления испарителя контурной тепловой трубы, включающем формование фитиля из порощковой щихты и спекание,формование фитиля осуществляют в корпусе испарителя путем прессования в осевом направлении щихты, состоящей из порощка титана и 16 мас. порощка алюминия, а спекание осуществляют при (700110) С.Предлагаемый способ поясняется схемой прессования порощкового фитиля испарителя контурной тепловой трубы.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Предварительно готовится порощковая щихта для формования фитиля, состоящая из основной тонкодисперсной титановой порощковой компоненты и алюминиевой порощковой добавки в весовом отнощении 16 , вызывающей в процессе спекания объемный рост основной титановой порощковой компоненты. На первом этапе формования производится сборка корпуса испарителя 1, неподвижного нижнего пуансона 2 и основания 3 с закрепленными в нем каналообразующими стержнями 4. Внутрь корпуса 1 на нижний пуансон 2 засыпается подготовленная порощковая щихта 5 в количестве, необходимом для формования доныщка фитиля. В корпус 1 вставляются подвижный верхний пуансон 7 с отверстиями для прохода каналообразующих стержней 4 и Центральный стержень 6. Посредством давления, 2оказываемого одновременно на верхние торцы верхнего пуансона 7 И центрального стержня 6, осуществляется прессование донышка фитиля. После этой операции центральный стержень 6 фиксируется в занимаемом положении, а верхний пуансон 7 поднимается над корпусом (без снятия с каналообразующих стержней).На втором этапе формования фитиля внутрь корпуса 1 в пространство, ограниченное стенкой корпуса и Центральным стержнем 6, засыпается подготовленная порошковая шихта в количестве, необходимом для формования стенки фитиля. Посредством давления,оказываемого на верхний торец подвижного верхнего пуансона 7, осуществляется прессование стенки фитиля. После этой операции при зафиксированных в занимаемых положениях верхнем пуансоне 7, нижнем пуансоне 2 и центральном стержне 6 осуществляется перемещение основания 3 вниз с выдвижением каналообразующих стержней 4 до положения, в котором верхние торцы каналообразующих стержней 4 находятся на одном уровне с нижним торцом верхнего пуансона 7. Верхний пуансон 7 извлекается из корпуса 1 со снятием с каналообразующих стержней 3.На третьем этапе формования фитиля внутрь корпуса 1 в пространство, ограниченное стенкой корпуса и центральным стержнем 6, засыпается подготовленная порошковая шихта в количестве, необходимом для формования крышки фитиля. Верхний пуансон 7 заменяется аналогичным по внешней конфигурации, но без отверстий для прохода каналообразующих стержней. Посредством давления, оказываемого на верхний торец подвижного верхнего пуансона 7, осуществляется прессование крышки фитиля. После этой операции при зафиксированных в занимаемых положениях верхнем пуансоне 7, нижнем пуансоне 2 и центральном стержне 6 осуществляется перемещение основания 3 вниз с полным выдвижением каналообразующих стержней 4 из нижнего пуансона 2. При зафиксированных в занимаемых положениях верхнем пуансоне 7 и нижнем пуансоне 2 центральный стержень 6 полностью выдвигается из сборки. Завершающей операцией формования является извлечение из корпуса 1 верхнего пуансона 6 и нижнего пуансона 2.Операцию спекания фитиля осуществляют по технологическому режиму, соответствующему составу использованной для формования порошковой шихты. Благодаря тому,что в порошковой шихте помимо основной тонкодисперсной титановой порошковой компоненты содержится алюминиевая порошковая добавка в весовом отношении 16 , вь 1 зь 1 вающая в процессе спекания объемный рост частиц основной порошковой компоненты,вся порошковая засыпка в процессе спекания стремится к расширению. В результате получаемый мелкопористый фитиль имеет совершенный контакт с корпусом испарителя контурной тепловой трубы.Изготавливают испаритель контурной тепловой трубы с порошковым фитилем на основе титана, рассчитанный на мощность испарения 1800 Вт. Корпус испарителя имеет внутренний диаметр 22 мм и длину 200 мм. Комплект оснастки включает основание с закрепленными в нем пятнадцатью каналообразующими стержнями диаметром 2 мм и центральный стержень диаметром 8 мм. Предварительно готовят порошковую шихту для формования фитиля, состоящую из тонкодисперсного порошка титана ПТОМ в качестве основной компоненты (84 весовых процента) и алюминиевого порошка ПА-4 в качестве добавки (16 весовых процентов). Последовательно выполняют три описанных выше этапа осевого прессования фитиля, используя навески шихты соответственно 3,6 г, 88,8 г, 3,6 г. Усилия прессования при этом соответственно составляют 800 кГ, 600 кГ и 800 кГ.Заготовку испарителя со сформованным фитилем спекают в вакууме при температуре(700110) С в течение 1 ч. В процессе спекания системы титан-алюминий образуется жидкая фаза. Система титан-алюминий обладает односторонней растворимостью алюминия в титане. Так как последний очень мало растворим в алюминии вплоть до температур 10001200 С, то при жидкофазном спекании роль диффузии из жидкой фазы в твердую является превалирующей. Вследствие этого частицы титана увеличиваются в размерах и вся по ВУ 8692 С 12006.12.30рошковая засыпка в процессе спекания стремится К расширению. В результате создается совершенный контакт между фитилем и корпусом испарителя, так что создаваемое испарителем капиллярное давление определяется не зазором между фитилем и внутренней поверхностью корпуса, а средним гидравлическим размером пор фитиля, равным 4 мкм.Таким образом, предлагаемый способ изготовления испарителя контурной тепловой трубы позволяет обеспечить совершенный тепловой и механический контакт между мелкопористь 1 м фитилем и корпусом испарителя без использования сложного оборудования,требующего высоких энергосиловых и трудовых затрат.1. Реут О.П. , Богинский Л.С, Петюшик Е.Е. Сухое изостатическое прессование уплотняемь 1 х материалов. - Мн. Дэбор, 1998. - С. 222.2. Реут О.П. , Богинский Л.С, Петюшик Е.Е. Сухое изостатическое прессование уплотняемь 1 х материалов. - Мн. Дэбор, 1998. - С. 224 (прототип).Национальный Центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.