[发明专利]螺旋线定形退火工艺

说明书

技术领域

本发明属于微波电真空领域，特别属于行波管慢波系统的制作这一技术领域。 

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。金属丝被称做为螺旋线，为高频能量与和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。螺旋线内外径尺寸比较小，外径由带材的厚度决定，一般随工作频率的增大呈递减趋势，且精度要求高，是影响行波管主要参数的关键部件。 

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，绕制结束后取下芯杆和螺旋线，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。螺旋线在绕制后，在绕制的转折处，螺旋线的局部变形量比较大，造成一定的塑性变形。塑性变形一方面使材料强度增加，导致工件能够成形；另一方面各处受力强度和性质不一致，当成形后，撤去外力仍有恢复原状的可能，故在成形后撤去外力前需进行定形高温热处理。 

定形可以使其内部的弹性畸变能下降，晶粒之间和晶块之间的相互牵制作用有很大的减弱，微观内应力得到很大的降低，使得各种机械性能也得到一定的恢复，这样螺旋线的形态得以稳定。所以螺旋线绕制结束一定要经过定形处理。在定形的温度点时新的晶粒还没出现，当继续升温时，新的晶粒开始出现，就到了再结晶状态；再结晶会使螺旋线变脆，影响螺旋线的使用，再结晶和定形之间的温度没有明确的界限。定形处理的温度点需要反复做试验才能确定出，使螺旋线既能稳定形态又不至于变脆，每批次的螺旋线需要重新确定定形温度；因此，生产中难以摸索出螺旋线变脆的结晶温度点，定形温度过高螺旋线材料达到结晶点易变脆，定形温度过低达不到定形的目的，影响螺旋线的使用，经过定形处理后，绕制的节距精度发生变化，影响产品的质量。 

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种便于确定螺旋线的结晶温度点，并根据结晶温度点确认出螺旋线定形温度，再制定具体的定形加热曲线的螺旋线定形退火工艺，满足螺旋线绕制后的定形需要，使得螺旋线在经过定形处理后，绕制的节距精度不发生变化同时螺旋线也不变脆。 

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 

本发明的螺旋线定形退火工艺，其包括如下步骤：

（1）选择材料、夹具和设备；根据具体批次的螺旋线材料、具体退火设备和具体的退火夹具通过进行试验确定要求的结晶温度点，进行确认选择材料、夹具和设备；

（2）确定结晶温度点；先将绕制好的螺旋线放置退火夹具中，选择起初的退火温度在氢炉或者真空炉中进行退火处理，选择起初的退火温度保温一定时间后取出螺旋线进行对折复数次，以断裂为变脆的依据，然后逐渐降温或升温一定温度来确认出最低变脆温度点为结晶温度点；

（4）确认定形温度点；确定出结晶温度点后，降低相应的温度即为定形温度点； 

（5）确认定形温度曲线；根据确定出的定形温度点后，确定出定形退火温度曲线，然后在不小于60分钟内按照一定的升温速度到定形温度点，在定形温度点上保温一定的时间，然后随炉冷却，即完成了定形退火处理。

进一步的，上述步骤（2）中，在起初选择的退火温度下退火处理后的螺旋线对折复数次后，若螺旋线断裂，则在起初选择的退火温度下每降温20℃退火处理一次，然后在判断再次退火后的螺旋线是否断裂，依次实验而确定出最低变脆温度点为结晶温度点；若螺旋线不断裂，则在起初选择的退火温度下每升温20℃退火处理一次，然后在判断再次退火后的螺旋线是否断裂，依次实验而确定出最低变脆温度点为结晶温度点； 

所述退火处理的退火温度起初选择为1050℃，所述保温一定时间为20分钟；所述降温或升温一定温度为20℃。

进一步的，上述步骤（4）中，所述降低相应的温度为50℃；即在结晶温度点的温度时下降50℃为定形温度点。 

进一步的，上述步骤（5）中，所述一定的升温速度均为每次退火20℃，上述保温一定的时间为20分钟。