CN101315858A - 磁控管的钼支杆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁控管的钼支杆，包括屏蔽帽和钼支杆，其屏蔽帽和钼支杆为一体成型结构。本发明还公开了该磁控管的钼支杆制备方法，其是首先将钼粉与粘接树脂混合后，然后通过注射成型与钼支杆产品相似的注射胚，再用溶剂容掉粘接树脂，最后将注射胚进行热处理烧结得到钼支杆。本发明的钼支杆相对密度可达到理论密度的97％以上。本发明直接将屏蔽帽和钼杆注射成一体，从而取消了原有工艺中需要将屏蔽帽和钼杆对焊在一起的焊接工序，屏蔽帽和钼杆的连接强度比焊接的要高，解决了原有工艺中焊接强度问题。本发明的产品密度均匀，烧结时变形很小，提高了生产成品率，也提高了产品的尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高频电子微波发生器——磁控管中阴极部分钼支杆，还涉及该钼支杆的制备方法。
背景技术
磁控管中阴极部分钼支杆是用用纯度大于99.9％以上的钼制成；产品最小尺寸公差范围在0.03mm；如图1a和图1b所示，它是由屏蔽帽1和钼杆2组成。
现在钼支杆的生产在国内是空白，还没有一家公司能生产该产品。而国外能生产该产品的公司全球有四家掌握该项技术。参看图2，其生产的方案是：将钼支架组件先分成两部分生产：屏蔽帽1和钼杆2。屏蔽帽1的生产工艺是：先通过粉末压制成型技术将钼粉4压成屏蔽帽形状的毛坯5，再将毛坯5装在中频感应炉内，加热至1900℃以上，得到最终的屏蔽帽1产品。由于屏蔽帽的产品结构比较复杂：产品壁厚不一致，所以压制的时候容易形成毛坯密度不一致，在烧结过程中导致产品变形严重，尺寸不能达到设计要求，成品率不高。钼杆是直接采用标准的钼杆。最后的工艺是将屏蔽帽与钼杆焊接在一起，组成最终成品钼支架。焊接工艺是该产品较难的工艺，其特点是在：1、钼的熔点很高，普通焊接工艺不能将产品焊牢，多数有采用氩弧对焊工艺。2、产品体积很小，所以产品装夹不易，在焊接时容易将焊偏焊歪(屏蔽帽与钼杆不垂直，产品也是不合格)。上述难点都是困扰国内生产厂家，到现在多家研究厂家还没有突破这些技术难点。
中国发明专利公开号CN1787152公开的“真空管的制作方法”，其采用了在围绕钼杆伸出屏蔽帽部分的四周涂抹钌钼焊料、待焊料凝固再通过装设在钼杆外侧的高频线圈进行高频焊接的方法，虽然经过测试，屏蔽帽与钼杆的焊接强度，在垂直方向的拉拔力达到15kg时才会断裂，焊接处抗冷热冲击的强度合格。但是其还是没有解决屏蔽帽不垂直，带来的焊偏焊歪的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题第一方面在于提供一种磁控管的钼支杆。该磁控管的钼支杆解决了现有钼支杆加工困难，精度不高的问题。
本发明所要解决的技术问题第二方面在于提供上述磁控管的钼支杆的制备方法。该制备方法在于减少钼支杆组件的生产工序和提高批量生产时产品的精度要求，将钼支杆组件国产化。
作为本发明第一方面的磁控管的钼支杆，包括屏蔽帽和钼支杆，其特征在于，所述屏蔽帽和钼支杆为一体成型结构。
作为本发明第二方面的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于首先将钼粉与粘接树脂混合后，然后通过注射成型与钼支杆产品相似的注射胚，再用溶剂溶掉粘接树脂，最后将注射胚进行热处理烧结得到钼支杆。
在本发明的制备方法中，钼粉与粘接树脂混合后，进行造粒得到喂料颗粒。所述喂料颗粒的粒径为1～3mm。
在本发明的制备方法中，钼粉与粘接树脂混合是在130-150℃的温度范围内通过密炼机混合，再通过挤出机混炼好后，用粉碎机制成喂料颗粒。
在本发明的制备方法中，钼粉与粘接树脂的重量比为20∶1.7-1.9。
本发明的方法采用的钼粉为颗粒范围在0.8～3μm的纯钼粉。
本发明的方法采用的粘接树脂优选为石蜡基粘结树脂。该石蜡基粘结树脂的制备方法如下：将所述三种有机物石蜡，EVA，SA按照质量比为0.74～0.79∶0.20～0.25∶0.01～0.03的比例在125～135℃混炼2小时。
在本发明的制备方法中，注射胚的尺寸上比钼支杆最终产品的尺寸要大。
在本发明的制备方法中，注射成型步骤采用注射机注射成型，本发明的注射成型工艺参数为：注射压力为35-75kg/cm2，注射速度为40-75cm3/s，料筒第一段温度为130～145℃，第二段温度为110～120℃，第三段温度为85～95℃，第四段温度为60～70℃，定模温度为28～38℃，动模温度为26～36℃。
本发明采用的溶剂为正庚烷。溶掉粘接树脂时的温度在44-46℃，时间为8小时。
本发明热处理烧结采用真空中频感应炉进行，其在真空状态下通过阶段式升温过程将温度升至1950℃后、保温3小时，断电自然冷却24小时。
所述阶段式升温过程为先在3小时以内，将温度升至600℃，再在1小时内将温度升至1000℃，接着在2小时内，将温度升至1600℃，在1600℃下保温1小时，接着继续在2小时内，将温度升至1950℃。
由于采用了如上的技术方案，本发明的钼支杆相对密度可达到理论密度的97％以上，如达到9.8g/cm3。由于采用了粉末注射成型技术，直接将屏蔽帽和钼杆注射成一体，从而取消了原有工艺中需要将屏蔽帽和钼杆对焊在一起的焊接工序，而且由于是整体注射成型，所以屏蔽帽和钼杆的连接强度比焊接的要高，解决了原有工艺中焊接强度问题。本发明将混合均匀好的钼粉和石蜡基粘结树脂形成的喂料颗粒加热到140℃后有很强的流动性，可以像塑料注塑一样将喂料注射到模具型腔内，所以产品的密度均匀性很好。再将粘结剂脱除后，进行加热烧结使产品致密。由于产品密度均匀，所以烧结时变形很小，提高了生产成品率，也提高了产品的尺寸精度。
附图说明
图1a为现有钼支杆的屏蔽帽结构示意图。
图1b为现有钼支杆的钼杆结构示意图。
图2为现有钼支杆压制成型工艺流程图。
图3为本发明钼支杆制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
参看图3，磁控管的钼支杆3，包括屏蔽帽1和钼支杆2，屏蔽帽1和钼支杆2为一体成型结构。
参看图3，该钼支杆3采用粉末注射成型，首先将20kg颗粒范围在0.8～3μm的纯钼粉与1.8kg石蜡基粘结树脂在130-150℃的温度范围内通过密炼机混合，再通过挤出机混炼好后，用粉碎机制成喂料颗粒。喂料颗粒的粒径为1～3mm。
采用香港弘利公司的JPH-80型注射机，将喂料颗粒注射到模具中，得到与钼支杆3产品相似的注射胚7，注射胚7的尺寸上比钼支杆3最终产品的尺寸要大，注射成型的工艺参数可见表1：
表1
| 射出 | 压力(kg/cm2) | 速度(cm3/s) | 料筒 | 温度(℃) | 模具 | 温度(℃) |
| 射出 | 60～75 | 60～75 | 第一段 | 130～145 | 定模 | 28～38 |
| 射出 | 40～55 | 50～65 | 第二段 | 110～120 | 动模 | 26～36 |
| 射出 | 40～50 | 45～55 | 第三段 | 85～95 | ||
| 射出四 | 35～45 | 40～55 | 第四段 | 60～70 |
把注射胚7放到正庚烷中，在45℃±1℃温度条件下浸泡8小时，脱除注射胚7上的石蜡基粘结树脂。最后将注射胚7放到真空中频感应炉内，进行热处理烧结，最终得到钼支杆产品。
烧结时在真空状态下升温、保温共12小时，最高温度1950℃。生产周期为36小时，升温工艺见表2：
表2
| 序号 | 电流(A) | 温度(℃) | 时间(h) | 备注 |
| 1 | 100 | 0～600 | 3 | 升温、保温 |
| 2 | 110 | 600～1000 | 1 | 升温 |
| 3 | 130～140 | 1000～1300 | 1 | 升温 |
| 4 | 140～150 | 1300～1600 | 1 | 升温 |
| 5 | 150 | 1600 | 1 | 保温 |
| 6 | 150～160 | 1600～1800 | 1 | 升温 |
| 7 | 160～170 | 1800～1950 | 1 | 升温 |
| 8 | 170 | 1950 | 3 | 保温 |
| 9 | 断电 | 24 | 降温 | |
| 10 | 合计 | 36 |
采用的石蜡基粘结树脂的制备方法如下：
将所述三种有机物石蜡，EVA，SA按照质量比为0.74～0.79∶0.20～0.25∶0.01～0.03的比例在125～135℃混炼2小时。
本发明的粘结树脂也不局限于石蜡基粘结树脂，还可以是一些与钼粉能混合均匀，能注射成型注射胚7，并能被有关的溶剂溶解掉的粘结树脂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (15)
1、磁控管的钼支杆，包括屏蔽帽和钼支杆，其特征在于，所述屏蔽帽和钼支杆为一体成型结构。
2、一种制备权利要求1所述的磁控管的钼支杆的方法，其特征在于，首先将钼粉与粘接树脂混合后，然后通过注射成型与钼支杆产品相似的注射胚，再用溶剂容掉粘接树脂，最后将注射胚进行热处理烧结得到钼支杆。
3、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述钼粉与粘接树脂混合后，进行造粒得到喂料颗粒。所述喂料颗粒的粒径为1～3mm。
4、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述钼粉与粘接树脂混合是在130～150℃的温度范围内通过密炼机混合，再通过挤出机混炼好后，用粉碎机制成喂料颗粒。
5、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，钼粉与粘接树脂的重量比为20∶1.7～1.9。
6、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述钼粉为颗粒范围在0.8～3μm的纯钼粉。
7、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述粘接树脂优选为石蜡基粘结树脂。
8、根据权利要求7所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述石蜡基粘结树脂的制备方法如下：
将所述三种有机物石蜡，EVA，SA按照质量比为0.74～0.79∶0.20～0.25∶0.01～0.03的比例在125～135℃混炼2小时。
9、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述注射胚的尺寸上比钼支杆最终产品的尺寸要大。
10、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，注射成型步骤采用注射机注射成型。
11、根据权利要求10所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，注射成型工艺参数为：注射压力为35～75kg/cm2，注射速度为40～75(cm3/s)料筒第一段温度为130～145℃，第二段温度为110～120℃，第三段温度为85～95℃，第四段温度为60～70℃，定模温度为28～38℃，动模温度为26～36℃。
12、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，采用的溶剂为正庚烷。
13、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，溶掉粘接树脂时的温度在44～46℃，时间为8小时。
14、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述热处理烧结采用真空中频感应炉进行，其在真空状态下通过阶段式升温过程将温度升至1950℃后、保温3小时，断电自然冷却24小时。
15、根据权利要求2所述的磁控管的钼支杆制备方法，其特征在于，所述阶段式升温过程为先在3小时以内，将温度升至600℃，再在1小时内将温度升至1000℃，接着在2小时内，将温度升至1600℃，在1600℃下保温1小时，接着继续在2小时内，将温度升至1950℃。
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2007
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Open date: 20081203 |