专利名称：一种微波炉磁控管钨钇阴极及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及微波炉磁控管技术领域，更具体的是涉及一种微波炉磁控管阴极。
背景技术：
微波炉磁控管的阴极即电子的发射体，又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对磁控管的工作特性和寿命影响极大，被视为磁控管的心脏。人们为了提高阴极的电子发射功能，在纯钨的材料中添加了钍元素，但这种合金系统所制成的阴极产品存在着室温脆性和高温脆性的先天性缺陷，至今未能解决。导致磁控管阴极在生产、运输及使用过程中发生不可控制的断裂，导致磁控管失效。严重影响了产品的可靠性，增加了制造成本。此外，钍是放射性元素，以钍作为主要添加原料，在冶炼、生产、运输和使用过程中，对环境产生污染，所制成的最终产品对接触者的人体健康也存在潜在的不利影响，而且钍的半衰期为1.39X10 10年，也难以回收，其报废产品对环境构成污染威胁，如此同时中国目前承担了世界100%的微波炉用磁控管生产，钍作为极其重要的稀土战略资源，可用于清洁能源核电制造，因此，从资源的合理使用角度考虑，在微波炉中，提供一种能替代现有的含钍磁控管钨阴极已成为本领域的重要研究课题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅产品性能好，寿命长，生产成本低，而且无辐射的微波炉磁控管钨钇阴极。本发明的另一目的还在于提供一种上述微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺。本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的一种微波炉磁控管钨钇阴极，其特征在于，它的成份按重量百分比算包括钇O. 3-3%，钨余量。作为上述方案的进一步说明所述微波炉磁控管钨钇阴极的成份(按重量百分比算)优选钇O. 6-2%，钨余量。所述微波炉磁控管钨钇阴极为弹簧状结构，其外径为2-4mm，线径为O. 3-0. 5mm。一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，它包括如下步骤
a、混料，按重量百分比计，钇O.3-3%加入钇液与仲钨酸铵，混合成钇钨混合液；
b、第一次氢还原，采用程序升温的方式在400-900°C分阶段保持，每个阶段保持8_15min ；
C、第二次氢还原，采用程序升温的方式在600-1100°C分阶段保持，每个阶段保持8-15min,制得乾鹤合金粉；
d、压坯、二次垂熔，在2000-2700°C分阶段保持10-20min ；
e、锻打后冷却，用氧化铝保温，使合金材料慢慢冷却；
f、拉拔，采用长炉，分3个温期，第一期480-550°C，第二期900-1000 °C，第三期700-8000C，加热采用从低温到高温再降温的抛物线过程控制；
g、电解、切断、氢氧化钠清洁定型。
在所述步骤a中，采用湿法及雾化法使钇液与仲钨酸铵混合。在所述步骤b中，优选采用程序升温的方式在400°C、600 V、800 V分别保持IOmin0在所述步骤c中，优选釆用程序升温的方式在600°C、800°C、1000°C分别保持IOmin0在所述二次垂熔过程中，优选在2000°C和2600°C分别保持15min。本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是
1、本发明通过钇的添加有效的改善了产品的脆性和高温性能，增强了产品的塑性，同时，钇作为电子发射功能元素用于微波元件中，用钇替代了现有技术中的成份钍，不仅增强了导电性能，还使长期以来磁控管阴极存在辐射的问题得到解决，与钍相比，达到相同的工 作效力其工作温度可以大大降低，这样可以大幅降低电极金属材料的耐高温要求，钨钍阴极的使用温度是1700°C，而钨钇电极的使用温度仅需1200 - 1300°C ;同时能显著降低制造成本，
2、本发明通过对工艺技术的开发，使得合金材料的杂质含量降低，同时大幅度降低金属内应力和组织应力，提高了材料的强度和塑性。
具体实施例方式实施例I
本发明一种微波炉磁控管钨钇阴极，它的成份按重量百分比算包括钇1%，钨余量；微波炉磁控管钨钇阴极为弹簧状结构，其外径为2-4mm，线径为O. 3-0. 5mm。实施例2
本发明的微波炉磁控管钨钇阴极的成份按重量百分比算包括钇O. 8%，钨余量，或钇分别为O. 3%、2· 5%、3%，钨余量。本发明的优选值钇O. 6-2%，钨余量，其工作性能更为突出。微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，它包括如下步骤
a、混料，按所述比例加入钇液与仲钨酸铵，采用大比例湿法及雾化法使钇液与仲钨酸铵混合成钇钨混合液；
b、第一次氢还原,米用程序升温的方式在400°C、600°C、800°C分别保持IOmin；
c、第二次氢还原，采用程序升温的方式在600V、800 V、1000 V分别保持lOmin，制得钇钨合金粉；
d、压坯、二次垂熔，在2000°C和2600°C分别保持15min；
e、锻打后冷却，用氧化铝保温，使合金材料慢慢冷却；
f、拉拔，采用长炉，分3个温期，第一期480-550°C，第二期900-1000 °C，第三期700-8000C，加热采用从低温到高温再降温的抛物线过程控制；
g、电解、切断、氢氧化钠清洁定型。本发明的工艺与现有技术相比，具有以下创新点
I、合金混合液的制备采用湿法，使钇、钨元素充分混合均匀，确保后续晶粒的均匀性。2、合金粉的纯化采用程序升温过程，充分利用了各杂质组分的熔点不同使得低熔点杂质充分气化，降低了合金粉中的杂质含量，提高了材料的强度和塑性。
3、采用二次垂熔，在合金粉末结晶前用2000°C以上的高温将杂质金属元素除去，降低合金粉中的杂质金属含量，提高材料的强度和塑性。4、合金材料的冷却过程采用氧化铝粉进行保温，使降温过程缓慢，充分降低了材料的组织应力，从而提高了合金材料的强度和塑性。5、拉拔过程采用长炉，分3个温期，加热采用从低温到高温再降温的抛物线过程控制，目的是去除因金属内应力过大产生的缺陷a、形变能力差；b、晶界结合力差；c、由于变形时稳定性差从而加大了线材规格和误差，从而也导致材质粗糙及超公差。直接影响合格率及材料的品质，现在的拉丝工艺能使得产品内结构晶粒纤维均匀，抗震加强，再加工性能好，尺寸公差小。本发明的钇O. 3_3%、钨余量的重量百分比以及上述加工条件是针对本发明的所具有最佳性能的重要条件，能取得最佳效果。通过以上工艺技术的开发，使得合金材料的杂质含量降低，同时大幅度降低金属 内应力和组织应力，提高了材料的强度和塑性。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种微波炉磁控管钨钇阴极，其特征在于，它的成份按重量百分比算包括钇O. 3-3%，钨余量。
2.根据权利要求I所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极，其特征在于，所述微波炉磁控管钨钇阴极的成份按重量百分比算计优选为钇O. 6-2%钨余量。
3.根据权利要求I或2所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极，其特征在于，所述微波炉磁控管鹤乾阴极为弹簧状结构，其外径为2-4mm,线径为O. 3-0. 5mm。
4.一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，它包括如下步骤 a、混料，按重量百分比算钇O.3-3%、钨余量的比例加入钇液与仲钨酸铵，混合成钇钨混合液； b、第一次氢还原，采用程序升温的方式在400-900°C分阶段保持，每个阶段保持8_15min ； C、第二次氢还原，采用程序升温的方式在600-1100°C分阶段保持，每个阶段保持8-15min,制得乾鹤合金粉； d、压坯、二次垂熔，在2000-2700°C分阶段保持10-20min ； e、锻打后冷却，用氧化铝保温，使合金材料慢慢冷却； f、拉拔，采用长炉，分3个温期，第一期480-550°C，第二期900-1000 °C，第三期700-8000C，加热采用从低温到高温再降温的抛物线过程控制； g、电解、切断、氢氧化钠清洁定型。
5.根据权利要求4所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，在所述步骤a中，采用湿法及雾化法使钇液与仲钨酸铵混合。
6.根据权利要求4所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，在所述步骤b中，优选采用程序升温的方式在400°C、600°C、80(rC分别保持lOmin。
7.根据权利要求4所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，在所述步骤C中，优选采用程序升温的方式在600°c、800°c、100(rc分别保持lOmin。
8.根据权利要求4所述的一种微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，其特征在于，在所述二次垂熔过程中，优选在2000°C和2600°C分别保持15min。
全文摘要
本发明公开了一种微波炉磁控管钨钇阴极，其特征在于，它的成份按重量百分比算包括钇0.3-3%，钨余量。本发明还公开了微波炉磁控管钨钇阴极的制备工艺，本发明的产品的脆性和高温性能，增强了产品的塑性，工作性能好，塑性强，生产成本低，无辐射，达到相同的工作效力其工作温度可以大大降低，这样可以大幅降低电极金属材料的耐高温要求，符合环保要求，同时能显著降低制造成本。
文档编号C22C27/04GK102800542SQ20121031129
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者朱惠冲 申请人:朱惠冲