CN102677142A - 一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法 - Google Patents

一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，包括1）配制电化学抛光溶液；2）对电化学溶液进行前期处理；3）对螺旋线进行电化学抛光；4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干。该种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法按照一定的电流在一定时间内完成电化学抛光处理过程，完成螺旋线的抛光处理。电化学抛光还可以将螺旋线的外径方向尺寸减小。最后形成表面光亮的螺旋线，光洁度得到提高，减小螺旋线使用时的高频损耗，而且在X波段70W螺旋线行波管的慢波系统应用中，采用此工艺，输出功率提高了30%。

Description

一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法
技术领域
本发明涉及真空器件中行波管的慢波组件螺旋线的制造领域，尤其是涉及一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法。
背景技术
在微波领域中，行波管是将带宽和增益结合的最好的器件，其中螺旋线行波管应用最为广泛，其高频电路一般是一根螺旋线型金属丝或者金属带，由三根或更多介质杆夹持并固定在金属管壳内。螺旋线型金属丝的基本作用提供一个轴向传播速度接近电子运动速度并具有足够强的轴向电场的高频电磁波，使电磁波与电子注相互作用使信号得到放大。金属丝被称作为螺旋线，为高频能量与和电子束能量交换和高频能量传输的载体， 金属丝材料一般为带状结构，在行波管内部使用时为弹簧状，具有一定的内外径和一定的节距。螺旋线材料一般为难熔金属钼，钼材通过特制的车床绕制在芯杆上，绕制结束后取下芯杆和螺旋线，然后进行后续的热处理、机械处理和化学处理，在这些后续的处理中钼材一直固定在芯杆上，保持绕制时的节距，在处理结束后取下芯杆，螺旋线就制作结束。
螺旋线尺寸比较小，一般X波段直径在1-2mm左右。螺旋线制作结束后，具有一定的内外径和节距精度。由于经过热处理、机械处理和化学处理，螺旋线内部表面的光洁度变差，导致在制作整管时，影响高精度的慢波装配和行波管工作时的微波传输，增大了微波损耗，降低了高频互作用效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其目的是针对钼材料的螺旋线，对经过系列处理后的有一定内外径和节距精度要求的螺旋线进行电化学抛光，使其表面变亮，具有较好的光洁度。
本发明的技术方案是该种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法包括：
1）配制电化学抛光溶液：将称量好的磷酸和硫酸倒入已放入水的工作槽中并不断搅拌，且磷酸、硫酸和水按照8:3:3的配比进行称量；
2）对电化学溶液进行前期处理：先采用夹具模拟螺旋线进行试验，夹具接在金属棒上，金属棒接在电源的阳极上，夹具的两侧设有连接在电源阴极上的金属板，夹具和金属板均放置在工作槽中的电化学溶液中，并浸没在溶液内部，接通直流电源持续一段时间；
3）对螺旋线进行电化学抛光：将螺旋线接在金属棒上，金属棒接在电源的阳极上，螺旋线两侧设有设有连接在电源阴极上的金属板，螺旋线和金属板均放置在工作槽中的电化学溶液中，并浸没在溶液内部，接通电源持续一段时间；
4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干：将抛光后的螺旋线整体平放在漏水的金属筐内，在流动的水中冲洗，然后将金属筐放入烘箱中进行烘烤并持续一段时间，烘烤结束后即完成螺旋线的抛光。
在所述的步骤2）对电化学溶液进行前期处理中，直流电源的最大电流为50A,电源电流为20-25A，持续时间为1.5-2小时。
在所述的步骤3）对螺旋线进行电化学抛光中，电源电流为20-40A，在电化学抛光前后测量螺旋线的外径，并根据抛光前后螺旋线外径的变化控制持续时间的长短。
在所述的步骤3）对螺旋线进行电化学抛光中，持续时间优选为30-90秒，电化学抛光过程中电化学溶液的温度不得超过50℃，温度过高时，停止处理，并采用冷却措施。
在所述的步骤4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干中，在流动的水中冲洗30秒以上，烘箱内的烘烤温度控制在80-100℃，并持续20分钟以上。
在所述的步骤4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干中，在流动的水中冲洗30秒以上，烘箱内的烘烤温度控制在80-100℃，并持续20分钟以上。
该种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法按照一定的电流在一定时间内完成电化学抛光处理过程，完成螺旋线的抛光处理。电化学抛光还可以将螺旋线的外径方向尺寸减小。最后形成表面光亮的螺旋线，光洁度得到提高，减小螺旋线使用时的高频损耗，而且在X波段70W螺旋线行波管的慢波系统应用中，采用此工艺，输出功率提高了30%。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中螺旋线的结构示意图。
在图1-2中，1：工作槽；2：金属板；3：螺旋线；4：金属棒；5：电化学溶液。
具体实施方式
由图1-2所示结构可知，该种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法包括：
1）配制电化学抛光溶液：将称量好的磷酸和硫酸倒入已放入水的工作槽1中并不断搅拌，且磷酸、硫酸和水按照8:3:3的配比进行称量；
2）对电化学溶液进行前期处理：先采用夹具模拟螺旋线3进行试验，夹具材料和螺旋线相同，长度、外径和螺旋线类似，为实体细长结构，夹具接在金属棒4上，金属棒4接在电源的阳极上，夹具的两侧设有连接在电源阴极上的金属板2，夹具和金属板2均放置在工作槽1中的电化学溶液5中，并浸没在溶液内部，接通直流电源持续1.5-2小时；在该步骤2）中，直流电源的最大电流为50A,电源电流为20-25A；金属板和金属棒材料均为紫铜。
3）对螺旋线进行电化学抛光：将螺旋线3接在金属棒4上，金属棒4接在电源的阳极上，螺旋线3两侧设有设有连接在电源阴极上的金属板2，螺旋线3和金属板2均放置在工作槽1中的电化学溶液5中，并浸没在溶液内部，接通电源持续一段时间；在该步骤3）中，电源电流为20-40A，在电化学抛光前后测量螺旋线3的外径，并根据抛光前后螺旋线3外径的变化控制持续时间的长短，持续时间优选为30-90秒，电化学抛光过程中电化学溶液5的温度不得超过50℃，温度过高时，停止处理，并采用冷却措施。
4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干：将抛光后的螺旋线3整体平放在漏水的金属筐内，在流动的水中冲洗，然后将金属筐放入烘箱中进行烘烤并持续一段时间，烘烤结束后即完成螺旋线的抛光。在该步骤4）中，在流动的水中冲洗30秒以上，烘箱内的烘烤温度控制在80-100℃，并持续20分钟以上。
该种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法按照一定的电流在一定时间内完成电化学抛光处理过程，完成螺旋线的抛光处理。电化学抛光还可以将螺旋线的外径方向尺寸减小。最后形成表面光亮的螺旋线，光洁度得到提高，减小螺旋线使用时的高频损耗，而且在X波段70W螺旋线行波管的慢波系统应用中，采用此工艺，输出功率提高了30%。

Claims (6)

1.一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：所述的电化学抛光方法包括，
1）配制电化学抛光溶液：将称量好的磷酸和硫酸倒入已放入水的工作槽（1）中并不断搅拌，且磷酸、硫酸和水按照8:3:3的配比进行称量；
2）对电化学溶液进行前期处理：先采用夹具模拟螺旋线（3）进行试验，夹具材料和螺旋线相同，长度、外径和螺旋线类似，为实体细长结构，夹具接在金属棒（4）上，金属棒（4）接在电源的阳极上，夹具的两侧设有连接在电源阴极上的金属板（2），夹具和金属板（2）均放置在工作槽（1）中的电化学溶液（5）中，并浸没在溶液内部，接通直流电源持续一段时间；
3）对螺旋线进行电化学抛光：将螺旋线（3）接在金属棒（4）上，金属棒（4）接在电源的阳极上，螺旋线（3）两侧设有设有连接在电源阴极上的金属板（2），螺旋线（3）和金属板（2）均放置在工作槽（1）中的电化学溶液（5）中，并浸没在溶液内部，接通电源持续一段时间；
4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干：将抛光后的螺旋线（3）整体平放在漏水的金属筐内，在流动的水中冲洗，然后将金属筐放入烘箱中进行烘烤并持续一段时间，烘烤结束后即完成螺旋线的抛光。
2.根据权利要求1所述的一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：在所述的步骤2）对电化学溶液进行前期处理中，直流电源的最大电流为50A,电源电流为20-25A，持续时间为1.5-2小时。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：在所述的步骤3）对螺旋线进行电化学抛光中，电源电流为20-40A，在电化学抛光前后测量螺旋线（3）的外径，并根据抛光前后螺旋线（3）外径的变化控制持续时间的长短。
4.根据权利要求3所述的一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：在所述的步骤3）对螺旋线进行电化学抛光中，持续时间优选为30-90秒，电化学抛光过程中电化学溶液（5）的温度不得超过50℃，温度过高时，停止处理，并采用冷却措施。
5.根据权利要求3所述的一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：在所述的步骤4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干中，在流动的水中冲洗30秒以上，烘箱内的烘烤温度控制在80-100℃，并持续20分钟以上。
6.根据权利要求1或2或4所述的一种用于行波管螺旋线的电化学抛光方法，其特征在于：在所述的步骤4）电化学抛光后的螺旋线清洗、烘干中，在流动的水中冲洗30秒以上，烘箱内的烘烤温度控制在80-100℃，并持续20分钟以上。
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