ротности процесс менее критичен к стабильности режимов обработки. Различие в ходе кривых объясняется тем, что при обработке раскатыванием наиболее вероятный угол при вершине микронеровностей велик и изменяется незначительно с ростом их высоты. При других способах углы при вершине микронеровностей малы и коэффициент шероховатости зависит от их высоты.

Высокая эффективность применения чистовой обработки раскатыванием определяется не только эксплуатационными, но и экономическими показателями.

На рис. 2.32 дана диаграмма сравнительной технологической себестоимости и штучно-калькуляционного времени на обработку полостей различными способами.

Штучное время на пневматическое полирование токо-несушен поверхности волноводных корпусов фетровым полировальником показано в табл. 2.27, а стальными шариками- в табл. 2.28.

Таблица 2.27

После серебрения

200 400 600 800 1000

6,0 6,5 7,0 7,5 8,0

6,3 6,8 7,3 7,8 8,3

6,6 7,1 7,6 8,1 8,6

6,9 7,4 7,9 8,4 8,9

7,2 7,7 8,2 8,7 9,2

6,8 7,3 7,8 8,3 8,8

7,1 7,6 8,1 8,6 9,1

7,4 7,9 8,4 8,9 9,4

7,7 8,2 8,7 9,2 9,7

8,0 8,5 9,0 9,5 10,0

Механические способы полирования токонесущих поверхностей волноводных корпусов имеют ряд существенных недостатков:

1) трудность, а иногда и невозможность полирования поверхностей, имеющих сложный профиль;

Периметр трубы, мм, до

Примечание. Нормативы времени предусматривают следующий режим полировки; амплитуда 1 мм; частота 30 гц; вращение детали 5 об1мин.

2) загрязнение токонесущих поверхностей полировальными пастами;

3) возможность деформации волноводных корпусов в процессе полирования.

Электрохимическое и химическое полирование не имеет этих недостатков и хотя не может полностью заменить механического полирования, часто оказывается более экономичным и значительно расширяет технологические возможности полирования.

Электролит для электрохимического полирования должен быть устойчив в работе и обладать достаточно широким рабочим интервалом плотности тока и температуры. Для каждого металла имеются специальные составы электролита.

Для электрополирования латуни и меди в качестве электролита используется 707о-ный раствор ортофосфор-ной кислоты (уд. вес 1,55 г/см) при анодной плотности тока 1,5-2 а/дм и 18-20° С. Электролит после составления должен быть проработан с медными анодами и катодами. Количество тока, прошедшего через него, должно составлять около 5 а-г/л. После проработки электролит пригоден для работы. Продолжительность электрополирования 10-15 жын.

Для электрополирования серебреных поверхностей используется электролит следующего состава (г/л):

серебро цианистое....... 2-3

калий цианистый........28-32

и несимметрично выпрямленный ток при режимах:

анодная плотность тока . . . 8-10 а/(?.и -время пребывания детали

под током......... 0,5 сек

время пребывания детали

без тока ......... 1,5 сек

температура электролита . . . 15-25°С

Серебряные покрытия, обработанные электрополированием, имеют повышенную устойчивость к коррозии и чистоту поверхности до 9-10-го класса шероховатости.

Электрополирование алюминия ведется с использованием электролита следующего состава (в весовых процентах):

ортофосфорная кислота......34

серная кислота .......... 34

хромовый ангидрид........3,6

вода...............28,4

Температура электролита 80-90° С, анодная плотность тока 30-35 ajdm, продолжительность электрополирования 1-6 мин. Катодами служат свинцовые пластины. Этот электролит целесообразно применять для обработки волноводных узлов из АО, АОО, АМг, АМц. Электролиты с повышенной концентрацией серной и фосфорной кислот применяются для электрополирования волноводных узлов из дюралюминия, в частности сплава Д16. Хорошие результаты дает применение реверсивного тока при электрополировании алюминия - при этом устраняется питтинг на полированной поверхности и упрощается процесс, так как расширяется рабочий интервал режимов полирования.

Химическое полирование дает более низкую по сравнению с электрохимическим полированием чистоту токонесущих поверхностей, однако имеет достоинства:

1) не требуется специального источника тока и приспособлений для создания качественного контакта с узлом;

2) можно обрабатывать рабочие полости волноводных узлов со сложной конфигурацией.

К недостаткам процесса относятся:

1) небольшой срок службы раствора;

2) вредность процесса и необходимость работы с венг тиляцией. Этот процесс применяется главным образом для полирования волноводных узлов из алюминия. Для этого используются растворы", содержащие NaOH,

NaNOs, NaN02 с различными добавками. Н3РО4, HNO3,

H2SO4, РЬ(КОз)2.

Скорость растворения металла при химическом полировании увеличивают проведением процесса при повышенных температурах раствора, введением в него солей тяжелых металлов, а также деполяризаторов.

Трудоемкость электрополирования и химического полирования близка по величине к трудоемкости электролитического оксидирования корпусов волноводных устройств. Значения штучного времени для этих процессов можно взять из табл. 2.25.

Поверхностный эффект накладывает определенные требования не только на микрогеометрию, но и на структуру металла токонесущей поверхности. Величина активных потерь в волноводе определяется электрическим сопротивлением токонесущей поверхности. Это сопротивление поверхностного слоя металла зависит от метода обработки его токонесущей поверхности. Обычно оно выше, чем сопротивление «массивного» металла.

При выборе способа обработки токонесущей поверхности необходимо учитывать, что механическая обработка резанием и давлением ведет к размельчению зерен металла до размеров 0,001-0,01 мкм, которые соизмеримы с длиной свободного пробега электрона. Электрическое сопротивление поверхностного слоя повышается из-за рассеяния электронов на границах зерен. Толщина слоя с размельченными зернами после чистовой обработки лежит в пределах от единиц до десятков мкм.

При механическом шлифовании и полировании на токонесущей поверхности образуется поверхностный слой со сложной структурой, который содержит частицы абразива, полировальной пасты, окислы, размельченные и разориентированные кристаллы. Толщина этого слоя невелика- не более 0,1 мкм, а электрическое сопротивление выше, чем сопротивление слоя, имеющего только размельченные зерна. Граница раздела недеформирован-ного и поверхностного слоев имеет сложную микрогеометрию, что вызывает появление межслойной «шероховатости».

Поскольку электрическое сопротивление поверхностного слоя в несколько раз выше электрического сопротивления недеформированного слоя, то эффективное сопротивление на СВЧ будет в большой степени определяться этой межслойной «шероховатостью», несмотря на

высокую чистоту токонесущей поверхности. Поэтому полирование этих поверхностей не всегда дает ожидаемое уменьшение потерь. Особенно это заметно в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн. Выявить и особенно контролировать это в процессе изготовления сложно, поэтому при производстве устройств СВЧ миллиметрового или субмиллиметрового диапазона технологический процесс необходимо строить с таким расчетом, чтобы удалить поверхностный слой. Для этого используют химическое или электрохимическое полирование. На величину активных потерь заметное влияние оказывает пористость, которая проявляется при изготовлении волноводных корпусов литьем или гальваническим наращиванием. Поры снижают эффективную площадь поперечного сечения токонесущего слоя. Зная их размер и количество, можно рассчитать изменение площади поперечного сечения. Кроме того, в порах остаются следы химических реактивов, используемых при производстве волноводных корпусов. Поэтому поры могут быть центрами коррозии. Если для формообразования волноводных корпусов используется способ, дающий высокую пористость, то технологический процесс должен предусматривать операции по уплотнению токонесущего слоя. Обычно такие операции относятся к категории отделочных.

Глава 3

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВОЛНОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ

Волноводные устройства СВЧ разнообразны по своему назначению и конструктивному оформлению. Однако в их конструкции можно выделить общие по конструктивно-технологическим признакам элементы и детали, например отверстия связи, установочные отверстия в стенках волноводов, поглощающие сопротивления, волноводные диафрагмы и т. д. Для изготовления таких элементов и деталей, входящих в различные устройства СВЧ, будут использоваться одинаковые технологические процессы.

На примере конкретных устройств СВЧ рассмотрим изготовление типичных элементов и деталей, входящих в их конструкцию.

§ 3.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОГЛАСОВАННЫХ НАГРУЗОК И ФИКСИРОВАННЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ АТТЕНЮАТОРОВ

Волноводные согласованные нагрузки бывают поверхностные и объемные. Конструктивно их выполняют в виде отрезка волноводной трубы, коротко-замкнутого на одном конце и снабженного соединительным фланцем на другом. Внутри трубы помещают поглощающее сопротивление в виде пластин с заостренными концами или клина с одним или двумя скосами.

В поверхностных согласованных нагрузках для волноводов прямоугольного поперечного сечения, возбуждаемых волной типа Яоь в качестве поглощающего сопротивления используются тонкие клинообразные диэлектрические пластины, покрытые поглощающим слоем (рис. 3.1, а). Пластины располагаются параллельно