用于X射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件的制作方法

本实用新型属X射线管制造技术领域，具体涉及一种用于X射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件。

背景技术：

X射线管是X射线探伤机上的一种重要零部件，能对金属、非金属等材料制成的零部件、铸造及焊接部件进行无损检测，以确定其内部是否有如夹渣、裂纹、气孔、焊接不良(没有焊透)等缺陷。这种检测装置广泛用于机械、化工、造船、高压容器、国防工业、科研、汽车、航空航天、耐火材料等行业。目前，大部分X射线管的电压等级较低，主要原因是X射线管中钎焊组件结构存在缺陷，致使射线管无法向高电压等级发展。因此有必要提出改进。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题：提供一种用于X射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件，本实用新型所提供的钎焊组件能使X射线管的电压等级超过400kV以上，具有电压等级高、结构加工简单，装配钎焊方便、成品率高的优点。

本实用新型采用的技术方案：用于X射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件，包括可伐圈、上端连接圈、阴极陶瓷、中间极板、阳极陶瓷和下端连接圈；所述可伐圈下端平面通过钎焊连接结构Ⅱ与阴极陶瓷上端面平连接，所述上端连接圈套于可伐圈外部且其下端平面通过钎焊连接结构Ⅰ与阴极陶瓷上端平面连接，所述中间极板为环形结构且其上下端面中部分别设有上凹槽和下凹槽，所述中间极板的上凹槽通过钎焊连接结构Ⅲ与阴极陶瓷下端平面连接，所述中间极板的下凹槽通过钎焊连接结构Ⅳ与阳极陶瓷上端平面连接，所述阳极陶瓷下端外缘通过钎焊连接结构Ⅴ与下端连接圈内径表面连接。

其中，所述钎焊连接结构Ⅰ包括设于上端连接圈下端平面的电镀镍层Ⅰ和设于阴极陶瓷上端平面金属化层Ⅰ，所述电镀镍层Ⅰ和金属化层Ⅰ之间通过钎焊料Ⅰ焊接；所述钎焊连接结构Ⅱ包括设于可伐圈下端平面的电镀镍层Ⅱ和设于阴极陶瓷上端平面的金属化层Ⅱ，所述电镀镍层Ⅱ和金属化层Ⅱ之间通过钎焊料Ⅱ焊接；所述钎焊连接结构Ⅲ包括设于中间极板上凹槽底面的电镀镍层Ⅲ和设于阴极陶瓷下端面平的金属化层Ⅲ，所述电镀镍层Ⅲ和金属化层Ⅲ之间通过钎焊料Ⅲ焊接；所述钎焊连接结构Ⅳ包括设于中间极板下凹槽底面的电镀镍层Ⅳ和设于阳极陶瓷上端平面的金属化层Ⅳ，所述电镀镍层Ⅳ和金属化层Ⅳ之间通过钎焊料Ⅳ焊接；所述钎焊连接结构Ⅴ包括设于下端连接圈内径表面的电镀镍层Ⅴ和设于阳极陶瓷下端外缘表面的金属化层Ⅴ，所述电镀镍层Ⅴ和金属化层Ⅴ之间通过钎焊料Ⅴ焊接。

进一步地，所述阴极陶瓷上的金属化层Ⅰ、金属化层Ⅱ和金属化层Ⅲ以及阳极陶瓷上的金属化层Ⅳ和金属化层Ⅴ是在高温设备中烧结钼锰金属并在电镀设备中电镀一层金属镍而完成的金属化制品。

其中，所述可伐圈、上端连接圈、中间极板、下端连接圈均采用瓷封合金4J33材料制成。

进一步地，所述可伐圈的横截面为L形结构。

进一步地，所述上端连接圈和下端连接圈的横截面均为U形结构，所述上端连接圈上端设有螺孔。

进一步地，所述可伐圈、上端连接圈、下端连接圈的厚度均为0.8～1mm，所述中间极板钎焊部位的厚度为0.75mm，所述中间极板非钎焊部位的厚度为2～3mm。

其中，所述阴极陶瓷和阳极陶瓷的陶瓷本体是由氧化铝含量为95％的粉料经过混料、除铁、造粒，成型和烧结后形成，所述阴极陶瓷和阳极陶瓷的陶瓷本体内部设有无锥度的内腔，所述阴极陶瓷和阳极陶瓷的陶瓷本体外表面为波峰波谷结构且其上烧结有一釉层。

进一步地，所述阴极陶瓷和阳极陶瓷的有效厚度为8～10mm，所述阴极陶瓷和阳极陶瓷的高度为80～95mm。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案中钎焊组件通过阴极陶瓷和阳极陶瓷两件陶瓷与中间极板的有效复合，并且阴极陶瓷和阳极陶瓷外表面为波峰波谷结构，这样有效提高了X射线管钎焊组件的爬电距离，也就提高了钎焊组件的电压等级，能使X射线管的电压等级超过400kV以上；

2、本方案中可伐圈1与阴极陶瓷3之间通过钎焊连接结构Ⅱ13焊接、上端连接圈2与阴极陶瓷3之间通过钎焊连接结构Ⅰ8焊接、中间极板4的上凹槽30与阴极陶瓷3之间通过钎焊连接结构Ⅲ17焊接、中间极板4的下凹槽31与阳极陶瓷5之间通过钎焊连接结构Ⅳ22焊接、阳极陶瓷5与下端连接圈6之间通过钎焊连接结构Ⅴ26焊接，这种部件之间均采用钎焊连接，使整个产品牢固的结合在一起，使整个产品的焊接强度和气密性达到要求；

3、本方案在中间极板环形面的中部制有上下凹槽，便于中间极板与阴极陶瓷和阳极陶瓷的定位，能够很好的保证整个钎焊部件的同心度；

4、本方案与现有技术相比，陶瓷材料加工简单，金属零件容易加工，整个钎焊组件加工操作简单，装配钎焊方便，成品率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A部结构放大图；

图3为图1的B部结构放大图；

图4为图1的C部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图1-4描述本实用新型的实施例。

用于X射线管的陶瓷材料与金属钎焊组件，如图1所示，包括可伐圈1、上端连接圈2、阴极陶瓷3、中间极板4、阳极陶瓷5和下端连接圈6。所述可伐圈1下端平面通过钎焊连接结构Ⅱ13与阴极陶瓷3上端平面连接，具体的，如图2所示，所述钎焊连接结构Ⅱ13包括设于可伐圈1下端平面的电镀镍层Ⅱ14和设于阴极陶瓷3上端平面的金属化层Ⅱ16，所述电镀镍层Ⅱ14和金属化层Ⅱ16之间通过钎焊料Ⅱ15焊接；所述上端连接圈2套于可伐圈1外部且其下端平面通过钎焊连接结构Ⅰ8与阴极陶瓷3上端平面连接，具体的，所述钎焊连接结构Ⅰ8包括设于上端连接圈2下端平面的电镀镍层Ⅰ9和设于阴极陶瓷3上端平面金属化层Ⅰ11，所述电镀镍层Ⅰ9和金属化层Ⅰ11之间通过钎焊料Ⅰ10焊接；所述中间极板4为环形结构且其上下端面中部分别设有上凹槽30和下凹槽31，所述中间极板4的上凹槽30通过钎焊连接结构Ⅲ17与阴极陶瓷3下端平面连接，具体的，如图3所示，所述钎焊连接结构Ⅲ17包括设于中间极板4上凹槽30底面的电镀镍层Ⅲ18和设于阴极陶瓷3下端平面的金属化层Ⅲ20，所述电镀镍层Ⅲ18和金属化层Ⅲ20之间通过钎焊料Ⅲ19焊接；所述中间极板4的下凹槽31通过钎焊连接结构Ⅳ22与阳极陶瓷5上端平面连接，具体的，所述钎焊连接结构Ⅳ22包括设于中间极板4下凹槽31底面的电镀镍层Ⅳ23和设于阳极陶瓷5上端平面的金属化层Ⅳ25，所述电镀镍层Ⅳ23和金属化层Ⅳ25之间通过钎焊料Ⅳ24焊接；本实用新型中间极板4环形面中部制有的上下凹槽便于中间极板4与阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的定位，能够很好的保证整个钎焊部件的同心度。所述阳极陶瓷5下端外缘通过钎焊连接结构Ⅴ26与下端连接圈6内径表面连接，具体的，如图4所示，所述钎焊连接结构Ⅴ26包括设于下端连接圈6内径表面的电镀镍层Ⅴ27和设于阳极陶瓷5下端外缘表面的金属化层Ⅴ29，所述电镀镍层Ⅴ27和金属化层Ⅴ29之间通过钎焊料Ⅴ28焊接。本实用新型各部件之间的连接均采用钎焊连接结构，提高了零件连接的气密性和牢固性。

所述阴极陶瓷3上的金属化层Ⅰ11、金属化层Ⅱ16和金属化层Ⅲ20以及阳极陶瓷5上的金属化层Ⅳ25和金属化层Ⅴ29是要在高温设备中烧结钼锰金属化层，使阴极陶瓷3和阳极陶瓷5本体中的玻璃相和钼锰金属化层中的玻璃相相互迁移，致使钼锰金属化层牢固的粘连在阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的表面；接着，将一次金属化后的阴极陶瓷3和阳极陶瓷5放置在电镀设备中，利用钼锰金属化层的导电性，在其表面电镀一层金属镍，在还原性气氛中进行镍的烧结后，完成阴极陶瓷3和阳极陶瓷5金属化制品的加工。

所述可伐圈1、上端连接圈2、中间极板4、下端连接圈6均采用瓷封合金4J33材料制成，进行清洗去油后，在对应表面进行电镀镍层处理。所述可伐圈1的横截面为L形结构，所述可伐圈1的L形结构上端与X射线管的其他金属零件配合焊接。所述上端连接圈2和下端连接圈6的横截面均为U形结构，所述上端连接圈2上端均布设有4个M3的螺孔7。所述可伐圈1、上端连接圈2、下端连接圈6的厚度均为0.8～1mm，所述中间极板4上设有孔21，所述中间极板4钎焊部位的厚度为0.75mm，所述中间极板4非钎焊部位的厚度为2～3mm。

所述阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的陶瓷本体是由氧化铝含量为95％的粉料经过混料、除铁、造粒、成型和烧结后形成，所述阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的陶瓷本体内部设有无锥度的内腔，所述内腔保持陶瓷本体原始表面，所述阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的陶瓷本体外表面为波峰波谷结构，在陶瓷本体外表面的波峰波谷结构上喷釉，釉烧后使釉子牢固的附着在瓷体表面而形成釉层12。所述阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的有效厚度为8～10mm，所述阴极陶瓷3和阳极陶瓷5的高度为80～95mm。

本实用新型在制作中，先将可伐圈1、上端连接圈2、阴极陶瓷3、中间极板4、阳极陶瓷5、下端连接圈6和相应的银铜焊料准备好，按照图1所示进行装配，先将阳极陶瓷5和下端连接圈6装配好，在阳极陶瓷5和下端连接圈6的缝隙处放置焊料；接着，在阳极陶瓷5的上端面放置焊料片，再将中间极板4的下凹槽31卡在阳极陶瓷5的上端面；接着，再将焊料片放置在中间极板4的上凹槽30里面，再将阴极陶瓷3的下端嵌入放有焊料片的中间极板上凹槽30内，在阴极陶瓷3的上表面放置好焊料片后，最后将可伐圈1和上端连接圈2按图1位置放置好，然后把上述装配好的整体部件放置在真空钎焊设备中进行焊接，形成可伐圈1与阴极陶瓷3之间的钎焊连接结构Ⅱ13、上端连接圈2与阴极陶瓷3之间的钎焊连接结构Ⅰ8、中间极板4的上凹槽30与阴极陶瓷3之间的钎焊连接结构Ⅲ17、中间极板4的下凹槽31与阳极陶瓷5之间的钎焊连接结构Ⅳ22、阳极陶瓷5与下端连接圈6之间的钎焊连接结构Ⅴ26，使整个产品牢固的结合在一起，使整个产品的焊接强度和气密性达到要求。本实用新型的性能如下：漏率Q≤2～5×10^-8Pa·M³/s，钎焊处的强度≥200MPa，工作电压≥400kV。

本实用新型中陶瓷材料与金属钎焊组件通过阴极陶瓷3和阳极陶瓷5两件陶瓷与中间极板4的有效复合，并且阴极陶瓷3和阳极陶瓷5外表面为波峰波谷结构，这样有效提高了X射线管钎焊组件的爬电距离，也就提高了钎焊组件的电压等级，能使X射线管的电压等级超过400kV以上，与现有技术相比，整个钎焊组件加工操作简单，装配钎焊方便，成品率高。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。