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)和使用過程中會危害人類健康污染環(huán)境。多元復(fù)合稀土鎢電極被認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，其作用機制在于：La、Y、Ce三種稀土在不同溫度下的擴散速率不同，其中Ce最先向表面擴散降低材料表面逸出功，使電極容易引弧，穩(wěn)弧燃燒時，La在表面覆蓋度最大，起主要作用，而在大電流負載時，Y能夠及時向表面擴散遷移，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、二相對于鎢電極材料制備影響很大，其主要表現(xiàn)在：稀土對于還原粉末的細化十分顯著，而且易促進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)陔妶黾皽囟忍荻鹊淖饔孟聰U散遷移，同時稀土也會對鎢晶粒的長大起阻礙作用，稀土的這種動態(tài)行為使燒結(jié)工藝敏感，特別是在燒結(jié)大坯條時，工藝敏感性更明顯；進行旋鍛加工時，稀土提高了鎢材的回復(fù)和再結(jié)晶溫度，同時由于對鎢晶粒變形的阻礙作用，使鎢材的變形抗力增大。
　

4、　 論文對多元復(fù)合稀土鎢電極的制備技術(shù)進行研究，采用APT與稀土硝酸鹽為原料，進行摻雜，可實現(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)時為在燒結(jié)頸長大閉合前，使稀土在鎢條中均勻分布，摸索出低溫長時間保溫的燒結(jié)曲線，可得到優(yōu)質(zhì)燒結(jié)坯條。適當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。通過對多元復(fù)合稀土鎢電極關(guān)鍵制備技術(shù)的控制，實現(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。
　　 在進行多元復(fù)合稀土鎢電極生產(chǎn)線建設(shè)時，根據(jù)稀土鎢電極的制備特點，研制了噴霧摻雜干燥機、自動垂熔燒結(jié)機、旋鍛串打機生產(chǎn)設(shè)備，精簡了制備工藝，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)射性能測量設(shè)備可以對材料的本征物理性能-逸出功進行測量，進行產(chǎn)