專利名稱：螺旋線定形退火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波電真空領(lǐng)域，特別屬于行波管慢波系統(tǒng)的制作這一技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在微波領(lǐng)域中，行波管是將帶寬和增益結(jié)合的最好的器件，其中螺旋線行波管應(yīng)用最為廣泛，其高頻電路一般是一根螺旋線型金屬絲或者金屬帶，由三根或更多介質(zhì)桿夾持并固定在金屬管殼內(nèi)。螺旋線型金屬絲的基本作用提供一個(gè)軸向傳播速度接近電子運(yùn)動(dòng)速度并具有足夠強(qiáng)的軸向電場(chǎng)的高頻電磁波，使電磁波與電子注相互作用使信號(hào)得到放大。金屬絲被稱做為螺旋線，為高頻能量與和電子束能量交換和高頻能量傳輸?shù)妮d體，金屬絲材料一般為帶狀結(jié)構(gòu)，在行波管內(nèi)部使用時(shí)為彈簧狀，具有一定的內(nèi)外徑和一定的節(jié)距。螺旋線內(nèi)外徑尺寸比較小，外徑由帶材的厚度決定，一般隨工作頻率的增大呈遞減趨勢(shì)，且精度要求高，是影響行波管主要參數(shù)的關(guān)鍵部件。螺旋線材料一般為難熔金屬鑰，鑰材通過特制的車床繞制在芯桿上，繞制結(jié)束后取下芯桿和螺旋線，然后進(jìn)行后續(xù)的熱處理、機(jī)械處理和化學(xué)處理，在這些后續(xù)的處理中鑰材一直固定在芯桿上，保持繞制時(shí)的節(jié)距，在處理結(jié)束后取下芯桿，螺旋線就制作結(jié)束。螺旋線在繞制后，在繞制的轉(zhuǎn)折處，螺旋線的局部變形量比較大，造成一定的塑性變形。塑性變形一方面使材料強(qiáng)度增加，導(dǎo)致工件能夠成形；另一方面各處受力強(qiáng)度和性質(zhì)不一致，當(dāng)成形后，撤去外力仍有恢復(fù)原狀的可能，故在成形后撤去外力前需進(jìn)行定形高溫?zé)崽幚?。定形可以使其?nèi)部的彈性畸變能下降，晶粒之間和晶塊之間的相互牽制作用有很大的減弱，微觀內(nèi)應(yīng)力得到很大的降低，使得各種機(jī)械性能也得到一定的恢復(fù)，這樣螺旋線的形態(tài)得以穩(wěn)定。所以螺旋線繞制結(jié)束一定要經(jīng)過定形處理。在定形的溫度點(diǎn)時(shí)新的晶粒還沒出現(xiàn)，當(dāng)繼續(xù)升溫時(shí)，新的晶粒開始出現(xiàn)，就到了再結(jié)晶狀態(tài)；再結(jié)晶會(huì)使螺旋線變脆，影響螺旋線的使用，再結(jié)晶和定形之間的溫度沒有明確的界限。定形處理的溫度點(diǎn)需要反復(fù)做試驗(yàn)才能確定出，使螺旋線既能穩(wěn)定形態(tài)又不至于變脆，每批次的螺旋線需要重新確定定形溫度；因此，生產(chǎn)中難以摸索出螺旋線變脆的結(jié)晶溫度點(diǎn)，定形溫度過高螺旋線材料達(dá)到結(jié)晶點(diǎn)易變脆，定形溫度過低達(dá)不到定形的目的，影響螺旋線的使用，經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度發(fā)生變化，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種便于確定螺旋線的結(jié)晶溫度點(diǎn)，并根據(jù)結(jié)晶溫度點(diǎn)確認(rèn)出螺旋線定形溫度，再制定具體的定形加熱曲線的螺旋線定形退火工藝，滿足螺旋線繞制后的定形需要，使得螺旋線在經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度不發(fā)生變化同時(shí)螺旋線也不變脆。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的螺旋線定形退火工藝，其包括如下步驟
(I)選擇材料、夾具和設(shè)備；根據(jù)具體批次的螺旋線材料、具體退火設(shè)備和具體的退火夾具通過進(jìn)行試驗(yàn)確定要求的結(jié)晶溫度點(diǎn)，進(jìn)行確認(rèn)選擇材料、夾具和設(shè)備；
(2)確定結(jié)晶溫度點(diǎn)；先將繞制好的螺旋線放置退火夾具中，選擇起初的退火溫度在氫爐或者真空爐中進(jìn)行退火處理，選擇起初的退火溫度保溫一定時(shí)間后取出螺旋線進(jìn)行對(duì)折復(fù)數(shù)次，以斷裂為變脆的依據(jù)，然后逐漸降溫或升溫一定溫度來(lái)確認(rèn)出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；
(4)確認(rèn)定形溫度點(diǎn)；確定出結(jié)晶溫度點(diǎn)后，降低相應(yīng)的溫度即為定形溫度點(diǎn)；
(5)確認(rèn)定形溫度曲線；根據(jù)確定出的定形溫度點(diǎn)后，確定出定形退火溫度曲線，然后在不小于60分鐘內(nèi)按照一定的升溫速度到定形溫度點(diǎn)，在定形溫度點(diǎn)上保溫一定的時(shí)間， 然后隨爐冷卻，即完成了定形退火處理。進(jìn)一步的，上述步驟(2)中，在起初選擇的退火溫度下退火處理后的螺旋線對(duì)折復(fù)數(shù)次后，若螺旋線斷裂，則在起初選擇的退火溫度下每降溫20°C退火處理一次，然后在判斷再次退火后的螺旋線是否斷裂，依次實(shí)驗(yàn)而確定出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；若螺旋線不斷裂，則在起初選擇的退火溫度下每升溫20°C退火處理一次，然后在判斷再次退火后的螺旋線是否斷裂，依次實(shí)驗(yàn)而確定出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；
所述退火處理的退火溫度起初選擇為1050°C，所述保溫一定時(shí)間為20分鐘；所述降溫或升溫一定溫度為20°C。進(jìn)一步的，上述步驟(4)中，所述降低相應(yīng)的溫度為50°C ;即在結(jié)晶溫度點(diǎn)的溫度時(shí)下降50°C為定形溫度點(diǎn)。進(jìn)一步的，上述步驟(5)中，所述一定的升溫速度均為每次退火20°C，上述保溫一定的時(shí)間為20分鐘。本發(fā)明通過確認(rèn)出具體批產(chǎn)螺旋線的結(jié)晶溫度點(diǎn)，然后根據(jù)結(jié)晶溫度點(diǎn)確認(rèn)出螺旋線定形溫度，再制定具體的定形加熱曲線，滿足螺旋線繞制后的定形需要，使得螺旋線在經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度不發(fā)生變化，同時(shí)螺旋線也不變脆，確保了螺旋線的形狀不回復(fù)、反彈，保證了節(jié)距的精度；其應(yīng)適用于所有螺旋線行波管制管中螺旋線的定形處理中，尤其適用于螺旋線材料為鎢和鑰的情況下。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說明本發(fā)明；
圖I本發(fā)明的螺旋線定形夾具時(shí)示意圖2本發(fā)明的螺旋線定形加熱曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明提供的是一種螺旋線定形退火工藝，其是先將繞制好的螺旋線放置退火夾具中，在氫爐或者真空爐中進(jìn)行退火處理，先根據(jù)退火情況確定出每批次螺旋線變脆下的結(jié)晶溫度點(diǎn)。結(jié)晶溫度點(diǎn)是在具體試驗(yàn)退火溫度下，對(duì)螺旋線進(jìn)行對(duì)折幾次，是否斷裂為變脆的依據(jù)，然后確定最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)。這個(gè)結(jié)晶溫度點(diǎn)為對(duì)應(yīng)具體的設(shè)備、原材料，若其中有變化需重新進(jìn)行確認(rèn)。確定出結(jié)晶點(diǎn)后，降低相應(yīng)的溫度即為定形溫度點(diǎn)，然后按照一定的升溫速度，在定形溫度點(diǎn)上保溫一定的時(shí)間，按照一定的降溫速度，即完成了定形退火處理，保證螺旋線在經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度不發(fā)生變化。參見圖I和圖2，以某材料的螺旋線為例，說明本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施步驟如下
(I)選擇材料、夾具和設(shè)備根據(jù)具體批次的螺旋線材料、具體退火設(shè)備和具體的退火
夾具需進(jìn)行試驗(yàn)確定具體的結(jié)晶溫度點(diǎn)，當(dāng)其中一個(gè)條件發(fā)生變化時(shí)，需重新進(jìn)行確認(rèn)，從而根據(jù)結(jié)晶溫度點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)選擇材料、夾具和設(shè)備。(2)確定結(jié)晶溫度點(diǎn)將選擇好材料的螺旋線I繞制在芯桿2后擺放在退火夾具3 中，如圖I所示，將需退火的螺旋線I連同芯桿2插入上蓋4的孔中，芯桿2下端抵住下蓋 5，上端依靠在孔的邊緣，其中芯2桿帶螺旋線I部位完全放入到退火夾具3中進(jìn)行退火處理，試驗(yàn)的帶芯桿的螺旋線數(shù)量一般為2個(gè)；退火溫度起初選擇為1050°C，將螺旋線在一定溫度1050°C下保溫20分鐘，取出后，反復(fù)對(duì)折3次，螺旋線斷裂，則認(rèn)為這個(gè)溫度下螺旋線變脆。然后將溫度降低20°C在1030°C下再進(jìn)行退火，確認(rèn)螺旋線是否變脆；若還變脆， 繼續(xù)降低退火溫度20°C，直到確定出最低變脆溫度點(diǎn)Tl。如果在1050°C溫度下不變脆,則依次提高20°C再進(jìn)行這類試驗(yàn),最后確定出最低溫度點(diǎn)Tl。(3)確認(rèn)定形溫度點(diǎn)定形溫度點(diǎn)一般比結(jié)晶溫度點(diǎn)低，根據(jù)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，得出低50°C時(shí)的溫度點(diǎn)位最佳定形溫度點(diǎn)T。(4)確認(rèn)定形溫度曲線根據(jù)確定出的定形溫度點(diǎn)T后，摸索定形退火溫度曲線， 如圖2所示，在不小于60分鐘內(nèi)升到溫度T，然后在T溫度下保溫20分鐘，然后隨爐冷卻。 冷卻后取出即完成定形退火處理。本實(shí)施例中，一般鑰的螺旋線的退火溫度T在1020-1130°C范圍內(nèi)，定形溫度點(diǎn)T 比確定的結(jié)晶溫度點(diǎn)Tl低50°C。本發(fā)明螺旋線定形退火工藝，主要包括結(jié)晶溫度點(diǎn)的確認(rèn)和定型溫度曲線。結(jié)晶溫度點(diǎn)為螺旋線定形處理中，最低溫度時(shí)螺旋線發(fā)生變脆情況，一般根據(jù)材料的厚度、批產(chǎn)及具體退火的設(shè)備有關(guān)，每批次螺旋線材料、每個(gè)退火設(shè)備需重新進(jìn)行試驗(yàn)確定結(jié)晶溫度本發(fā)明通過確認(rèn)出具體批產(chǎn)螺旋線的結(jié)晶溫度點(diǎn)，然后根據(jù)結(jié)晶溫度點(diǎn)確認(rèn)出螺旋線定形溫度，再制定具體的定形加熱曲線，滿足螺旋線繞制后的定形需要，使得螺旋線在經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度不發(fā)生變化，同時(shí)螺旋線也不變脆，確保了螺旋線的形狀不回復(fù)、反彈，保證了節(jié)距的精度；其應(yīng)適用于所有螺旋線行波管制管中螺旋線的定形處理中，尤其適用于螺旋線材料為鎢和鑰的情況下。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.螺旋線定形退火工藝，其包括如下步驟(1)選擇材料、夾具和設(shè)備；根據(jù)具體批次的螺旋線材料、具體退火設(shè)備和具體的退火夾具通過進(jìn)行試驗(yàn)確定要求的結(jié)晶溫度點(diǎn)，進(jìn)行確認(rèn)選擇材料、夾具和設(shè)備；(2)確定結(jié)晶溫度點(diǎn)；先將繞制好的螺旋線放置退火夾具中，選擇起初的退火溫度在氫爐或者真空爐中進(jìn)行退火處理，選擇起初的退火溫度保溫一定時(shí)間后取出螺旋線進(jìn)行對(duì)折復(fù)數(shù)次，以斷裂為變脆的依據(jù)，然后逐漸降溫或升溫一定溫度來(lái)確認(rèn)出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；(4)確認(rèn)定形溫度點(diǎn)；確定出結(jié)晶溫度點(diǎn)后，降低相應(yīng)的溫度即為定形溫度點(diǎn)；(5)確認(rèn)定形溫度曲線；根據(jù)確定出的定形溫度點(diǎn)后，確定出定形退火溫度曲線，然后在不小于60分鐘內(nèi)按照一定的升溫速度到定形溫度點(diǎn)，在定形溫度點(diǎn)上保溫一定的時(shí)間， 然后隨爐冷卻，即完成了定形退火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋線定形退火工藝，其特征在于，上述步驟(2)中，在起初選擇的退火溫度下退火處理后的螺旋線對(duì)折復(fù)數(shù)次后，若螺旋線斷裂，則在起初選擇的退火溫度下每降溫20°C退火處理一次，然后在判斷再次退火后的螺旋線是否斷裂，依次實(shí)驗(yàn)而確定出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；若螺旋線不斷裂，則在起初選擇的退火溫度下每升溫20°C退火處理一次，然后在判斷再次退火后的螺旋線是否斷裂，依次實(shí)驗(yàn)而確定出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；所述退火處理的退火溫度起初選擇為1050°C，所述保溫一定時(shí)間為20分鐘；所述降溫或升溫一定溫度為20°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋線定形退火工藝，其特征在于，上述步驟(4)中，所述降低相應(yīng)的溫度為50°C ;即在結(jié)晶溫度點(diǎn)的溫度時(shí)下降50°C為定形溫度點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋線定形退火工藝，其特征在于，上述步驟(5)中，所述一定的升溫速度均為每次退火20°C，上述保溫一定的時(shí)間為20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種螺旋線定形退火工藝，其包括步驟(1)選擇材料、夾具和設(shè)備；(2)確定結(jié)晶溫度點(diǎn)；先將繞制好的螺旋線放置退火夾具中，選擇起初的退火溫度在氫爐或者真空爐中進(jìn)行退火處理，起初的退火溫度保溫一定時(shí)間后取出螺旋線進(jìn)行對(duì)折復(fù)數(shù)次，以斷裂為變脆的依據(jù)，然后逐漸降溫或升溫一定溫度來(lái)確認(rèn)出最低變脆溫度點(diǎn)為結(jié)晶溫度點(diǎn)；(4)確認(rèn)定形溫度點(diǎn)；(5)確認(rèn)定形溫度曲線。本發(fā)明根據(jù)結(jié)晶溫度點(diǎn)，確定出螺旋線具體定形的工藝，保證螺旋線在經(jīng)過定形處理后，繞制的節(jié)距精度不發(fā)生變化。本發(fā)明應(yīng)用到所有螺旋線行波管制管中螺旋線的定形處理中，尤其適用于螺旋線材料為鎢和鉬的情況下。
文檔編號(hào)C22F1/18GK102605306SQ20121007692
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者吳華夏, 孫梅林, 張麗, 張文丙, 朱剛, 王鵬康, 董晨 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所