[发明专利]一种单芯棒轮辐式超导加速腔及其制造方法

权利要求书

1.一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：它包括圆柱形腔筒，所述腔筒的筒壁上对称设置有两个芯棒孔，间隔所述两个芯棒孔对称穿设有两清洁管，两所述清洁管位于所述腔筒外侧的一端分别连接一法兰；所述腔筒的两端分别设置有一端盖；两所述端盖的表面中部内凹，中心部位分别穿设一端盖束管，两所述端盖束管穿出两所述端盖连接一法兰；所述腔筒内的两所述芯棒孔之间设置有一芯棒，所述芯棒为一薄壁腔，其中间段呈直筒形，两端呈对称的漏斗形，两所述漏斗形的端口分别对应设置在两所述芯棒孔内；所述芯棒的中间段穿设一中心束管，所述中心束管与两所述端盖束管位于同一轴线上。

2.如权利要求1所述的一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：所述腔筒包括两对称设置的弧形马鞍过渡面和两对称设置的弧形侧面，两所述芯棒孔分别设置在两所述马鞍过渡面上，两所述清洁管分别设置在两所述侧面上；两马鞍过渡面和两侧面之间分别设置有一腔筒加强筋。

3.如权利要求1或2所述的一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：两所述端盖外侧的所述端盖束管上，间隔设置有若干端盖加强筋。

4.如权利要求1～3任一项所述单芯棒轮辐式超导加速腔的制造方法，其包括以下步骤：

1)采用RRR值大于300的高纯铌材料材料，通过冲压模具制作出两个端盖，腔筒的两个弧形马鞍过渡面和两弧形侧面，以及组成芯棒的两个薄壁腔片；

2)用车床加工出两个清洁管、一中心束管、两个端盖束管、四个法兰；线切割完成若干腔筒加强筋和端盖加强筋；

3)用超声清洗装置，对经步骤1)和2)完成的零件进行超声清洗，清洗时间不小于40分钟；

4)采用氢氟酸、硝酸、磷酸按1∶1∶2体积比组成的混合酸，对步骤3)中完成的零件进行化学清洗；化学清洗的酸液温度控制在20℃以内，清洗时间为10～40分钟；

5)用电阻率不小于16MΩ·cm的超纯水清洗步骤4)中完成的零件，并在优于1000级的超净室中晾干；

6)利用真空电子束焊机对经步骤5)得到的零件进行焊接，真空电子束焊机的工作电压为60KV，工作电流为5～50mA；焊接包括以下步骤：

(1)将两端盖束管分别对应焊接在两端盖上；

(2)将两个薄壁腔片焊接成芯棒，同时将中心束管与芯棒焊接；

(3)将芯棒的两端对应焊接在腔筒两个马鞍过渡面的芯棒孔处；

(4)将带芯棒的两个马鞍过渡面与两侧面焊接，完成腔筒；

(5)将两端盖分别焊接在腔筒的两端，组成腔体； 

(6)将两清洁管分别对应焊接在腔筒的两侧面上；

(7)将腔筒加强筋分别焊接在两个马鞍过渡面与两侧面的焊接处；将端盖加强筋分别焊接在两端盖以及两端盖束管上；

(8)将法兰分别焊接在两清洁管和两端盖束管上；

7)制造完成。