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研究多元複合稀土鎢電極的制備技術

發布時間:2019-04-28來源:點擊:138

  鎢電極作爲電子源離子源廣泛應用于惰性氣體保護焊,等離子體焊接、切割、冶金等領域,應用面廣,而其中钍鎢電極約占70%—80%,钍鎢電極具有放射性汙染,在生産和使用過程中會危害人類健康汙染環境。多元複合稀土鎢電極被認爲是替代钍鎢電極的最佳材料,然而其加工成品率低,高額的生産成本一直制約著其應用。

  研究者通过系统的研究了稀土在鎢電極材料体系中的作用,发现稀土作为活性物质的添加到钨基体中能够有效降低鎢電極材料的逸出功,焊接性能优良,其作用机制在于:La、Y、Ce三种稀土在不同温度下的扩散速率不同,其中Ce最先向表面扩散降低材料表面逸出功,是电极容易引弧,稳弧燃烧时,La在表面覆盖度最大,其主要作用,而在大电流负载时,Y能够及时向表面扩散迁移,从而维持表面活性层的覆盖度,使电极能稳定工作,三种稀土的协同作用,使得多元复合稀土鎢電極戏能优于同规格钍钨.

  此外稀土作为第二相对于鎢電極材料制备影响很大,其主要表现在:稀土对于还原粉末的细化十分显著,而且易促进贝特-W的形成,贝特-W的存在易于活性化后续烧结,因此烧结工艺敏感,不易控制;在烧结过程中,稀土会在电场及温度梯度的作用下扩散迁移,同事稀土也会对钨晶粒的长大起阻碍作用,稀土的这种动态行业使烧结工艺敏感,特别是在烧结大坯条时,工艺敏感性更明显;进行旋锻加工时,稀土提高了鎢電極材料的回复和再结晶温度,同时由于对钨晶粒变形的阻碍作用,使钨材的变形抗力增大.

  对多元复合稀土鎢電極的制备技术进行研究,采用APT与稀土硝酸盐为原料,进行掺杂,可实现均匀掺杂,更加钨还原过程的分析,采用二段还原方法实现稀土钨金属粉末的高效制备,结合稀土在钨粉还原过程中的作用,提高温度以控制还原产物种类,采用大温度梯度还原方法调控粉末粒度。烧结时为在烧结颈长大闭合前,是稀土在钨条中均匀分布,摸索出低温长时间保温的烧结曲线,可得到优质烧结坯条。适当提高各加工阶段的初始加工温度,采用多道次加工变形技术,使钨条均匀形变,产品成品率高.

  通过对多元复合稀土鎢電極关键制备技术的控制,实现了多元复合稀土鎢電極的工业制备,成品率超过同规格钍鎢電極的生产水平.


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