本發(fā)明涉及電子信息類微波電真空電子元器件制造，具體為一種高效能大功率螺旋線行波管復(fù)合管殼的制備方法。

背景技術(shù)：

1、行波管是一種常用的微波功率放大器，因其大功率、寬頻帶、高效率和小型化的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、電子對抗、通信、成像、衛(wèi)星等領(lǐng)域。隨著對雷達(dá)分辨率、通信帶寬和成像質(zhì)量要求的提高，行波管器件正向毫米波或更高頻段、更大功率方向拓展。目前，大功率螺旋線型行波管散熱技術(shù)是行波管的制造和應(yīng)用亟待解決的問題。

2、傳統(tǒng)的行波管制造過程中，復(fù)合管殼上的極靴和散熱片的組合多采用逐個(gè)釬焊的方式進(jìn)行組裝和連接。這種方法不僅生產(chǎn)效率低，而且容易導(dǎo)致尺寸和質(zhì)量的離散性，難以滿足高功率應(yīng)用對器件一致性和可靠性的要求。此外，傳統(tǒng)方法中使用的工藝技術(shù)雖然具備一定的導(dǎo)熱性能，但其在高功率應(yīng)用中容易引起熱積累，影響器件性能和使用壽命。熱傳導(dǎo)過渡材料無氧銅的機(jī)械強(qiáng)度有限，在高溫環(huán)境下容易變形，進(jìn)一步限制了器件的生產(chǎn)控制、可靠性和長期穩(wěn)定性。

3、為了提升行波管的導(dǎo)熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，研究人員嘗試在極靴和散熱片的設(shè)計(jì)中引入新材料和新結(jié)構(gòu)。例如，通過將散熱片設(shè)計(jì)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，并使用強(qiáng)度更高的彌散銅材料，來增強(qiáng)其散熱能力和抗變形性能。此外，利用數(shù)控機(jī)加工方式制造極靴和散熱片組合，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能顯著提升產(chǎn)品的尺寸一致性和制造精度。

4、盡管這些改進(jìn)在一定程度上緩解了傳統(tǒng)技術(shù)中的一些問題，但仍未能徹底解決導(dǎo)熱性能和散熱效率不佳、制造精度和一致性低、生產(chǎn)過程復(fù)雜、成本高等問題。同時(shí)，傳統(tǒng)導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)不合理，熱傳導(dǎo)路徑長，溫度梯度大，影響整體散熱效果和器件性能。

5、因此，本發(fā)明提出了一種高效能大功率螺旋線行波管復(fù)合管殼的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高效能大功率螺旋線行波管復(fù)合管殼的制備方法，解決了高功率、高頻率應(yīng)用中行波管散熱效率低、制造精度和一致性差、生產(chǎn)效率低及導(dǎo)熱路徑溫度梯度大的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種高效能大功率螺旋線行波管復(fù)合管殼的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、機(jī)械加工純鐵材料的極靴毛坯棒和彌散銅材料的散熱片毛坯筒；

4、s2、利用材料熱膨脹夾持技術(shù)，將冷縮鍍鎳處理后的極靴毛坯棒裝入熱脹處理后的散熱片毛坯筒中，形成復(fù)合極靴毛坯；

5、s3、待恢復(fù)常溫后，在散熱片毛坯筒上裝入金銅焊料絲后進(jìn)行釬焊焊接；

6、s4、對復(fù)合極靴進(jìn)行整體表面鍍鎳燒結(jié)處理；

7、s5、利用徑向尺寸自動(dòng)篩選設(shè)備，按外徑公差帶對復(fù)合極靴進(jìn)行分類；

8、s6、通過管殼焊接芯棒裝配復(fù)合極靴、平口復(fù)合極靴、連接環(huán)、半極靴、輸能頭并進(jìn)行釬焊焊接成復(fù)合管殼毛坯；

9、s7、將復(fù)合管殼毛坯裝入配套機(jī)加工工裝中固定，先利用電火花穿孔機(jī)對復(fù)合管殼芯棒進(jìn)行穿絲孔加工，再采用慢走絲加工方式加工輸入/出管殼；

10、s8、按高頻電路裝配工藝和管芯焊接工藝完成管芯的裝配。

11、優(yōu)選的，所述s1步驟中極靴毛坯棒需進(jìn)行表面鍍鎳燒結(jié)處理。

12、優(yōu)選的，所述s3步驟具體包括以下步驟：

13、s3.1、在散熱片毛坯筒上事先加工出焊料槽；

14、s3.2、將金銅焊料絲裝入散熱片毛坯筒的焊料槽中，焊料絲均勻分布并與待焊接部位充分接觸；

15、s3.3、將裝配好焊料絲的復(fù)合極靴毛坯送入氫爐中進(jìn)行釬焊焊接；

16、s3.4、釬焊完成后，將焊接后的復(fù)合極靴毛坯從氫爐中取出，冷卻至常溫，檢查焊接質(zhì)量，獲得復(fù)合極靴毛坯。

17、優(yōu)選的，所述s5步驟中外徑公差帶為0～0.01mm。

18、優(yōu)選的，所述s6步驟具體包括以下步驟：

19、s6.1、準(zhǔn)備裝配零件：準(zhǔn)備同一公差帶的復(fù)合極靴、平口復(fù)合極靴、連接環(huán)、半極靴和輸能頭；

20、s6.2、安裝焊接芯棒：將準(zhǔn)備好的零件通過管殼焊接芯棒進(jìn)行裝配；

21、s6.3、裝配焊料絲：在每個(gè)焊縫部位安裝定形焊料絲；

22、s6.4、釬焊焊接：將裝配好的組件送入燒氫爐中進(jìn)行釬焊焊接，焊接成復(fù)合管殼毛坯。

23、優(yōu)選的，所述s8步驟具體包括以下步驟：

24、s8.1、安裝磁環(huán)：在慢波電路段安裝產(chǎn)品配套的磁聚焦系統(tǒng)，以周期結(jié)構(gòu)方式安裝無損結(jié)構(gòu)剖開的磁環(huán)；

25、s8.2、固定磁環(huán)：使用彌散銅材料制成的卡環(huán)安裝固定磁環(huán)；

26、s8.3、調(diào)整卡環(huán)位置：細(xì)調(diào)卡環(huán)的位置；

27、s8.4、設(shè)計(jì)并調(diào)整徑向高度：調(diào)整復(fù)合極靴上彌散銅材料的徑向高度，滿足復(fù)合極靴外徑與磁環(huán)、卡環(huán)部位外徑尺寸基本一致，復(fù)合極靴外徑按大于磁環(huán)和卡環(huán)安裝疊加后尺寸0.05～0.1mm設(shè)計(jì)；

28、s8.5、焊接安裝管芯與底板：確保管芯與底板的焊接安裝在慢波電路段的扇形面全接觸，在熱接觸部位和界面涂覆、填充錫鉛焊料進(jìn)行焊接，調(diào)試確認(rèn)電性能后，再使用導(dǎo)熱膠進(jìn)行固定、填充。

29、優(yōu)選的，所述s1步驟中純鐵材料為dt8a，彌散銅材料為tumal0.12。

30、優(yōu)選的，所述s2步驟中鍍鎳處理后的極靴毛坯棒通過液氮冷卻實(shí)現(xiàn)冷縮，加熱后的散熱片毛坯筒通過熱風(fēng)槍加熱實(shí)現(xiàn)熱脹。

31、優(yōu)選的，所述s1步驟中散熱片部位設(shè)計(jì)為規(guī)則形狀，包括規(guī)則圓形或扇形，所述復(fù)合管殼生產(chǎn)、加工和管芯對中的工藝工裝采用錐形設(shè)計(jì)。

32、優(yōu)選的，所述s3和s6步驟中的釬焊焊接工藝均為立式氫爐金鎳銅焊料。

33、本發(fā)明提供了一種高效能大功率螺旋線行波管復(fù)合管殼的制備方法。具備以下有益效果：

34、1、本發(fā)明通過將極靴-散熱片組合從傳統(tǒng)的逐個(gè)釬焊方式升級為批量數(shù)控機(jī)加工制造，顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的尺寸一致性，不僅提高了生產(chǎn)效率，還解決了傳統(tǒng)方法中生產(chǎn)效率低、尺寸和質(zhì)量離散的問題。

35、2、本發(fā)明復(fù)合極靴原材料階段實(shí)現(xiàn)了從純鐵向銅材料的過渡，顯著提高了導(dǎo)熱性能，散熱片采用環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度更高的彌散銅材料，避免了無氧銅軟化溫度低和小尺寸復(fù)合管形變的風(fēng)險(xiǎn)，有效解決了導(dǎo)熱性能不佳和散熱效率低的問題，同時(shí)提高了散熱片強(qiáng)度，降低了形變風(fēng)險(xiǎn)。

36、3、本發(fā)明采用數(shù)控機(jī)加工方式制造極靴-散熱片組合，提高了復(fù)合管殼的制造精度和一致性，簡化了生產(chǎn)裝配過程，通過將散熱片本身作為裝配基準(zhǔn)面，簡化了工裝和模具設(shè)計(jì)，降低了生產(chǎn)成本，有效解決了傳統(tǒng)工藝中尺寸精度低、制造一致性差、工裝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高的問題，并提高了慢波電路對中和直線度的工藝控制水平。

37、4、本發(fā)明新型復(fù)合管殼結(jié)構(gòu)和工藝方法通過弧形或圓形接觸增大熱接觸面，縮短熱傳導(dǎo)路徑，顯著提升了熱傳導(dǎo)效率，降低了溫度梯度，環(huán)形散熱片的尺寸設(shè)計(jì)匹配磁聚焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成復(fù)合管殼-磁環(huán)-卡環(huán)-底板的高效導(dǎo)熱路徑，解決了傳統(tǒng)導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)不合理、導(dǎo)熱效率低、熱傳導(dǎo)路徑長、溫度梯度大的問題。

38、5、本發(fā)明通過澆注導(dǎo)熱介質(zhì)的方式，實(shí)現(xiàn)慢波電路-散熱底板全接觸的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，明顯降低導(dǎo)熱路徑上的溫度梯度，熱傳導(dǎo)效率提升1倍以上。