[發(fā)明專利]多元復(fù)合稀土鎢電極材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010287204.X
• 申請(qǐng)日: 2010-09-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102000923A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文元;張松梧;張久興;崔寶旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市春風(fēng)鎢業(yè)有限公司;北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K35/22
• 分類號(hào): B23K35/22;B23P15/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于一種稀上難熔金屬焊接材料及其制備方法，特別涉及一種多元復(fù)合稀土鎢電極材料及其制備方法，該電極主要適用于氬弧焊焊接。

背景技術(shù)：

氬弧焊是以氬氣作為保護(hù)氣體的一種電弧焊接方法，電弧發(fā)生在電極和焊件之間。在電弧周?chē)ㄒ詺鍤猓纬杀Ｗo(hù)電弧和熔池的連續(xù)封閉的氣流。

(1)氬氣是惰性氣體，以單原子形式存在，在高溫時(shí)不發(fā)生分解，不與金屬起任何化學(xué)反應(yīng)。在焊接過(guò)程中，不會(huì)使被焊金屬氧化或使合金元素?zé)龘p。因此，不僅可以用來(lái)焊接各類合金鋼，還可用作焊接容易氧化的有色金屬，如鋁、鎂，以及鋯、鉭、鉬等稀有金屬。

(2)氬氣不溶解于液態(tài)金屬，不會(huì)引起氣孔產(chǎn)生，因而也無(wú)需采用脫氧等化學(xué)反應(yīng)來(lái)消除氣孔。

(3)氬弧焊的焊縫金屬中，含氧量最少。而采用其他焊接方法時(shí)，焊縫金屬中的含氧量大大超過(guò)氬弧焊。例如，氣焊為氬弧焊的27倍，結(jié)422手工電弧焊為49倍，結(jié)507手工電弧焊為14倍，埋弧焊(焊劑為431)為22倍，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊為25倍，電渣焊為8倍。

(4)氬弧焊的焊縫金屬中，非金屬夾雜物含量比其他焊接方法少得多，因而焊縫質(zhì)量高，其塑性、韌性顯著優(yōu)異

(5)電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，所以焊接速度較快，熱影響區(qū)域較窄，工件焊接以后變形較小

(6)氬弧焊電弧穩(wěn)定，飛濺小，表面無(wú)熔渣，外表成形美觀。

目前，氬弧焊焊接電極主要采用氬弧焊鎢電極存在以下缺陷：1、含有釷等放射性危害的元素，因此會(huì)污染環(huán)境。2、電極起弧和保持性較差。3、加熱和冷卻的速度慢。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種適用于氬弧焊的的電極材料，即多元復(fù)合稀土鎢電極材料，該焊接材料起弧和保持性能好，加熱和冷卻迅速，可以精確控制對(duì)焊件的熱輸入和熔池尺寸，很好滿足氬弧焊焊接電極的要求。

本發(fā)明的另一個(gè)目的就在于提供上述多元復(fù)合稀土鎢電極材料的制備方法。

如上構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多元復(fù)合稀土鎢電極材料其特征在于：在鎢金屬基體中添加稀土氧化物制成。

上述鎢金屬基體為仲鎢酸氨APT粉末，平均粒度為20～50μm。

上述鎢金屬基體的重量百分比是95～98％，稀土氧化物的重量百分比是2.0～5.0％。

上述稀土氧化物為氧化鑭、氧化鈰、氧化錸和氧化鉺。

上述多元復(fù)合稀土鎢電極材料的制備方法，其特征在于：依照下列步驟完成：

(1)備料：將鎢基體粉末稱取配比重量倒入摻雜鍋中，并加入去離子水?dāng)嚢璧玫骄鶆虻膽覞嵋海粚⑾跛徼|、硝酸鈰、硝酸錸和硝酸鉺稱取配比要求重量并配成溶液，加入到懸濁液中攪拌均勻，加熱干燥獲得混合合金粉末；

(2)將上述混合合金粉末進(jìn)行二次還原：一次還原：將上述混合粉末在單管氫氣還原爐中還原，用露點(diǎn)低于-30℃純氫保護(hù)，溫度為500～600℃，還原時(shí)間為30-60分鐘；二次還原：將一次還原后的粉末在十三管還原爐中還原，用露點(diǎn)低于-30℃純氫保護(hù)，溫度為800～900℃，還原時(shí)間為30-40分鐘；二次還原后得到稀土鎢復(fù)合粉末過(guò)篩后備用；

(3)壓制成型：在上述還原后的稀土鎢復(fù)合粉末中加入成型劑0.2～1.0％，在油壓機(jī)的模具上壓制成坯條，所施加壓力為100～150Mpa；

(4)將壓制坯條分兩個(gè)階段預(yù)燒結(jié)；第一階段：溫度300～800℃，時(shí)間3-5小時(shí)；第二階段：溫度800～1200℃，時(shí)間1-3小時(shí)；

(5)垂熔燒結(jié)：將預(yù)燒好的鎢坯條置于氫氣保護(hù)的垂熔燒結(jié)設(shè)備上進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2600～2800℃，燒結(jié)時(shí)間為30-50分鐘；

(6)旋鍛拉絲：將燒結(jié)后的坯條加熱到1400～1450℃，保溫10-20分鐘，在旋鍛機(jī)上開(kāi)坯、旋鍛成桿料；再通過(guò)旋鍛和拉絲加工到產(chǎn)品要求絲徑的合金絲材，最后經(jīng)截?cái)唷伖狻⑶逑春笾频秒姌O產(chǎn)品。

上述成型劑為甘油、酒精、丙酮、聚氯乙烯、石蠟、橡膠、硬脂酸鹽中任一種。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、焊接性能良好。本發(fā)明中基體材料鎢是難熔金屬元素，具有良好的高溫性能，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后強(qiáng)度高、耐電弧燒蝕性能好，而少量的稀土氧化物均勻分布在鎢基體中，具有良好的熱電子發(fā)射性能，保證材料良好的焊接性能，能完全滿足氬弧焊焊接的要求。

2、本發(fā)明的焊接材料為鎢金屬中加入稀土氧化物作為熱電子發(fā)射源，不含有釷等放射性危害的元素，為綠色環(huán)保型電極材料。