專利名稱：一種鎢釔電極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電極的技術(shù)，尤其涉及用于鴒極惰性氣體保護(hù)焊TIG 和等離子PLSMA等技術(shù)中的鵠釔電極的制造方法。
背景技術(shù)：
鴒電極材料是應(yīng)用在鵠極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)和等離子(PLSMA)技術(shù) 中的關(guān)鍵材料之一。目前在工業(yè)上使用的鎢電極有許多種類。例如鈰鎢電極、 鑭鴒電極、釷鴒電極等。在廣泛使用的鵠電極中釷鴒電極顯示了較好的性能。 但由于釷為放射性的物質(zhì)，會對人體產(chǎn)生累積性的放射性危害并對環(huán)境產(chǎn)生放 射性污染，目前所研制的鴒釔電極，目的是在鴒極惰性氣體保護(hù)焊TIG和等離 子PLSMA技術(shù)領(lǐng)域中取代有放射性的釷鴒電極。實際應(yīng)用效果表明，鴒釔電極 在焊接時，弧束細(xì)長，壓縮程度大，尤其在中、大電流熔深最大，目前主要用 于軍工和航空航天工業(yè)。鴒釔電極具有壽命長、起弧性能好的特點，有廣闊的 應(yīng)用前景。鎢釔電極在中、大電流熔深等方面成功地取代了釷鎢電極。隨著高 新技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械電子、石油、化工、航空航天、船舶、原子能等領(lǐng)域，被 切割的金屬母材料的種類、形狀、厚度等要求越來越復(fù)雜，對鎢電極的性能要 求越來越苛刻。
目前國內(nèi)外制造鵠釔電極的方法，主要是采用蒸發(fā)鍋攪制成鎢釔包覆粉 末，再用鴒釔包覆粉末制備鴒釔電極，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題 該方法制備鴒釔包覆粉末時，要用到蒸發(fā)鍋、烘干箱等，由于設(shè)備本身的缺陷， 使制備的鎢釔包覆粉末不均勻，從而導(dǎo)致制得的鎢釔電極性能(如在中、大 電流熔深等方面)無法達(dá)到相應(yīng)的要求，在焊接應(yīng)用中，出現(xiàn)大電流熔深小、斷弧頻率高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施方式提供一種鵠釔電極的制造 方法，通過制備更加均勻的鎢釔包覆粉末，提高制得鎢釔電極的性能，使其在 焊接中的熔深增加，有效降低斷弧頻率。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明實施方式提供一種鎢釔電極的制造方法，該方法包括
a、 將硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式均勻混入固體原料仲鵠酸銨(APT)或 三氧化鵠(W03)中，加熱烘干制成鴒釔包覆粉；
b、 對所制得的鎢釔包覆粉進(jìn)行兩次還原后得到鎢釔粉，經(jīng)壓制、高溫?zé)?結(jié)后制成鴒^t乙坯條；
c、 釆用壓力加工鍛打方式將所制得的鎢釔坯條制成鎢釔電極。 所述步驟a具體包括
將濃度為O. 8 ~ 1. 8g/ml的硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式與固體原料仲鎢 酸銨(APT)或三氧化鎢(W03)進(jìn)行均勻混合攪拌，并在100 15(TC溫度下加 熱烘干制成鴒釔包覆粉；其中，所述硝酸釔水溶液的用量與所述固體原料仲鎢 酸銨(APT)或三氧化鴒(W03)的重量比為1: 12~15。
所述步驟b具體包括
對步驟a中所制得的鴒釔包覆粉經(jīng)兩次還原得到鎢釔粉，將鎢釔粉壓制成 鵠釔方坯，經(jīng)溫度1GG0 130(TC進(jìn)行預(yù)燒結(jié)35 45分鐘，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成鎢釔坯 條；其中， 一次還原溫度為500 700。C, 一次還原時間為2 311， 二次還原溫 度為600 970。C, 二次還原時間為3 5h, —次還原過程中還原氣體流量為 0. 2 ~ 1. OmVh， 二次還原過程中還原氣體流量為2. 0 ~ 4. OmVh。
所述在還原過程中，鴒釔包覆粉中釔鹽的分解過程與固體原料仲鎢酸銨 (APT)或三氧化鴒(W03)還原過程基本同步進(jìn)行。所述步驟c具體包括
將步驟b中經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到的鴒釔坯條采用旋鍛和鏈拉處理制成鎢釔電極。
所述將步驟b中經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到的鴒釔坯條采用旋鍛和鏈拉處理制成鵠釔 電極進(jìn)一步包括制成直徑為6. 5mm、 3. 2mm、 2. 4mm、 2. Omm、 1. 6mm、 1. Omm的 鴒釔電極。
所述步驟a進(jìn)一步包括將濃度為O. 8 ~ 1. 8g/ml的硝酸釔水溶液從噴霧干 燥器的上端噴入摻雜機(jī)內(nèi)的固體原料仲鴒酸銨(APT)或三氧化鎢(W03)上， 噴霧時通過設(shè)置的真空裝置使硝酸釔水溶液散開成水霧。
所述方法還包括在將硝酸釔水溶液噴入摻雜機(jī)18 22分鐘后，向所述摻 雜機(jī)中送入蒸汽，蒸汽壓力為O. 15~0. 45Mpa，蒸汽溫度為80 ~ 90°C , 40~60 分鐘后使蒸汽溫度達(dá)到IOO ~ 150°C ，對硝酸釔水溶液與固體物料仲鎢酸銨 (APT)或三氧化鴒(W03)進(jìn)行干燥蒸發(fā)。
由上述本發(fā)明實施方式提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施方式通過將 硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式混入含有仲鴒酸銨(APT)粉的固體原料中，噴霧 形式使硝酸釔水溶液包覆在仲鎢酸銨(APT)的表面使其混合、攪拌、烘干一起 完成，達(dá)到制備均勻的鎢釔包覆粉，取代了原制備鴒包覆粉末所使用的蒸發(fā)鍋、 烘干箱等陳舊的設(shè)備及有關(guān)工藝，提高了產(chǎn)能并使包覆粉末更加均勻，有效提 高了鴒釔電極在焊接中的性能，在焊接中可長時間大、中電流下焊接性能的穩(wěn) 定，斷弧率降低，有效地增加了焊接熔深。而且該方法采用在還原氣氛中進(jìn)行 硝酸鹽的分解，避免了在培燒爐中進(jìn)行培燒分解硝酸鹽的過程，這樣可使硝酸 鹽分解更加充分，起到明顯改善高溫過程中方料的導(dǎo)電性能的效果，同時減化 了工藝、減縮了工時、節(jié)約了能源，是一種理想的鵠釔電極的制造方法。


圖l為本發(fā)明實施例的鵠釔電極制造方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施方式提供一種鎢釔電極的制造方法，通過應(yīng)用粉末冶金與壓力
加工相結(jié)合的方式制造鵠釔電極，該方法包括
首先是將硝酸釔水溶液液按一定流量(或流速)從噴霧干燥器的上端噴入 摻雜機(jī)內(nèi)，噴霧時借用真空裝置將硝酸釔水溶液散開成水霧，使其均勻地撒入 固定材料仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(W03)中，同時進(jìn)行加熱與混合，制成
鎢釔包覆粉末；然后將制備好的鎢釔包覆粉末經(jīng)一、二次還原、壓制、高溫?zé)?結(jié)后制成具有一定的金屬性能的鴒釔電極方坯，供壓力加工鍛打后制成鎢釔電極。
該方法采用摻雜機(jī)進(jìn)行摻雜制備鵠釔包覆粉末，制得的粉末均勻性更好， 更有利于氧化釔-在鎢基中的均勻彌散程度，這樣獲得的產(chǎn)品，氧化釔均勻分 布，大大提高了焊接性能的穩(wěn)定性。
該方法取代了原制備鴒包覆粉末所使用的蒸發(fā)鍋、烘干箱等陳舊的設(shè)備及 有關(guān)工藝，提高了產(chǎn)能并使包覆粉末更加均勻，有效提高了制得的鎢釔電極在 焊接中有關(guān)參數(shù)，例如焊接熔深增加，有效降低斷弧頻率等。
為便于理解，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的制備方法作進(jìn)一步說明。
實施例一
本實施例提供一種鎢釔電極的制造方法，通過應(yīng)用粉末冶金與壓力加工相 結(jié)合的方式制造鴒釔電極，該方法按下述步驟進(jìn)行，具體包括
a、 將硝S臾釔水溶液以噴霧摻雜方式均勻混入固體原料后，加熱烘干制成 鎢釔包覆粉；其中，所述固體原料可以為仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(W03) 中的任一種；
b、 對所制得的鎢釔包覆粉進(jìn)行兩次還原后得到鎢釔粉，經(jīng)壓制、高溫?zé)?結(jié)后制成鵠釔坯條；
c、 采用壓力加工鍛打方式將所制得的鎢釔坯條制成鎢釔電極。實際中，上述方法，可參照圖l所示的流程進(jìn)行處理，具體包括
a、 將濃度為O. 8 ~ 1. 8g/ml的硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式與固體原料仲 鵠酸銨(APT)或三氧化鵠(W03)進(jìn)行均勻混合攪拌，具體是將硝酸釔水溶液 從摻雜機(jī)的噴霧干燥器的上端噴入摻雜機(jī)內(nèi)的固體原料仲鎢酸銨(APT)或三 氧化鴒(W(U上，噴霧時可以通過真空裝置將硝酸釔水溶液散開成水霧，以水 霧形式噴入到摻雜機(jī)中的固體原料仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(弱3)上，與 固體原料仲鎢酸銨(APT )或三氧化鵠(W03)進(jìn)行混合攪拌，并在溫度IOO ~ 150 。C下進(jìn)行加熱烘干制成鴒釔包覆粉；其中，所用硝酸釔水溶液的用量與所述固 體原料仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(W03)的重量比為1: 12-15;
b、 對上述步驟a中制得的鎢釔包覆粉經(jīng)兩次還原得到鎢釔粉，將鎢釔粉壓 制成鵠釔方坯，經(jīng)溫度1200 士50。C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)35 - 45分鐘，再高溫?zé)Y(jié)成鎢釔 坯條；在一、二次還原過程中，鴒釔包覆粉中釔鹽的分解過程與仲鎢酸銨UPT) 或三氧化鴒(W03)還原同步進(jìn)行， 一次還原溫度為500 700。C, 一次還原時間 為2 3h; 二次還原溫度為600 - 97(TC， 二次還原時間為3-5h, —次還原過程 中還原氣體流量分別為O. 2 ~ 1. OmVh、 二次還原過程中還原氣體流量分別為 2. 0~4. OmVh;
c、 將步驟b中高溫?zé)Y(jié)得到的鎢釔坯條經(jīng)旋鍛和鏈拉處理后制成鎢釔電 才及，具體可以制成06. 5mm、 0>3. 2mm、①2. 4mm、①2. Omm、①1.6mm、 Omm 等幾種常用規(guī)格的鵠釔電極。
本發(fā)明實施例的方法通過噴霧摻雜方式將硝酸釔水溶液噴入含有仲鎢酸 銨(APT)粉或三氧化鴒(W03)的固體原料中，使硝酸釔水溶液包覆在仲鎢酸 銨(APT)三氧化鵠(W03)的表面，使兩者的混合、攪拌、洪干一起完成，可 以制備出均勻的鴒釔包覆粉，相比傳統(tǒng)方法，省去了制備鴒包覆粉末所使用的 蒸發(fā)鍋、烘干箱等陳舊的設(shè)備及有關(guān)工藝，提高了產(chǎn)能并使包覆粉末更加均勻， 有效提高了鎢釔電極在焊接中有關(guān)參數(shù)，如使焊接熔深增加，及有效P爭低斷 弧頻率等。而且該方法采用在還原氣氛中進(jìn)行硝酸鹽的分解，避免了在培燒爐中進(jìn)行培燒分解硝酸鹽的過程，這樣可使硝酸鹽分解更加充分，起到明顯改善 高溫過程中方料的導(dǎo)電性能的效果，同時減化了工藝、減縮了工時、節(jié)約了能 源。
實施例二
本實施例提供一種制造鴒釔電極的方法，具體包括 a.鎢釔包覆粉的制備
采用硝酸釔所制備的水溶液與固體原料仲鴒酸銨APT,在摻雜機(jī)內(nèi)進(jìn)行摻 雜，經(jīng)噴霧烘干等工藝制備出的鎢釔包覆粉，具體如下
① 按所制的鎢釔電極牌號要求將硝酸釔11 5 ~ 15kg用15L去離子水溶解 制成硝酸釔水溶液待用；
② 將450Kg的仲鵠酸銨(APT )放入摻雜機(jī)內(nèi)，并將配置好的濃度為0. 9 ~ 1.0g/ml的硝S吏4乙水溶液15L，噴入摻雜機(jī)內(nèi)，噴入過程中可以借用真空裝置， 實現(xiàn)以噴霧的方式包覆在仲鎢酸銨APT上；
③ 噴入速度為25ml/min，噴入時間為40分鐘至60分鐘；
④ 噴液過后約20分鐘，送入烘干用的蒸汽，蒸汽壓力為0. 2 ~ 0. 4Mpa，蒸 汽溫度為120 - 130。C時開始抽真空，抽真空約2. 5h降至95。C時停止抽真空， 過半小時后使摻雜機(jī)停機(jī)；
⑤ 先后經(jīng)500 54(TC和600 97(TC溫度下的兩次還原，制得鎢釔粉，將 得到的所述鎢釔粉壓制成鎢釔方坯，方坯的體積為12xlx 400腿3，裝粉量為 630 ~ 750g，經(jīng)過1100 ~ 125(TC預(yù)燒結(jié)40分鐘后，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到鎢釔坯條， 將燒結(jié)后的坯條經(jīng)旋鍛和鏈拉處理制成①6. 5mm，①3. 2咖，①2. 4mm，①2. Omm， 0)1. 6mm， 0)1. Omm等幾種常用規(guī)格的電極。
實施例三
本實施例也提供一種制造鵠釔電極的方法，具體包括 鎢釔包覆粉的制備采用硝酸釔所制備的水溶液與固體原料三氧化鎢 (W03)，在摻雜機(jī)內(nèi)進(jìn)行摻雜、噴霧烘干等工藝所制備出的鎢釔包覆粉，具體如下
① 按所制的鴒釔電極牌號要求將硝酸釔23 - 24kg用15L的去離子水溶解 制成水溶液待用；
② 將450Kg的三氧化鴒(W03)放入摻雜機(jī)內(nèi)并將配置好的15L硝酸釔水溶 液，噴入摻雜才幾內(nèi)；
③ 噴入速度為45ml/min,噴入時間為30分鐘至45分鐘；
④ 噴液過后約20分鐘，送入蒸汽，蒸汽壓力為0.15-0. 3Mpa,蒸汽溫度 為110 12(TC時，開始抽真空，約2. 5h降至95。C時停真空，過半小時后停機(jī)；
⑤ 先后經(jīng)500 - 54(TC和600 970。C溫度下的兩次還原，制得鎢釔粉。壓 制成鎢釔方坯，鎢布乙方坯的體積為13xl3 x 450mm3，裝粉量為770 ~ 900g, 經(jīng)過1100 125(TC預(yù)燒結(jié)40分鐘后，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)、燒結(jié)坯條旋鍛和鏈拉制 成0>6. 5mm， C 3. 2mm， C>2. 4mm，①2. Omm， Ol. 6mm, Ol. Omm幾種常用規(guī)格的 電極。
綜上所述，本發(fā)明實施例中的方法可使鴒釔包覆粉中的硝酸鹽分解更加充 分，明顯改善了高溫?zé)Y(jié)過程中鎢釔方坯的導(dǎo)電性能，并且使鎢釔包覆粉中釔 鹽的分解與還原過程在同一設(shè)備中同時進(jìn)行，減化了工藝，可有效地減少工時、 節(jié)約能源。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，也不因各實施例的先后次序?qū)Ρ景l(fā)明造成任何限制，任何熟悉本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保 護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種鎢釔電極的制造方法，其特征在于，該方法包括a、將硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式均勻混入固體原料仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(WO3)中，加熱烘干制成鎢釔包覆粉；b、對所制得的鎢釔包覆粉進(jìn)行兩次還原后得到鎢釔粉，經(jīng)壓制、高溫?zé)Y(jié)后制成鎢釔坯條；c、采用壓力加工鍛打方式將所制得的鎢釔坯條制成鎢釔電極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟a具體包括 將濃度為O. 8 ~ 1. 8g/ml的硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式與固體原料仲鵠酸銨(APT)或三氧化鵠(W03)進(jìn)行均勻混合攪拌，并在100~ 15(TC溫度下加 熱烘千制成鴒釔包覆粉；其中，所述硝酸釔水溶液的用量與所述固體原料仲鴒 酸銨(APT)或三氧化鴒(W03)的重量比為1: 12~15。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟b具體包括 對步驟a中所制得的鎢釔包覆粉經(jīng)兩次還原得到鵠釔粉，將鴒釔粉壓制成鴒釔方坯，經(jīng)溫度1000 - 1300。C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)35 45分鐘，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成鵠釔坯 條；其中， 一次還原溫度為500 700。C， 一次還原時間為2 3h, 二次還原溫 度為600 97(TC, 二次還原時間為3 5h, —次還原過程中還原氣體流量為 0. 2 ~ 1. OmVh， 二次還原過程中還原氣體流量為2. 0 ~ 4. OmVh。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在還原過程中，鵠釔包 覆粉中釔鹽的分解過程與固體原料仲鴒酸銨(APT)或三氧化鵠(W03)還原過 程基本同步進(jìn)行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟c具體包括 將步驟b中經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到的鴒釔坯條采用旋鍛和鏈拉處理制成鴒釔電極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將步驟b中經(jīng)高溫?zé)Y(jié) 得到的鎢釔坯條采用旋鍛和鏈拉處理制成鴒釔電極進(jìn)一步包括制成直徑為 6. 5mm、 3. 2mm、 2. 4mm、 2. Omm、 1. 6mm、 1. Omm的4烏纟乙電才及。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟a進(jìn)一步包括 將濃度為O. 8 ~ 1. 8g/ml的硝酸釔水溶液從噴霧干燥器的上端噴入摻雜機(jī)內(nèi)的 固體原料仲鴒酸銨(APT)或三氧化鴒(W03)上，噴霧時通過設(shè)置的真空裝置 使硝酸釔水溶液散開成水霧。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在將硝酸 釔水溶液噴入摻雜機(jī)18 22分鐘后，向所述摻雜機(jī)中送入蒸汽，蒸汽壓力為 0. 15 ~ 0. 45Mpa, 40 ~ 60分鐘后使蒸汽溫度達(dá)到100 ~ 150'C ,對硝酸釔水溶液 與固體物料仲鴒酸銨(APT)或三氧化鴒(W03)進(jìn)行干燥蒸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鎢釔電極的制造方法，該方法包括a.將硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式均勻混入固體原料仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(WO₃)中，加熱烘干制成鎢釔包覆粉；b.對所制得的鎢釔包覆粉進(jìn)行兩次還原后得到鎢釔粉，經(jīng)壓制、燒結(jié)后制成鎢釔坯條；c.采用壓力加工鍛打方式將所制得的鎢釔坯條制成鎢釔電極。該方法通過將硝酸釔水溶液以噴霧摻雜方式混入含有仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(WO₃)中的固體原料中，噴霧形式使硝酸釔水溶液包覆在仲鎢酸銨(APT)或三氧化鎢(WO₃)中的表面使其混合、攪拌、烘干一起完成，達(dá)到制備均勻的鎢釔包覆粉，提高了產(chǎn)能并使包覆粉末更加均勻，有效提高了鎢釔電極在焊接中的性能。
文檔編號B23P15/00GK101407014SQ20081022523
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者孫寶成, 巫正瑜, 鷹 彭, 李樹清, 李炳山, 王蘆燕 申請人:北京鎢鉬材料廠