[发明专利]高精度螺旋线使用的工模具及成形制造方法

说明书

技术领域

本发明属于真空电子器件领域，特别涉及到高频段空间行波管用高精度螺旋线使用的工模具及成形制造方法。

背景技术

高频段空间行波管未来将主要用于星际卫星通信。由于空间应用的特殊要求使得空间行波管不得不提高整管效率，以节省电源功耗。据报道，空间行波管整管效率提高一个百分点，整个空间载荷系统能耗将明显下降，经济效益高达几千万美元。因此提高空间行波管的效率十分重要。

决定空间行波管效率关键因素是互作用效率即电子效率，而行波管中螺旋线螺距精度直接影响到电子效率的提高，由于高频段空间行波管中的螺旋线尺寸很小，一般螺距小于0.3mm；内直径小于0.4mm，外直径小于0.5mm，为得到较高的电子效率就要求螺旋线螺距精度不超过2um。

采用传统的制作方法，将绕制芯杆两端直接固定在绕制设备卡头中，如图1所示，由于高频率空间行波管一般绕制芯杆直径小于0.4mm，对于这样的绕线芯杆，螺旋线带材在芯杆表面绕制转动时芯杆因受力而变形，无法保证螺旋线的正常绕制，即使勉强完成绕制，其产品合格率也不足1/10，而且测量发现螺距精度超过7um，对于高频率空间行波管，通常螺旋线螺距小于0.3mm，如果精度超过7um将严重影响行波管电子效率和整管效率的提高，因此对工艺过程提出了更高要求。

本项发明针对以上问题，为了保证小螺距、高精度螺旋线的顺利绕制，首先设计和加工特定绕制模具，然后将模具和芯杆焊接为一体，采用芯杆和模具一体化结构完成高精度螺旋线的绕制，对于绕制完成的螺旋线需要严密的工艺处理才能保证螺旋线的强度、韧性以进行螺旋线的装配。因此，本项发明具有很强的实际应用价值。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，针对高频段空间行波管用高精度螺旋线绕制困难、绕制成品率极低从而影响空间行波管制造的问题，就需要提高螺旋线绕制成品率和螺距精度，本发明的目的就是要提供一种高精度螺旋线使用的工模具及成形制造方法，本方法包含螺旋线绕制及绕制完成后的工艺处理。

为实现本发明的目的，所采取的技术方案如下，一种高精度螺旋线使用的工模具，包括置于螺旋线精密绕制机床两端的卡头、置于中部的芯杆，其特征在于，芯杆两端设置有两个中空形的芯杆固定夹具，该夹具上设有卡槽；芯杆与所述固定夹具两侧端部焊接为一体。

按照上述工模具绕制及成形的工艺方法，其特征在于，按以下流程步骤操作：

a.绕制完成的螺旋线置于氢炉中定型，升温至1000℃，保温20分钟；

b.定型后螺旋线从芯杆上拆下，进行电化学抛光，内外双向抛光，抛光时间20秒；

c.将抛光后螺旋线在氢炉中烧氢，去氧化层，温度800℃，保温10分钟；

d.将多根螺旋线固定在模具上，采用离子溅射方式在螺旋线表面镀铜，溅射厚度5-10um；

e.溅射后螺旋线氢炉热处理，温度780℃升至850℃，保温15分钟；

f.采用专门检测设备，测量螺旋线螺距、带厚、带宽。

本发明的有益效果是，高频段空间行波管螺旋线的绕制得以实现，且操作方便，螺旋线绕制成品率得到极大提高，成品率超过了80%，而且绕制精度不大于2um；采用工艺方法处理后，螺旋线表面光洁度明显提高，螺旋线强度和柔韧性明显变好，有利于螺旋线的装配。

附图说明

图1为传统的螺旋线绕制芯杆固定方法示意图；

图2为本发明所用的芯杆固定模具示意图；

图3为芯杆和模具一体化结构示意图；

图4为高精度螺旋线绕制成形总示意图；

图5为螺旋线表面溅散金属材料所用模具示意图；

图6为本发明所述高精度螺旋线使用的工模具成形结构示意图。

具体实施方式

参照图1，表示传统的螺旋线绕制芯杆固定在精密绕制机床1上的示意图，中间部分为绕制用的芯杆5，精密绕制机床两端对称地装置有卡头6将芯杆夹紧，绕制过程中的对中问题一直是个难题。参照图2、图3，表示本发明中所采用的呈中空状的芯杆固定夹具2，夹具上设有卡槽。芯杆与所述夹具两侧端部焊接为一体。由于克服了绕制过程中的对中问题，绕制精度和产品合格率都明显提高了。参照图4，表示本发明所示高精度螺旋线扰制成形总示意图，图中3为绕制张力控制装置，4为被绕制成高精度螺旋线的金属带材。参照图5，表示在螺旋线表面进行金属溅射模具7的示意图，图中表示同时固定多根螺旋线8进行金属溅射。

参照图6表示本发明所述高精度螺旋线使用的工模具成形制造方法流程图。高精度螺旋线使用的工模具成形制造方法，按以下操作方法：