CN102703944A - 一种真空器件化学镀厚铬方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种真空器件化学镀厚铬方法，采用一定成分的化学物质配制镀铬溶液，将多根芯杆按照一定方式固定，整体放入到镀铬溶液中，先进行大电流处理，活化了材料表面，便于镀层的沉积；然后将电流降低到正常电流，长时间电镀达到镀层所需的尺寸。本发明的优点在于：电镀铬层附着力强，镀层厚度厚。本发明可以用于螺旋线行波管的慢波系统中，具体为螺旋线绕制芯杆的制作。

Description

一种真空器件化学镀厚铬方法
【技术领域】
本发明属于微波电真空领域，具体属于真空器件中行波管的慢波组件螺旋线的制造领域。
【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是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形成螺旋线，绕制结束后将绕制有螺旋线的芯杆取下，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。
由于工作频率高，螺旋线的尺寸比较小，从而要求芯杆直径小、长度长、直径方向精度高。螺旋线在其上绕制时需要采用一定的方式才能达到行波管需要的精度，然后连同芯杆共同进行一系列的机械、热、化学处理，螺旋线的节距均不能发生变化，这要求芯杆和螺旋线之间的作用力要大。同时，在螺旋线一系列处理后，螺旋线还要无损伤的从芯杆上取出。常用的方法是直接将螺旋线绕制在芯杆上，取下时旋动螺旋线直径取出，这样由于旋动螺旋线，会影响螺旋线节距的精度，进而会影响螺旋线制作的行波管的参数。现在采用一种金属在芯杆上，绕制时在芯杆表面，取出螺旋线时，采用化学方法无损伤的取掉该物质，在芯杆和螺旋线中留有一定的间隙，便于螺旋线的取出。这种物质有时选取的是金属铬。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种真空器件化学镀厚铬方法，在行波管用芯杆上电镀一层较厚的铬层。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种真空器件化学镀厚铬方法，包括下述步骤：
步骤1：配制化学镀铬溶液；
步骤2：固定待电镀的芯杆；
步骤3：将阳极放入电镀液内，将芯杆放入到电镀液内并连接电源的阴极；
步骤5：打开电镀电源，对芯杆电镀。
作为本发明的进一步改进，所述真空器件化学镀厚铬方法还包括在所述步骤3和步骤5之间的步骤4：电镀溶液保持50-60℃的温度，保持电镀的电流密度均匀。
作为本发明的进一步改进，所述步骤5中，对芯杆进行电镀时，先进行大电流电镀，活化材料表面，便于镀层的沉积，然后降低电镀电流，长时间电镀达到镀层所需的尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述步骤5中，大电流电镀的电流密度为20-25A/dm2，保持时间为1-2分钟；降低后的电流密度为10-15A/dm2。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1中，镀铬溶液配方为：铬酸：300-350克/升、硫酸：3-4 克/升、水余量，配制时，先将铬酸倒入水中，搅拌均匀倒入硫酸。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1中镀铬溶液配方中的水为50℃~70℃的温水。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2中，固定芯杆的方式为：将芯杆两端固定，离两端距离为10-15mm，采用软铜丝固定；多根芯杆竖直排放，芯杆间隙为5-8mm。
作为本发明的进一步改进，当所述芯杆采用上述固定方式时，所述步骤3进一步具体为，将电镀所需的两块铅阳极板放入电镀槽的电镀液内，分别放在芯杆电镀位置的两侧，连接电镀电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒连接电镀电源的阴极（-），放在电镀液的上方；将芯杆浸入电镀溶液内并将其两根细铜丝连接在铜棒上。
作为本发明的进一步改进，步骤5后还包括步骤6，芯杆电镀到厚度满足时，取出芯杆，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干，芯杆镀铬制作完成。
本发明一种真空器件使用化学镀厚铬方法的优点在于：
1、芯杆电镀镀层厚度较厚，可以达到0.1-0.15mm；
2、电镀镀层附着力强，表面无缺陷。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是镀铬后芯杆的示意图；
图2是镀铬时芯杆固定示意图；
图3是芯杆镀铬时的示意图。
【具体实施方式】
第一实施例
本发明一种真空器件使用化学镀厚铬方法的具体实施步骤如下：
1．配制镀铬溶液:按下列成份制备镀铬电解液：铬酸：300克/升、硫酸：4 克/升、水余量。配制时，按计算过的数量称取铬酸，将铬酸倒入计算好数量的50℃的温水中，搅拌均匀倒入称取好的硫酸，再搅拌均匀。
2．按照一定的方式固定待电镀的芯杆：如图2所示，具体为采用两根软铜丝将芯杆两端固定，固定位置离芯杆两端距离为10；一次可同时电镀多根芯杆，多根芯杆分别平放，采用两根软铜丝将芯杆两端固定，在固定时多根芯杆在竖直方向上相互平行，两根相邻芯杆间空隙为5mm。
3. 如图3所示，将电镀所需的两块铅阳极板2放入电镀槽1的电镀液5内，分别放在芯杆3电镀位置的两侧，连接电镀电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒4连接电镀电源的阴极（-），放在电镀溶液的上方；将已化学清洗的多根芯杆3浸入电镀溶液内并将其两根细铜丝连接在铜棒4上。
4．电镀溶液保持一定的温度，温度保持在50℃。；
5．打开电镀电源，对芯杆3进行大电流电镀，电流密度为20A/dm2，保持时间为2分钟；然后降低后的电流密度为15 A/dm2；每隔2小时取出芯杆测量电镀外径，判断沉降速度，然后适当调节电镀电压，一般沉降速度为5-8μm/小时。
6.厚度满足时，取出芯杆3，如图1所示，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干，芯杆镀铬制作完成。
铬层的厚度可以在0.10-0.15mm之间，具体厚度和电镀工作电流下的时间成正比。
第二实施例
本发明一种真空器件使用化学镀厚铬方法的具体实施步骤如下：
1．配制镀铬溶液:按下列成份制备镀铬电解液：铬酸：350克/升、硫酸：3克/升、水余量。配制时，按计算过的数量称取铬酸，将铬酸倒入计算好数量的70℃的温水中，搅拌均匀倒入称取好的硫酸，再搅拌均匀。
2．按照一定的方式固定待电镀的芯杆：如图2所示，具体为采用两根软铜丝将芯杆两端固定，固定位置离芯杆两端距离为15；一次可同时电镀多根芯杆，多根芯杆分别平放，采用两根软铜丝将芯杆两端固定，在固定时多根芯杆在竖直方向上相互平行，两根相邻芯杆间空隙为8mm。
3. 如图3所示，将电镀所需的两块铅阳极板2放入电镀槽1的电镀液5内，分别放在芯杆3电镀位置的两侧，连接电镀电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒4连接电镀电源的阴极（-），放在电镀溶液的上方；将已化学清洗的多根芯杆3浸入电镀溶液内并将其两根细铜丝连接在铜棒4上。
4．电镀溶液保持一定的温度，温度保持在60℃。；
5．打开电镀电源，对芯杆3进行大电流电镀，电流密度为25A/dm2，保持时间为1分钟；然后降低后的电流密度为10 A/dm2；每隔2小时取出芯杆测量电镀外径，判断沉降速度，然后适当调节电镀电压，一般沉降速度为5-8μm/小时。
6.厚度满足时，取出芯杆3，如图1所示，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干，芯杆镀铬制作完成。
铬层的厚度可以在0.10-0.15mm之间，具体厚度和电镀工作电流下的时间成正比。
第三实施例
本发明一种真空器件使用化学镀厚铬方法的具体实施步骤如下：
1．配制镀铬溶液:按下列成份制备镀铬电解液：铬酸：320克/升、硫酸：3.5克/升、水余量。配制时，按计算过的数量称取铬酸，将铬酸倒入计算好数量的60℃的温水中，搅拌均匀倒入称取好的硫酸，再搅拌均匀。
2．按照一定的方式固定待电镀的芯杆：如图2所示，具体为采用两根软铜丝将芯杆两端固定，固定位置离芯杆两端距离为13；一次可同时电镀多根芯杆，多根芯杆分别平放，采用两根软铜丝将芯杆两端固定，在固定时多根芯杆在竖直方向上相互平行，两根相邻芯杆间空隙为7mm。
3. 如图3所示，将电镀所需的两块铅阳极板2放入电镀槽1的电镀液5内，分别放在芯杆3电镀位置的两侧，连接电镀电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒4连接电镀电源的阴极（-），放在电镀溶液的上方；将已化学清洗的多根芯杆3浸入电镀溶液内并将其两根细铜丝连接在铜棒4上。
4．电镀溶液保持一定的温度，温度保持在55℃。；
5．打开电镀电源，对芯杆3进行大电流电镀，电流密度为22A/dm2，保持时间为1.5分钟；然后降低后的电流密度为13 A/dm2；每隔2小时取出芯杆测量电镀外径，判断沉降速度，然后适当调节电镀电压，一般沉降速度为5-8μm/小时。
6.厚度满足时，取出芯杆3，如图1所示，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干，芯杆镀铬制作完成。
铬层的厚度可以在0.10-0.15mm之间，具体厚度和电镀工作电流下的时间成正比。
本发明可以用于螺旋线行波管的慢波系统，采用此方法镀铬的芯杆制作的螺旋线，螺旋线的节距精度可以在X波段达到0.01mm以内的精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1：配制化学镀铬溶液；
步骤2：固定待电镀的芯杆；
步骤3：将阳极放入电镀液内，将芯杆放入到电镀液内并连接电源的阴极；
步骤5：打开电镀电源，对芯杆电镀。
2.根据权利要求1所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述真空器件化学镀厚铬方法还包括在所述步骤3和步骤5之间的步骤4：电镀溶液保持50-60℃的温度，保持电镀的电流密度均匀。
3.根据权利要求1所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤5中，对芯杆进行电镀时，先进行大电流电镀，活化材料表面，便于镀层的沉积，然后降低电镀电流，长时间电镀达到镀层所需的尺寸。
4.根据权利要求3所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：大电流电镀的电流密度为20-25A/dm2，保持时间为1-2分钟；降低后的电流密度为10-15 A/dm2。
5.根据权利要求1所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤1中，镀铬溶液配方为：铬酸：300-350克/升、硫酸：3-4 克/升、水余量，配制时，先将铬酸倒入水中，搅拌均匀倒入硫酸。
6.根据权利要求5所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤1中镀铬溶液配方中的水为50℃~70℃的温水。
7.根据权利要求1所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤2中，固定芯杆的方式为：将芯杆两端固定，离两端距离为10-15mm，采用软铜丝固定。
8.根据权利要求7所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤2中，当一次电镀多根芯杆时，多根芯杆分别平放，采用两根软铜丝将芯杆两端固定，在固定时多根芯杆在竖直方向上相互平行，两根相邻芯杆间空隙为为5-8mm。
9.根据权利要求8所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤3进一步具体为，将电镀所需的两块铅阳极板放入电镀槽的电镀液内，分别放在芯杆电镀位置的两侧，连接电镀电源的阳极（+）；将一根清洗干净的铜棒连接电镀电源的阴极（-），放在电镀液的上方；将芯杆浸入电镀溶液内并将其两根细铜丝连接在铜棒上。
10.根据权利要求1所述的一种真空器件化学镀厚铬方法，其特征在于：所述步骤5后还包括步骤6，芯杆电镀到厚度满足时，取出芯杆，用自来水清洗，酒精脱水，然后烘干，芯杆镀铬制作完成。
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