CN109304308B - 一种磁控管用可伐合金的筛选工艺 - Google Patents

一种磁控管用可伐合金的筛选工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁控管技术领域，具体涉及一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理。本发明能够显著降低磁控管阴极和灯丝玻璃金属封接组件的失效率。

Description

一种磁控管用可伐合金的筛选工艺
技术领域
本发明涉及磁控管技术领域，具体涉及一种磁控管用可伐合金的筛选工艺。
背景技术
磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件，实质上是一个置于恒定磁场中的二极管；管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。
国内外的电子直线加速器广泛采用高功率磁控管作为功率源，主要以2.6MW、4.8MW、5.5MW磁控管为主。该类磁控管具有高功率、低电压、大电流、高效率、宽脉冲、精密机械调谐等特点，具有相当卓越的射频性能。
其中，2.6MW高功率磁控管采用的是玻璃金属封接的阴极和灯丝组件，该组件需要承受高温和高的微波辐射，其可靠性直接影响到管子的使用性能；而阴极和灯丝玻璃金属封接组件常采用的材料是可伐合金，又称4J29合金；该合金在20-450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性，且合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。但是，目前在高功率磁控管的生产过程中，阴极和灯丝玻璃金属封接组件的失效率约占总失效率的5％，影响了磁控管的使用性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，在生产阴极和灯丝玻璃金属封接组件前，先对可伐合金进行筛选，能够显著降低磁控管阴极和灯丝玻璃金属封接组件的失效率。
本发明提出的一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理。
优选地，所述退火处理在氢气的气氛中进行。
优选地，所述退火处理的具体操作为：于氢炉中，先将可伐合金加热至830-870℃，保温至少30min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至930-970℃，保温至少60min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至1030-1070℃，保温至少30min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至1080-1120℃，保温至少15min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；最后冷却至室温。
优选地，所述降温的速度为不大于5℃/min。
优选地，所述高低温交替处理的具体操作为：于高低温试验炉中，先将可伐合金降温至-60到-70℃，保温至少60min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；接着降温至-70到-80℃，保温至少120min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；接着降温至-80到-90℃，保温至少120min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；最后冷却至室温。
优选地，所述降温的速度为5-8℃/min。
优选地，所述升温的速度为5-8℃/min。
优选地，所述显微组织检查的具体操作为：将可伐合金置于300-400倍的显微镜下进行观察。
优选地，所述显微组织检查中，不合格为可伐合金边缘存在总面积大于10％由奥氏体转变而来的马氏体。若是可伐合金的边缘存在总面积不大于10％由奥氏体转变而来的马氏体，可将此部分切除后进行使用。
优选地，所述真空气密性检查的具体操作为：在一批次可伐合金中抽取样品，将样品制作成薄片，进行真空气密性检查；若样品的真空漏率不大于10-11Pa.L/S，则该批次均不合格。
优选地，所述样品的数量为3-7份。
优选地，所述薄片的厚度为0.3-0.7mm，直径为15-25mm。
优选地，所述真空除气处理的具体操作为：于真空退火炉中，先将可伐合金加热至380-420℃，保温至少30min；接着升温至480-520℃，保温至少60min；接着升温至530-570℃，保温至少60min；最后冷却至室温。
优选地，所述真空除气处理的操作中，真空度为10-6pa。
本发明提出了一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，在生产阴极和灯丝玻璃金属封接组件前，先对可伐合金进行筛选，能够显著降低磁控管阴极和灯丝玻璃金属封接组件的失效率。
(1)由于可伐合金中奥氏体过多地转变为马氏体是不合格的，因此先对可伐合金进行退火处理，能够检验可伐合金中奥氏体转变为马氏体的概率，而现有技术中的退火处理常选择一个温度过程，不能满足大功率磁控管阴极和灯丝玻璃金属封接组件的需求，本发明优选四个过程的退火处理，同时优选退火处理在氢气的氛围中进行，能够使可伐合金中潜在性的马氏体转换完全并显现，优化检验效果。
(2)对退火处理后的可伐合金进行高低温交替处理，优选三个高低温交替过程，能够提前检验可伐合金的抗寒性能。
(3)对高低温交替处理后的可伐合金进行显微组织检查，剔除不合格品，即边缘存在总面积大于10％由奥氏体转变而来的马氏体的可伐合金；同时，进行显微组织检查还可以杜绝可伐合金因组织转变引起的真空漏气隐患。
(4)对显微组织检查后的可伐合金进行真空气密性检查，由于磁控管是真空微波管，其工作和除臭过程中需要保持良好的真空度，因此对材料的漏率有很高的要求，本发明通过在制管前对可伐合金进行真空气密性检查，能够极大地杜绝因材料制作过程中的杂质等引起的真空泄露问题，从而提高了零部件的合格率。
(5)对真空气密性检查后的可伐合金进行真空除气，能够杜绝材料自身放气导致磁控管真空度降低的风险，保证了材料的真空性能满足零部件制管的需求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理。
实施例2
一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理；
其中，所述退火处理在氢气的气氛中进行。
实施例3
一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理；
其中，所述退火处理在氢气的气氛中进行；
所述退火处理的具体操作为：于氢炉中，先将可伐合金加热至850℃，保温30min；接着降温至150℃，保温30min；接着升温至950℃，保温60min；接着降温至150℃，保温30min；接着升温至1050℃，保温30min；接着降温至150℃，保温30min；接着升温至1100℃，保温15min；接着降温至150℃，保温30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为5℃/min；
所述高低温交替处理的具体操作为：于高低温试验炉中，先将可伐合金降温至-65℃，保温60min；接着升温至85℃，保温30min；接着降温至-75℃，保温120min；接着升温至85℃，保温30min；接着降温至-85℃，保温120min；接着升温至85℃，保温30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为6℃/min；
所述升温的速度为6℃/min；
所述显微组织检查的具体操作为：将可伐合金置于350倍的显微镜下进行观察；
所述显微组织检查中，不合格为可伐合金边缘存在总面积大于10％由奥氏体转变而来的马氏体；
所述真空气密性检查的具体操作为：在一批次可伐合金中抽取样品，将样品制作成薄片，进行真空气密性检查；若样品的真空漏率不大于10-11Pa.L/S，则该批次均不合格；
所述样品的数量为5份；
所述薄片的厚度为0.5mm，直径为20mm；
所述真空除气处理的具体操作为：于真空退火炉中，先将可伐合金加热至400℃，保温30min；接着升温至500℃，保温60min；接着升温至550℃，保温60min；最后冷却至室温；
所述真空除气处理的操作中，真空度为10-6pa。
实施例4
一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理；
其中，所述退火处理在氢气的气氛中进行；
所述退火处理的具体操作为：于氢炉中，先将可伐合金加热至830℃，保温至少30min；接着降温至170℃，保温至少30min；接着升温至930℃，保温至少60min；接着降温至170℃，保温至少30min；接着升温至1030℃，保温至少30min；接着降温至170℃，保温至少30min；接着升温至1080℃，保温至少15min；接着降温至170℃，保温至少30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为不大于5℃/min；
所述高低温交替处理的具体操作为：于高低温试验炉中，先将可伐合金降温至-60℃，保温至少60min；接着升温至90℃，保温至少30min；接着降温至-70℃，保温至少120min；接着升温至90℃，保温至少30min；接着降温至-80℃，保温至少120min；接着升温至90℃，保温至少30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为5℃/min；
所述升温的速度为8℃/min；
所述显微组织检查的具体操作为：将可伐合金置于300倍的显微镜下进行观察；
所述显微组织检查中，不合格为可伐合金边缘存在总面积大于10％由奥氏体转变而来的马氏体；
所述真空气密性检查的具体操作为：在一批次可伐合金中抽取样品，将样品制作成薄片，进行真空气密性检查；若样品的真空漏率不大于10-11Pa.L/S，则该批次均不合格；
所述样品的数量为7份；
所述薄片的厚度为0.3mm，直径为25mm；
所述真空除气处理的具体操作为：于真空退火炉中，先将可伐合金加热至380℃，保温至少30min；接着升温至520℃，保温至少60min；接着升温至530℃，保温至少60min；最后冷却至室温；
所述真空除气处理的操作中，真空度为10-6pa。
实施例5
一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理；
其中，所述退火处理在氢气的气氛中进行；
所述退火处理的具体操作为：于氢炉中，先将可伐合金加热至870℃，保温至少30min；接着降温至130℃，保温至少30min；接着升温至970℃，保温至少60min；接着降温至130℃，保温至少30min；接着升温至1070℃，保温至少30min；接着降温至130℃，保温至少30min；接着升温至1120℃，保温至少15min；接着降温至130℃，保温至少30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为不大于5℃/min；
所述高低温交替处理的具体操作为：于高低温试验炉中，先将可伐合金降温至-70℃，保温至少60min；接着升温至80℃，保温至少30min；接着降温至-80℃，保温至少120min；接着升温至80℃，保温至少30min；接着降温至-90℃，保温至少120min；接着升温至80℃，保温至少30min；最后冷却至室温；
所述降温的速度为8℃/min；
所述升温的速度为5℃/min；
所述显微组织检查的具体操作为：将可伐合金置于400倍的显微镜下进行观察；
所述显微组织检查中，不合格为可伐合金边缘存在总面积大于10％由奥氏体转变而来的马氏体；
所述真空气密性检查的具体操作为：在一批次可伐合金中抽取样品，将样品制作成薄片，进行真空气密性检查；若样品的真空漏率不大于10-11Pa.L/S，则该批次均不合格；
所述样品的数量为3份；
所述薄片的厚度为0.7mm，直径为15mm；
所述真空除气处理的具体操作为：于真空退火炉中，先将可伐合金加热至420℃，保温至少30min；接着升温至480℃，保温至少60min；接着升温至570℃，保温至少60min；最后冷却至室温；
所述真空除气处理的操作中，真空度为10-6pa。
试验例1
分别采用实施例1-5得到的可伐合金以及未经过筛选工艺的可伐合金制作阴极和灯丝玻璃金属封接组件，依次记为试验组1-5和对照组，分别统计各组的失效率，统计结果如下表：
项目 可伐合金数量/个 封接组件有效量/个 失效率/％
试验组1 100 95 5
试验组2 100 96 4
试验组3 100 98 2
试验组4 100 99 1
试验组5 100 99 1
对照组 100 82 18
由上表可知，本发明提出一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，在生产阴极和灯丝玻璃金属封接组件前，先对可伐合金进行筛选，能够显著降低磁控管阴极和灯丝玻璃金属封接组件的失效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述筛选工艺包括下述步骤：对可伐合金依次进行退火处理；高低温交替处理；显微组织检查，剔除不合格品；真空气密性检查；真空除气处理；所述退火处理的具体操作为：先将可伐合金加热至830-870℃，保温至少30min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至930-970℃，保温至少60min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至1030-1070℃，保温至少30min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；接着升温至1080-1120℃，保温至少15min；接着降温至130-170℃，保温至少30min；最后冷却至室温。
2.根据权利要求1所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述退火处理在氢气的气氛中进行。
3.根据权利要求1所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述降温的速度为不大于5℃/min。
4.根据权利要求1-3任一项所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述高低温交替处理的具体操作为：先将可伐合金降温至-60到-70℃，保温至少60min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；接着降温至-70到-80℃，保温至少120min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；接着降温至-80到-90℃，保温至少120min；接着升温至80-90℃，保温至少30min；最后冷却至室温。
5.根据权利要求4所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述高低温交替处理中的降温的速度为5-8℃/min；所述高低温交替处理中的升温的速度为5-8℃/min。
6.根据权利要求1或2所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述显微组织检查的具体操作为：将可伐合金置于300-400倍的显微镜下进行观察；所述显微组织检查中，不合格为可伐合金边缘存在总面积大于10%由奥氏体转变而来的马氏体。
7.根据权利要求1或2所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述真空气密性检查的具体操作为：在一批次可伐合金中抽取样品，将样品制作成薄片，进行真空气密性检查；若样品的真空漏率不大于10-11Pa.L/S，则该批次均不合格；所述样品的数量为3-7份；所述薄片的厚度为0.3-0.7mm，直径为15-25mm。
8.根据权利要求1或2所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述真空除气处理的具体操作为：先将可伐合金加热至380-420℃，保温至少30min；接着升温至480-520℃，保温至少60min；接着升温至530-570℃，保温至少60min；最后冷却至室温。
9.根据权利要求1或2所述磁控管用可伐合金的筛选工艺，其特征在于，所述真空除气处理的操作中，真空度为10-6pa。
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