CN109195374B - 一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，所述光电探测器壳体包括金属管壳、银铜钛浆料、人造蓝宝石玻璃，所述金属管壳顶部中间设有与所述人造蓝宝石玻璃匹配的沉台，所述人造蓝宝石玻璃焊接固定设于所述沉台上。本发明金属管壳镀镍，采用银铜钛浆料，通过真空高温钎焊工艺将人造蓝宝石玻璃与金属管壳焊接固定，人造蓝宝石玻璃无需金属化，减少了加工工序，焊料高温熔化，银铜钛和镍层之间形成可靠稳定的固溶体，从而形成高强度的焊接接头，由此方法制造的光电探测器壳体成本低廉，加工工艺简单，具有很强的抗冲击能力，抗过载能力≥20000g。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，尤其涉及一种具有抗高过载能力的金属-玻璃封接结构的制造方法。
背景技术
目前，在军事、航天等领域，国内的光电探测器壳体的光窗玻璃大多还是采用钼组硬质玻璃(DM305/DM308)，这是因为钼组硬质玻璃与金属壳体可伐材料具有相近的膨胀系数，玻璃—金属能够通过高温熔接法直接烧结在一起。但高温熔接法容易造成光窗玻璃变形，同时，烧结形成的接头强度不高，在高加速度过载的使用条件下，容易产生光窗脱落、破碎等破坏性缺陷。目前也有一些研究所采用蓝宝石作为光窗玻璃，在蓝宝石玻璃表面蒸镀一层铬镍合金，探测器壳体镀金，然后用金锡(AuSn20)焊料将金属化后的蓝宝石和壳体焊接，但是这种工艺成本非常高，抗过载能力虽较以前的工艺方法有所提高，但其抗过载能力还适应不了现代制导导弹高速、远程打击的要求。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明专利提出了一种抗高过载的光电探测器壳体的制造方法，由金属管壳和人造蓝宝石玻璃，使用银铜钛浆料，通过高温钎焊工艺形成的一种结构，可承受大于等于20000g的高过载，其成本低廉，工艺简单，抗高过载能力强，具有较高的推广价值。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，该抗高过载光电探测器壳体包括金属管壳、人造蓝宝石玻璃，所述金属管壳上设有与所述人造蓝宝石玻璃匹配的沉台，所述人造蓝宝石玻璃固定设于所述沉台上，所述人造蓝宝石玻璃与金属管壳接触部位为封接面，其特征在于：所述抗高过载光电探测器壳体按如下方法制作：
金属管壳制作：
1)金属管壳使用铁钴镍合金加工成型；
2)金属管壳整体电镀镍；
抗高过载光电探测器壳体制作：
A)在金属管壳的封接面上涂抹银铜钛浆料后，将人造蓝宝石玻璃置于金属管壳的沉台内；
B)将金属管壳及其内的人造蓝宝石玻璃整体放置于钎焊炉中，在真空环境下高温焊接，即得所述抗高过载光电探测器壳体。
进一步的，所述金属管壳采用车削加工成穹顶式结构，所述沉台处于该金属管壳的穹顶位置上。
进一步的，所述金属管壳电镀镍层厚度为5～8微米。
进一步的，银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：55％～80％，Cu：15％～40％，Ti：1％～10％混合而成，浆料通过点胶设备涂抹在封接面上。
进一步的，所述银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：68.8％、Cu：26.7％、Ti：4.5％混合而成。
进一步的，所述钎焊炉内最高温度为820℃～860℃。
综上所述，本发明专利的有益效果是：
1、本发明专利使用人造蓝宝石玻璃作为光窗玻璃，人造蓝宝石玻璃具有强度高，硬度高，透红外，化学稳定性好等优点，其本身特性较钼组硬质玻璃具有更好的抗冲击能力，大约可承受30000g的过载，使弹道导弹能够以更快的速度出膛，从而获得更快的速度和更远的距离，提高拦截难度。
2、人造蓝宝石具有更好的光学性能，采用人造蓝宝石焊接，避免了玻璃变形，光透过每个不同的壳体光窗的强度基本一致，不会产生不同的反射和折射，从而保证了光学性能的一致性。
3、本发明专利在保证工艺的前提下，很好的节约了成本。金属管壳选择镀镍，焊料选择银铜钛浆料，其成本也只有传统金属管壳镀金、焊接采用金锡焊料成本的十分之一，且人造蓝宝石玻璃片不用金属化处理，减少了加工工序，进一步降低了成本。
4、本发明专利采用银铜钛浆料，焊接工艺属于高温钎焊，即硬钎焊，其焊接温度在800℃左右，其焊接接头强度抗过载能力≥20000g，而采用金锡焊料，焊接工艺属于软钎焊，焊接温度在300℃左右，其焊接接头强度抗过载能力约为10000g，抗过载能力提高了两倍以上。
附图说明
图1为光电探测器壳体轴向剖面结构示意图。
图2为高温钎焊焊接工艺曲线。
具体实施方式
下面结合附图用对本发明作进一步说明。
一种如图1所示的抗高过载光电探测器壳体的制造方法，该抗高过载光电探测器壳体包括金属管壳1、人造蓝宝石玻璃3，所述金属管壳1上设有与所述人造蓝宝石玻璃3匹配的沉台，所述人造蓝宝石玻璃3固定设于所述沉台上，所述人造蓝宝石玻璃3与金属管壳1接触部位为封接面，其特征在于：所述抗高过载光电探测器壳体按如下方法制作：
金属管壳1制作：
1)金属管壳1使用铁钴镍合金加工成型；
2)金属管壳1整体电镀镍；
抗高过载光电探测器壳体制作：
A)在金属管壳1的封接面上涂抹银铜钛浆料2后，将人造蓝宝石玻璃3置于金属管壳1的沉台内；
B)将金属管壳1及其内的人造蓝宝石玻璃3整体放置于钎焊炉中，在真空环境下高温焊接，即得所述抗高过载光电探测器壳体。
银铜钛浆料中，钛属于活性元素，极易氧化，需要钎焊炉中保持真空环境进行高温钎焊。
进一步的，所述金属管壳1采用车削加工成穹顶式结构，所述沉台处于该金属管壳1的穹顶位置上。
进一步的，所述金属管壳1电镀镍层厚度为5～8微米。
进一步的，银铜钛浆料为银铜钛三种金属按比例Ag：55％～80％，Cu：15％～40％，Ti：1％～10％混合而成，浆料通过点胶设备涂抹在封接面上。采购银，铜，钛三种纯金属粉，金属粉径粒范围为150～200μm，三种金属元素按上述比例混合后，加入粘结剂丙烯酸树脂调制成浆料。
进一步的，所述银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：68.8％、Cu：26.7％、Ti：4.5％混合而成。
进一步的，所述钎焊炉内最高温度为820℃～860℃，其焊接工艺曲线如图2所示。
该发明专利具体零部件组成包括金属管壳1、银铜钛浆料2、人造蓝宝石玻璃3，其中人造蓝宝石玻璃3作为光电探测器壳体的光窗玻璃。
金属管壳1采用车削加工成如图1中穹顶式，该结构形式可以在导引头探测器在跟随导弹高速出膛瞬间获得一个过载加速度导致玻璃光窗超重受压的情况下，可以分解掉一部分压力，减轻光窗玻璃的变形；金属管壳1整体电镀镍，镀层厚度为5～8微米；人造蓝宝石玻璃使用采购的成品，无需进行金属化处理，人造蓝宝石玻璃本身强度高，大约可承受30000g的过载；金属管壳与人造蓝宝石玻璃的封接面保证0.05mm以内的平整度；银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：68.8％、Cu：26.7％、Ti：4.5％混合而成的浆料，浆料通过点胶设备均匀的涂抹在封接面上，封接面要求高的平整度能够保证焊料在高温熔化后铺展的均匀性，提高焊接的气密性和强度。将金属管壳1，银铜钛浆料2、人造蓝宝石玻璃3按图1关系配合，置入钎焊炉中，高温焊接，焊接工艺曲线如图2，焊料高温熔化，银铜钛浆料2和镍层之间熔化后形成可靠稳定的固溶体，形成高强度的焊接接头，其焊接接头强度抗过载能力≥20000g，从而使该发明专利具有较高的抗高过载能力。
以上对发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，该抗高过载光电探测器壳体包括金属管壳(1)、人造蓝宝石玻璃(3)，所述金属管壳(1)上设有与所述人造蓝宝石玻璃(3)匹配的沉台，所述人造蓝宝石玻璃(3)固定设于所述沉台上，所述人造蓝宝石玻璃(3)与金属管壳(1)接触部位为封接面，其特征在于：
所述抗高过载光电探测器壳体按如下方法制作：
金属管壳(1)制作：
1)金属管壳(1)使用铁钴镍合金加工成型；
2)金属管壳(1)整体电镀镍；
抗高过载光电探测器壳体制作：
A)在金属管壳(1)的封接面上涂抹银铜钛浆料(2)后，将人造蓝宝石玻璃(3)置于金属管壳(1)的沉台内；
B)将金属管壳(1)及其内的人造蓝宝石玻璃(3)整体放置于钎焊炉中，在真空环境下高温焊接，即得所述抗高过载光电探测器壳体，
银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：55％～80％，Cu：15％～40％，Ti：1％～10％混合而成，浆料通过点胶设备涂抹在封接面上。
2.按照权利要求1所述一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，其特征在于：所述金属管壳(1)采用车削加工成穹顶式结构，所述沉台处于该金属管壳(1)的穹顶位置上。
3.按照权利要求1所述一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，其特征在于：所述金属管壳(1)电镀镍层厚度为5～8微米。
4.按照权利要求3所述一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，其特征在于：所述银铜钛浆料为银、铜、钛三种金属按比例Ag：68.8％、Cu：26.7％、Ti：4.5％混合而成。
5.按照权利要求1所述一种抗高过载光电探测器壳体的制造方法，其特征在于：所述钎焊炉内最高温度为820℃～860℃。
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