CN103028859A - 一种磁控管阴极组件用焊料环、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽 - Google Patents

一种磁控管阴极组件用焊料环、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁控管阴极组件用焊料环、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽。本发明通过喷雾造粒的方式制备成分均匀的焊料粉末，通过模压成形制得磁控管阴极组件用焊料环，并用粘结组合的方式制得连接有该焊料环的钼端帽。本发明的焊料环具有良好的焊接性能；本发明焊料环所用焊料粉末的组分均匀，解决了由于焊料组分均匀问题造成的焊接质量问题；本发明的制造方法成品率高，降低了生产成本；本发明的连接有上述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，简化了后续的焊接工艺，且其制造方法简便易行，成品率高。

Description

一种磁控管阴极组件用焊料环、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽
技术领域
本发明涉及一种磁控管阴极组件用焊料环、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽，属于粉末冶金制造领域。
背景技术
磁控管阴极组件中的核心部件磁控线圈材质为钨合金，钼端帽材质为钼。为了形成一个闭合回路，磁控线圈必须与钼端帽焊接在一起。但是钨合金与钼同属高温材料，直接焊接异常困难，目前的办法是采用一种中间焊料。资料显示目前比较常用的磁控管组件用焊料体系有铁钼镍体系与钌钼镍体系，性能最好及应用最多的为钌钼镍体系，但现有技术制造的钌钼镍焊料环制备材料的均匀性较差，影响钼端帽与磁控线圈的焊接质量。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钌钼镍焊料环配方、制造方法及连接有该焊料环的钼端帽，来满足客户的焊接要求。
本发明的技术方案如下：
一种磁控管阴极组件用焊料环，包括金属粉末体系和成形剂体系，所述金属粉末体系中包含钌粉、钼粉和镍粉，所述成形剂体系中包含有效成分聚乙烯醇和聚乙二醇，成形剂体系中的溶剂为蒸馏水。
优选的，所述成形剂体系为聚乙烯醇和聚乙二醇的水溶液。
优选的，所述成形剂体系的有效成分由聚乙烯醇和聚乙二醇组成，两者的重量比为5~10：1，成形剂体系的浓度为0.02~0.1g/mL。
优选的，所述金属粉末体系与成形剂体系溶液的重量比为3~6：1。
优选的，所述金属粉末体系中的钌粉、钼粉和镍粉的重量比为：10~30：40~60：10~40。
一种上述磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，搅拌溶解，得成形剂体系溶液；
（2）按比例称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，按比例加入上述成形体系溶液，进行湿法球磨，得浆料；
（3）将所述浆料进行雾化干燥造粒，得造粒粉末；
（4）将上述造粒粉末分别过80目与400目筛，得焊料粉末；
（5）将上述焊料粉末装入模具内模压成形，得压坯；
（6）将上述压坯放入烧结炉中，在氢气气氛中烧结，得到产品。
优选的，所述步骤（1）的成形剂中聚乙烯醇和聚乙二醇的重量比为5~10：1，成形剂体系的浓度为0.02~0.1g/mL。
优选的，所述步骤（2）中钌粉、钼粉和镍粉的重量比为：10~30：40~60：10~40，金属粉末体系与成形剂体系溶液的重量比为3~6：1，磨球与金属粉末体系的重量比为3~7：1，球磨时间为10~20小时。
优选的，所述步骤（5）中的模压成形采用单向压制方式，成形密度为5.5~7.5g/cm3，成形速率为13~20支/分钟。
优选的，所述步骤（6）中的烧结温度为1100~1300℃，烧结时间为30~60分钟。
一种连接上述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，其制作方法包括如下步骤：
（1）配制粘接液：按5~10：1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，配制成浓度为0.1~0.3g/mL的成形剂体系；按10~30：40~60：10~40的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，再加入上述成形剂体系，进行湿法球磨，得粘接液；
（2）将权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环通过上述粘接液粘附于钼端帽上，在氢气气氛中烧结后，冷却即得该连接有权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽。
优选的，所述金属粉末体系与成形剂体系溶液的重量比为3~6：1，磨球与金属粉末体系的重量比为3~7：1，球磨时间为10~20小时。
优选的，所述步骤（2）的烧结温度为1300~1500℃，烧结时间为30~60分钟。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的磁控管阴极组件用焊料环，包括金属粉末体系和成形剂体系，所述金属粉末体系中包含钌粉、钼粉和镍粉，所述成形剂体系中包含有效成分聚乙烯醇和聚乙二醇，成形剂体系中的溶剂为蒸馏水，该焊料环具有良好的焊接性能，能够将磁控线圈和钼端帽有效的焊接在一起；
（2）本发明的制造方法通过喷雾造粒的方式制备，使得焊料环所用焊料粉末的组分均匀，解决了由于焊料组分均匀问题造成的焊接质量问题；
（3）本发明的制造方法成品率高，降低了生产成本；
（4）本发明的连接有上述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，简化了后续的焊接工艺，且其制造方法简便易行，成品率高。
附图说明
图1为本发明的造粒粉末的250倍扫描电镜图；
图2为本发明的造粒粉末的500倍扫描电镜图；
图3为本发明的连接有所述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽的上端帽的横截面示意图；
图4为本发明的连接有所述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽的下端帽的横截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
（1）按5:1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，搅拌溶解，得成形剂体系，成形剂体系的浓度为0.02~0.1g/mL；按10:60:10的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球和上述成形剂体系，进行湿法球磨20小时，得浆料，其中磨球与金属粉末体系的重量比为3:1，金属粉末体系与成形剂体系的重量比为7:1；将所述浆料输送至离心雾化盘中进行雾化干燥造粒，得造粒粉末，该造粒粉末的扫描电镜图如图1和图2所示；将上述造粒粉末分别过80目与400目筛，得焊料粉末；将上述焊料粉末装入模具内用单向压制方式模压成形，得压坯，其中成形密度为5.5g/cm3，成形速率为20支/分钟；将上述压坯放入烧结炉中，在1100℃的氢气气氛中烧结60分钟，得到所述磁控管阴极组件用焊料环；
（2）配制粘接液：按5：1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，配制成浓度为0.1~0.3g/mL的成形剂体系；按10：60：10的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，再加入上述成形剂体系，进行湿法球磨，得粘接液，其中所述金属粉末体系与成形剂体系的重量比为3：1，磨球与金属粉末体系的重量比为7：1，球磨时间为20小时；
（3）如图3和图4所示，将上述（1）中所得磁控管阴极组件用焊料环1通过上述粘接液分别粘附于钼端帽的上端帽2和下端帽2’上，在1300℃的氢气气氛中烧结60分钟后，冷却即得所述连接有磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽。
实施例2
（1）按10:1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，搅拌溶解，得成形剂体系溶液，成形剂体系溶液的浓度为0.02~0.1g/mL；按30:40:40的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球和上述成形剂体系溶液，进行湿法球磨10小时，得浆料，其中磨球与金属粉末体系的重量比为6:1，金属粉末体系与成形剂体系溶液的重量比为3:1；将所述浆料输送至离心雾化盘中进行雾化干燥造粒，得造粒粉末；将上述造粒粉末分别过80目与400目筛，得焊料粉末；将上述焊料粉末装入模具内用单向压制方式模压成形，得压坯，其中成形密度为7.5g/cm3，成形速率为13支/分钟；将上述压坯放入烧结炉中，在1300℃的氢气气氛中烧结30分钟，得到所述磁控管阴极组件用焊料环；
（2）配制粘接液：按10：1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，配制成浓度为0.1~0.3g/mL的成形剂体系；按30：40：40的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，再加入上述成形剂体系，进行湿法球磨，得粘接液，其中所述金属粉末体系与成形剂体系的重量比为6：1，磨球与金属粉末体系的重量比为3：1，球磨时间为10小时；
（3）如图3和图4所示，将上述（1）中所得磁控管阴极组件用焊料环1通过上述粘接液分别粘附于钼端帽的上端帽2和下端帽2’上，在1500℃的氢气气氛中烧结30分钟后，冷却即得所述连接有磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (12)

1.一种磁控管阴极组件用焊料环，其配方包括金属粉末体系和成形剂体系，其特征在于：所述金属粉末体系中包含钌粉、钼粉和镍粉，所述成形剂体系中包含有效成分聚乙烯醇和聚乙二醇，成形剂体系中的溶剂为蒸馏水。
2.如权利要求1所述的一种磁控管阴极组件用焊料环，其特征在于：所述成形剂体系的有效成分由聚乙烯醇和聚乙二醇组成，两者的重量比为5~10：1，成形剂体系的浓度为0.02~0.1g/mL。
3.如权利要求2所述的一种磁控管阴极组件用焊料环，其特征在于：所述金属粉末体系与成形剂体系的重量比为3~6：1。
4.如权利要求3所述的一种磁控管阴极组件用焊料环，其特征在于：所述金属粉末体系中的钌粉、钼粉和镍粉的重量比为：10~30：40~60：10~40。
5.一种权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按比例称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，搅拌溶解，得成形剂体系溶液；
（2）按比例称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，按比例加入上述成形剂体系，进行湿法球磨，得浆料；
（3）将所述浆料进行雾化干燥造粒，得造粒粉末；
（4）将上述造粒粉末分别过80目与400目筛，得焊料粉末；
（5）将上述焊料粉末装入模具内模压成形，得压坯；
（6）将上述压坯放入烧结炉中，在氢气气氛中烧结，得到焊料环产品。
6.如权利要求5所述的一种磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）的成形剂中聚乙烯醇和聚乙二醇的重量比为5~10：1，成形剂体系的浓度为0.02~0.1g/mL。
7.如权利要求5所述的一种磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，其特征在于：所述步骤（2）中钌粉、钼粉和镍粉的重量比为：10~30：40~60：10~40，金属粉末体系与成形剂体系溶液的重量比为3~6：1，磨球与金属粉末体系的重量比为3~7：1，球磨时间为10~20小时。
8.如权利要求5所述的一种磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）中的模压成形采用单向压制方式，成形密度为5.5~7.5g/cm3，成形速率为13~20支/分钟。
9.如权利要求5所述的一种磁控管阴极组件用焊料环的制造方法，其特征在于：所述步骤（6）中的烧结温度为1100~1300℃，烧结时间为30~60分钟。
10.一种连接有权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，其特征在于其制作方法包括如下步骤：
（1）配制粘接液：按5~10：1的重量比称取聚乙烯醇和聚乙二醇，加入蒸馏水，配制成浓度为0.1~0.3g/mL的成形剂体系；按10~30：40~60：10~40的重量比称取钌粉、钼粉和镍粉，得金属粉末体系并倒入球磨罐中，加入磨球，再加入上述成形剂体系，进行湿法球磨，得粘接液；
（2）将权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环通过上述粘接液粘附于钼端帽上，在氢气气氛中烧结后，冷却即得该连接有权利要求1所述磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽。
11.如权利要求10所述的一种连接有磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，其特征在于：所述金属粉末体系与成形剂体系的重量比为3~6：1，磨球与金属粉末体系的重量比为3~7：1，球磨时间为10~20小时。
12.如权利要求10所述的一种连接有磁控管阴极组件用焊料环的钼端帽，其特征在于：所述步骤（2）的烧结温度为1300~1500℃，烧结时间为30~60分钟。
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