焊料及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊料及该焊料的生产方法。
【背景技术】
[0002]磁控管是产生微波的真空电子管，由于磁控管具有振荡效率高、微波输出功率大等特点，被广泛地应用于家用微波炉、工业微波炉等设备的微波发生源。磁控管中由钍钨合金丝与钼支架组成的阴极组件是维持电子持续振荡的电子源，而钍钨合金丝通过钼支架依靠外部电源以直热的方式发射电子。钍钨合金丝与钼都属于难熔金属，而且磁控管中钍钨合金丝的最高工作温度超过1800°C。因此，必须选用合适的高温焊料才能确保钍钨合金丝与钼支架间的良好焊接以组成一个闭合回路。
[0003]目前，磁控管行业内普遍采用钌钼或钌钼镍钎料，通过高频钎焊来焊接钍钨合金丝与钼支架，但是，钌钼焊料中钌的含量超过40%，且钌属于贵金属，价格高且波动大，这些不利因素制约了钌钼焊料的广泛应用。另一方面，在磁控管制造、生产和使用的过程中，钍钨合金丝的工作温度超过1800°C，而铁钼镍焊料组分中铁与镍的熔点都低于1600°C，势必导致铁与镍的微量挥发而降低真空电子管的真空度，影响磁控管工作的稳定性和可靠性。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种价格低廉、高稳定性和高可靠性的焊料。
[0005]本发明的另一个目的在于提供一种生产上述焊料的方法。
[0006]有鉴于此，本发明第一方面的实施例提供了一种焊料，用于焊接磁控管，包含的组分及各组分的质量百分含量为:硼:0.1 %?5% ;钼:95%?98.8% ;碳:0%?3%。
[0007]本发明提供的焊料，在高温钼合金焊料中，加入少量的硼元素或者硼元素和碳元素的混合物，不仅价格低廉、制造工艺简单，而且经球磨后形成两元或三元共晶合金焊料，完全能满足磁控管阴极组件的工作要求。
[0008]具体而言，现有技术中，磁控管行业内普遍采用钌钼或钌钼镍钎料通过高频钎焊来焊接钍钨合金丝与钼支架，钌属于贵金属，价格高且波动大，另一方面，钍钨合金丝的工作温度超过1800°C，而铁钼镍焊料组分中铁与镍的熔点都低于1600°C，导致铁与镍的微量挥发而降低真空电子管的真空度，影响磁控管工作的稳定性和可靠性；而本发明中提供的高温钼合金焊料，加入少量的硼或者硼和碳的混合物，通过球磨形成两元或三元共晶合金，此合金的熔点约为1950?2100°C。另外，碳与硼的熔、沸点高，饱和蒸汽压低，不易挥发。另外，碳与硼的含量比较低，不会明显增加钼的电阻，这就保证了焊料的稳定性和可靠性；除此之外，碳元素与硼元素价格低廉，容易获取，在一定程度上也降低了产品的生产成本。
[0009]在上述技术方案中，钼的粒径为20 μ m ~ 40 μ m ;硼的粒径为35 μπι?60 μπι ;碳的粒径为30 μ m?55 μ m。
[0010]在该技术方案中，钼、硼和碳的粒径均在μπι级别，在球磨过程中各组分接触的更充分，因此选用粒径较小的各组分进行球磨，就保证了各组分之间更好地形成二元共晶合金或者三元共晶合金，且共晶合金的熔点也比较高，这样就增强了焊料的稳定性和可靠性，从而大大提高了产品的市场竞争力。
[0011]本发明第二方面的实施例提供了一种焊料的生产方法，包括:
[0012]混合步骤，将95 %?98.8 %的钼、0.1 %?5 %的硼、0 %?3 %的碳混合构成混合物，并倒入球磨罐中；
[0013]球磨步骤，向球磨罐中加入磨球，并加入无水乙醇，然后球磨6?9小时；
[0014]烘干步骤，球磨完成后，取出磨球，并将球磨罐中的粉末放入干燥箱内烘干2小时；
[0015]成型步骤，将干燥的粉末制成焊环。
[0016]本发明提供的焊料的生产方法，将钼、硼和碳混合构成混合物以后倒入球磨罐中，有利于三种元素全面地接触，更好地对三种元素进行后续操作；再进行球磨，球磨是为了使钼、硼和碳三种元素形成二元共晶合金或者三元共晶合金。另外，球磨时加入乙醇作为助磨剂，是为了防止元素粉末与球、球磨筒壁之间发生过分黏附甚至焊合；然后将球磨后的粉末取出，进行烘干，其操作一般是在干燥箱中进行，也有在真空手套箱中进行的，都是为了达到使粉末干燥的目的；最后，将干燥的粉末烧结制成焊环。
[0017]另外，本发明提供的上述实施例中的焊料的生产方法还可以具有如下附加技术特征:
[0018]在上述技术方案中，在球磨步骤中:混合物与磨球的质量比为1:3.5?8。
[0019]在该技术方案中，因为球料比越大，球磨所需要的时间越短，但同时高球料比又会使粉末升温速度加快，使粉末大量附着在磨球或球磨罐的内壁上，因此选择合适的球料比能够使混合物在球磨过程中，粉末与球的碰撞更加均匀，避免两者撞击产生热量以后，粉末粘在磨球上的情况发生，提高了元素的利用率。
[0020]在上述任一技术方案中，混合物与无水乙醇的固液质量比为3:1。
[0021]在该技术方案中，无水乙醇作为助磨剂，是为了防止元素粉末与球、球磨筒壁之间发生过分黏附甚至焊合，但是加入过量的无水乙醇，又会阻碍磨球与粉末之间的相对运动，降低其工作效率，因此混合物与无水乙醇的固液质量比设置为3:1，保证了无水乙醇的作用，同时也使磨球与粉末之间的运动能够顺利进行。
[0022]在上述任一技术方案中，所述磨球为玛瑙球。
[0023]在该技术方案中，常用磨球一般为两种，有钢球和玛瑙球，钢球在使用过程中，容易与球磨罐中一些介质发生反应而生锈，而且钢球与元素粉末碰撞的过程中，很容易产生热量，致使粉末粘在钢球的表面；而玛瑙球的选用，就避免了上述情况的发生，大大提高了元素的利用率，同时，也简化了后续工作步骤。
[0024]在上述任一技术方案中，所述磨球包括多种不同粒径的玛瑙球。
[0025]在该技术方案中，同种尺寸的磨球是沿一定的轨道滚动的，不利于粉末晶粒的细化，而选用不同粒径的玛瑙球，是因为大粒径的玛瑙球具有更高的冲击能量，小粒径的玛瑙球则能产生更多的摩擦行为，两者混合使用即可随意的撞击磨球罐的内壁和底部，容易产生剪切力，有利于粉末从磨球罐和磨球上剥离下来，大大提高了元素的利用率，避免了粉末的浪费。
[0026]在上述任一技术方案中，在烘干步骤中，烘干箱的烘干温度为60 °C。
[0027]在该技术方案中，若烘干温度过低，则会使粉末达到烘干要求的时间变长，对烘箱产生不必要的耗损，降低了生产效率；若烘干温度过高，则有可能使元素粉末在干燥箱中进行反应，而使元素的性能发生改变，破坏元素本身的性质，而不能保证其稳定性和可靠性。因此，选择烘干温度为60°C，保证了烘干过程中元素性能稳定，同时节省了时间，大大提高了生产效率。
[0028]在上述任一技术方案中，成型步骤包括:静压步骤，向干燥后的粉末中加入成型剂，并进行静压形成毛坯；烧结步骤，将毛坯烧结炉中烧结后制成焊环。
[0029]在该技术方案中，先对干燥后的粉末进行静压形成毛坯，其过程中加入成型剂，有利于粉末的成型；再将毛坯放入到烧结炉中进行烧结成焊环，是为了使焊环能够达到更精准的密度，从而增强其强度。
[0030]在上述任一技术方案中，在烧结步骤中，毛坯的烧结时间为60分钟?90分钟。
[0031]在该技术方案中，烧结时间大约为60分钟?90分钟，一方面保证了烧结后焊环的密度足够精密；另一方面避免了烧结时间过长，粉末中元素之间发生反应而使其性能改变的情况发生。
[0032]本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0033]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0034]图1是根据本发明一个实施例所述焊料的制备方法的流程图；
[0035]图2是根据本发明另一个实施例所述焊料的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]本发明第一方面的实施例提供的焊料，用于焊接磁控管，包含的组分及各组分的质量百分含量为:硼:0.1%?5% ;钼:95%?98.8% ;碳:0%?3%。
[0039]本发明提供的焊料，在高温钼合金焊料中，加入少量的硼元素或者硼元素和碳元素的混合物，不仅价格低廉、制造工艺简单，而且经球磨后形成两元或三元共晶合金焊料，完全能满足磁控管阴极组件的工作要求。
[0040]在本发明的一个实施例中，钼的粒径为20 μ m?40 μ m ;硼的粒径为35 μ m?60 μ m ;碳的粒径为30 μ m?55 μ m。
[0041]在该实施例中，钼、硼和碳的粒径均在μ m级别，在球磨过程中各组分接触的更充分，因此选用粒径较小的各组分进行球磨，就保证了各组分之间更好地形成二元共晶合金或者三元共晶合金，且共晶合金的熔点也比较高，这样就增强了焊料的稳定性和可靠性，从而大大提高了产品的市场竞争力。
[0042]如图1所示，本发明第二方面的实施例提供的焊料的生产方法，包括以下步骤:
[0043]102，将95%?98.8%的钼、0.1 %?5%的硼、0%?3%的碳混合构成混合物，并倒入球磨罐中；
[0044]104，向球磨罐中加入磨球，并加入无水乙醇，然后球磨6?9小时；
[0045]106，球磨完成后，取出磨球，并将球磨罐中的粉末放入干燥箱内烘干2小时；
[0046]108，将干燥的粉末制成焊环。
[0047]本发明提供的焊料的生产方法，将钼、硼和碳混合构成混合物以后倒入球磨罐中，有利于三种元素全面地接触，更好地对三种元素进行后续操作；再进行球磨，球磨是为了使钼、硼和碳三种元素形成二元共晶合金或者三元共晶合金。另外，球磨时加入乙醇作为助磨剂，是为了防止元素粉末与球、球磨筒壁之间发生过分黏附甚至焊合；然后将球磨后的粉末取出，进行烘干，其操作一般是在干燥箱中进行，也有在真空手套箱中进行的，都是为了达到使粉末干燥的目的；最后，将干燥的粉末烧结制成焊环。
[0048]在本发明的一个实施例中，在步骤104中，混合物与磨球的质量比为1:3.5?8。
[0049]在该实施例中，因为球料比越