CN101791700B - 磁控管阴极组件用焊料环部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁控管阴极组件用焊料环部件的制造新方法。将原料粉末研磨2-30小时得到焊料粉末，将焊料粉末与少量易挥发、加热能全部分解掉的有机物混合均匀，得到具有一定流动性的焊料浆，利用自动涂浆装置将焊料浆涂敷在钼端帽凹槽处并形成一个规则的环状，将涂敷焊料浆后的钼端帽置于带有保护气体的炉子中，分别于150-550℃进行脱脂和于800-1700℃进行烧结，最终在钼端帽中形成焊料环部件。本方法的优点在于：极大地简化了焊料环现行生产工艺、实现了自动化连续生产，大大降低了成本、提高了产品性能和生产效率。

Description

磁控管阴极组件用焊料环部件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种磁控管阴极组件用焊料环部件的制造新方法。

背景技术

磁控管是诸如微波炉等高频加热系统的核心部件，而阴极组件则是磁控管的心脏，主要用于定向发射电子。磁控管阴极组件如图1所示，其主要构成如下：磁控线圈1的上端与下端通过焊料2分别与上钼端帽3和下钼端帽4连接；中心支杆5与上钼端帽3固定连接；边支杆6与下钼端帽4固定连接。

上述磁控管阴极组件装配过程如下：先将焊料环2装入上钼端帽3和下钼端帽4的凹槽内并固定，然后分别将上钼端帽3和中心支杆5、下钼端帽4和边支杆6固定连接，再将磁控线圈1装入上、下钼端帽凹槽处，最后将该组件在钎焊炉中进行热处理，将焊料环2熔化，从而将磁控线圈1固定在上、下钼端帽之间。

采用上述工艺制造磁控管阴极组件用焊料环部件存在以下问题：

(1)由于焊料环2需通过粉末冶金模压法生产，所需粉末颗粒细小易团聚，使得其流动性较差，较难自动均匀地填充模腔，所以用模压法生产焊料环前需对粉末进行制粒，成本较高；

(2)由于焊料环2属于薄壁件，在压制后脱模时，成形坯易粘附在模冲上，使自动化程度降低。而且成形坯强度很低，脱模时容易变形甚至开裂。

(3)由于焊料环2属于薄壁件，成形坯在烧结过程有一定几率的变形，成品率不高。同时，焊料粉末价格昂贵，烧结变形的焊料环无法循环使用，所以成本很高；

(4)上、下钼端帽与焊料环的配合间隙很小，如果在焊料环装入过程中发生偏心或倾斜，就会使焊料环无法正常装入，或者即使勉强装入也会使焊料环发生倾斜而装入不到位，则阴极组件在钎焊时焊料环熔化后无法将上、下钼端帽与磁控线圈很好地结合起来，从而影响磁控管的发射性能，甚至导致磁控管报废。

发明内容

利用粉末冶金模压方法生产磁控管阴极组件用焊料环部件，存在工序复杂、成本高、效率低、操作性差等缺点。本发明旨在提供一种工序简单、成本低、效率高、且可实现自动化生产的磁控管阴极组件用焊料环部件的制造方法。

本发明是通过以下步骤实现的：

(1)焊料粉末制备。将适量配比的元素粉末研磨2-30小时，得到混合均匀的焊料粉末。

(2)焊料浆制备。将步骤1中得到的焊料粉末与少量易挥发、加热能全部分解的有机物混合均匀，制成在室温下具有一定流动性的焊料浆。

(3)焊料浆涂敷。将上或下钼端帽固定在定位板上，利用自动涂浆装置精确地将步骤2中得到的焊料浆涂敷在钼端帽的凹槽处，形成一个规则的环状，该过程可实现自动化生产。

自动涂浆装置如图2所示。主要由工作台7、定位板8、针筒10、针头11和流体控制器13构成。其中工作台7可在水平方向移动或旋转，针头11可垂直移动、水平移动或圆周运动。将上或下钼端帽固定在工作台上的定位板上，如图2中9所示。将配制好的焊料浆12装入针筒10中。在流体控制器13中设置好工作台7与针头11的运动路径，再设置好涂浆时间、涂浆速度及压力。启动后就可以将焊料浆精确、均匀、高效、自动地涂敷到上、下钼端帽的凹槽处。

在自动涂浆过程中，针头相对钼端帽的运动有以下几种方式：(1)如图3所示，上钼端帽3或下钼端帽4固定不动，针头11与钼端帽凹槽底部垂直，针头11沿着钼端帽凹槽做圆周运动；(2)如图4所示，针头11固定不动，并与上钼端帽3或下钼端帽4凹槽底部垂直，钼端帽在工作台7带动下绕着其中心轴线做旋转运动；(3)如图5所示，上钼端帽3或下钼端帽4固定不动，针头11前端带有一定的弧度，针头11沿着钼端帽凹槽做圆周运动；(4)如图6所示，针头11固定不动，针头前端带有一定的弧度，上钼端帽3或下钼端帽4在工作台7带动下绕着其中心轴线做旋转运动；(5)如图7所示，针头11固定不动，针头11采用直针头且与上钼端帽3或下钼端帽4凹槽底部成一定角度，钼端帽在工作台7带动下绕着其中心轴线做旋转运动。也可以根据钼端帽形状特点，采用其它的运动形式。

(4)热处理。将涂敷好焊料浆的上、下钼端帽置于炉子中进行脱脂和烧结，保护气氛可以采用氢气、氮气、氩气或氢气与氮气的混合气体。在150-550℃区间应缓慢升温或保温进行脱脂，使焊料浆中的有机物缓慢挥发、分解，并被保护气体带出炉外。然后将粘附有焊料的钼端帽在最高温度为800-1700℃的范围内进行高温烧结，最终在钼端帽中形成焊料环部件。

本发明的优点在于：

(1)与传统工艺相比，本发明提供的方法由于不需要利用粉末冶金模压法成形焊料环，所以没有焊料粉末的制粒、模压等工序，大大简化了制备工艺，降低了成本。

(2)利用传统工艺制备焊料环，在制粒、模压、烧结过程中都会产生一定的粉末损失，由于焊料粉末价格昂贵，所以成本很高。而本发明中所提供方法的原料利用率接近100％，降低了成本。

(3)与传统工艺相比，本发明中提供的焊料环部件制造方法是采用自动涂浆装置将焊料浆自动化地、高效率地、精确地涂敷到上、下钼端帽的凹槽处，所以不存在焊料环不能装入、装入不到位、装入过程操作性差及效率低等问题，大大提高了生产效率和成品率。

(4)利用传统工艺在上、下钼端帽的凹槽处装入焊料环后，在后续的组件装配过程中，由于受振动的影响，焊料环容易发生松动。利用本发明提供的方法制造的焊料环部件，焊料在烧结后由于原子扩散，会与上、下钼端帽紧密连接，在后续的装配过程中不会发生松动现象，提高了产品的成品率。

附图说明

从以下结合附图对发明内容进行描述，将使本发明的上述以及其它方面的特点变得更为清晰，也更易于理解。其中：

图1是磁控管阴极组件示意图；

图2是自动涂浆装置示意图；

图3、图4、图5、图6、图7是在自动涂浆过程中，针头相对钼端帽运动的几种形式。

具体实施方式

以下将结合实例对本发明做进一步说明：

实例1

将适量的Mo粉和Ru粉在高能球磨机中研磨25h，制得分布均匀的焊料粉末。将该焊料粉末与少量的有机物，例如松油醇和乙基纤维素，混合均匀，得到具有一定流动性的焊料浆。采用自动涂浆装置和图3中所示的针头相对钼端帽的运动形式将焊料浆精确、均匀、高效地涂敷在钼端帽的凹槽处，并形成一个规则的环状。然后将涂敷焊料浆后的钼端帽在氢气气氛的炉子中脱脂、烧结。在150-550℃区间升温速率为1.5℃/min，烧结最高温度为1650℃，最终在钼端帽中形成焊料环部件。

实例2

将适量的Mo粉、Ru粉和Ni粉在高能球磨机中研磨15h，制得分布均匀的焊料粉末。将该焊料粉末与少量的有机物，例如松香、乙基纤维素和石蜡乳化液混合均匀，得到具有一定流动性的焊料浆。采用自动涂浆装置和图5中所示的针头相对钼端帽的运动形式将焊料浆精确、均匀、高效地涂敷在钼端帽的凹槽处，并形成一个规则的环状。然后将涂敷焊料浆后的钼端帽在氮气气氛的炉子中脱脂，在氢气气氛的炉子中烧结。在150-550℃区间升温速率为1℃/min，烧结最高温度为1450℃，最终在钼端帽中形成焊料环部件。

实例3

将适量的Mo粉、Fe粉和Ni粉在滚筒球磨机中研磨10h，制得分布均匀的焊料粉末。将该焊料粉末与少量的有机物，例如松香、氢化蓖麻油和石蜡乳化液混合均匀，得到具有一定流动性的焊料浆。采用自动涂浆装置和图7中所示的针头相对钼端帽的运动形式将焊料浆精确、均匀、高效地涂敷在钼端帽的凹槽处，并形成一个规则的环状。然后将涂敷焊料浆后的钼端帽在氩气气氛的炉子中脱脂，在氢气气氛的炉子中烧结。在150-550℃区间升温速率为2℃/min，烧结最高温度为1100℃，最终在钼端帽中形成焊料环部件。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种磁控管阴极组件用焊料环部件的制造方法，其特征在于按以下步骤进行加工：

(1)将焊料粉末与少量易挥发、加热能全部分解的有机物混合均匀，配制成具有一定流动性的焊料浆；

(2)利用自动涂浆装置将焊料浆均匀地涂敷到钼端帽的凹槽处并形成一个规则的环状；

(3)涂覆好焊料浆的钼端帽置于带有保护气氛的炉子中进行低温脱脂和高温烧结，保护气氛是氢气、氮气、氩气或氢气与氮气的混合气体；先在150-550℃缓慢升温并保温进行脱脂，使焊料浆中的有机物挥发、分解，并被保护气体带出炉外；然后将粘附有焊料的钼端帽在温度为800-1700℃的范围内进行烧结，最终在钼端帽中形成焊料环部件。

2.根据权利要求1所述一种磁控管阴极组件用焊料环部件的制造方法，其特征在于所述的自动涂浆装置，主要由工作台(7)、定位板(8)、针筒(10)、针头(11)和流体控制器(13)构成，所述的工作台(7)可在水平方向移动或旋转，针头(11)可垂直移动、水平移动或圆周运动；将上或下钼端帽固定在工作台上的定位板上；将配制好的焊料浆(12)装入针筒(10)中；在流体控制器(13)中设置好工作台(7)与针头(11)的运动路径，再设置好涂浆时间、涂浆速度及压力；启动后将焊料浆地涂敷到上、下钼端帽的凹槽处。

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