多元復(fù)合稀土鎢電極制備技術(shù).pdf

1、鎢電極作為電子源離子源廣泛應(yīng)用于惰性氣體保護(hù)焊、等離子體焊接、切割、冶金等領(lǐng)域，應(yīng)用面廣，而其中釷鎢電極約占70-80％，釷鎢具有放射性污染，在生產(chǎn)和使用過程中會(huì)危害人類健康污染環(huán)境。多元復(fù)合稀土鎢電極被認(rèn)為是替代釷鎢電極的最佳材料，然而其加工成品率低，高額的生產(chǎn)成本一直制約著其應(yīng)用。論文以此為背景，深入系統(tǒng)研究該多元復(fù)合稀土鎢電極的工業(yè)制備技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)稀土鎢電極的高效清潔生產(chǎn)，全面替代釷鎢電極。
　　 論文系統(tǒng)研究了稀土在鎢電

2、極材料體系中的作用，發(fā)現(xiàn)稀土作為活性物質(zhì)的添力加到鎢基體中能夠有效降低鎢電極材料的逸出功，焊接性能優(yōu)良，其作用機(jī)制在于：La、Y、Ce三種稀土在不同溫度下的擴(kuò)散速率不同，其中Ce最先向表面擴(kuò)散降低材料表面逸出功，使電極容易引弧，穩(wěn)弧燃燒時(shí)，La在表面覆蓋度最大，起主要作用，而在大電流負(fù)載時(shí)，Y能夠及時(shí)向表面擴(kuò)散遷移，從而維持表面活性層的覆蓋度，使電極能穩(wěn)定工作，三種稀土的協(xié)同作用，使得多元復(fù)合稀土鎢電極性能優(yōu)于同規(guī)格釷鎢。此外稀土作為第

3、二相對(duì)于鎢電極材料制備影響很大，其主要表現(xiàn)在：稀土對(duì)于還原粉末的細(xì)化十分顯著，而且易促進(jìn)β-W的形成，β-W的存在易于活化后續(xù)燒結(jié)，因此燒結(jié)工藝敏感，不易控制；在燒結(jié)過程中，稀土?xí)陔妶?chǎng)及溫度梯度的作用下擴(kuò)散遷移，同時(shí)稀土也會(huì)對(duì)鎢晶粒的長(zhǎng)大起阻礙作用，稀土的這種動(dòng)態(tài)行為使燒結(jié)工藝敏感，特別是在燒結(jié)大坯條時(shí)，工藝敏感性更明顯；進(jìn)行旋鍛加工時(shí)，稀土提高了鎢材的回復(fù)和再結(jié)晶溫度，同時(shí)由于對(duì)鎢晶粒變形的阻礙作用，使鎢材的變形抗力增大。
　

4、　 論文對(duì)多元復(fù)合稀土鎢電極的制備技術(shù)進(jìn)行研究，采用APT與稀土硝酸鹽為原料，進(jìn)行摻雜，可實(shí)現(xiàn)均勻摻雜，根據(jù)鎢還原過程的分析，采用二段還原方法實(shí)現(xiàn)稀土鎢金屬粉末的高效制備，結(jié)合稀土在鎢粉還原過程中的作用，提高溫度以控制還原產(chǎn)物種類，采用大溫度梯度還原方法調(diào)控粉末粒度。燒結(jié)時(shí)為在燒結(jié)頸長(zhǎng)大閉合前，使稀土在鎢條中均勻分布，摸索出低溫長(zhǎng)時(shí)間保溫的燒結(jié)曲線，可得到優(yōu)質(zhì)燒結(jié)坯條。適當(dāng)提高各加工階段的初始加工溫度，采用多道次加工變形技術(shù)，使鎢條均

5、勻形變，產(chǎn)品成品率高。通過對(duì)多元復(fù)合稀土鎢電極關(guān)鍵制備技術(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)了多元復(fù)合稀土鎢電極的工業(yè)制備，成品率超過同規(guī)格釷鎢的生產(chǎn)水平。
　　 在進(jìn)行多元復(fù)合稀土鎢電極生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)，根據(jù)稀土鎢電極的制備特點(diǎn)，研制了噴霧摻雜干燥機(jī)、自動(dòng)垂熔燒結(jié)機(jī)、旋鍛串打機(jī)生產(chǎn)設(shè)備，精簡(jiǎn)了制備工藝，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)穩(wěn)定性，而且節(jié)能降耗，降低了多元復(fù)合稀土鎢電極的生產(chǎn)成本，研制了電子發(fā)射性能測(cè)量設(shè)備可以對(duì)材料的本征物理性能-逸出功進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行產(chǎn)