一種鎢電極材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及金屬電極技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎢電極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鎢電極材料在大電流工況下，長(zhǎng)期使用會(huì)發(fā)生電極燒損和尖端形貌變形，對(duì)焊接質(zhì)量造成很大的影響，同時(shí)減少電極壽命。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的鎢電極材料中，釷鎢電極擁有最小的燒損和最長(zhǎng)的壽命，但釷是一種放射性物質(zhì)，具有放射性危害，使用過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并影響使用者健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鎢電極材料的制備方法，利用該方法所制備出的鎢電極材料的電極燒損小于釷鎢電極，且焊接性能更加優(yōu)秀，并具有無(wú)放射性的特點(diǎn)，從而減少了環(huán)境污染，提高了電極壽命，降低了使用成本。
[0005]—種鎢電極材料的制備方法，所述制備方法包括:
[0006]首先制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉；其中，所述鑭鎢粉中氧化鑭的質(zhì)量百分比含量為1.5?2.3%，粉末的費(fèi)氏粒度為0.5?3 μπι;
[0007]將所制備的鑭鎢粉混勻后，壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條；其中，壓制后的生坯條重量為0.5kg?2.0kg ；
[0008]將所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)，制備出無(wú)放射性低燒損長(zhǎng)壽命的鎢電極材料。
[0009]所述多元稀土元素氧化物包括:氧化鈰、氧化鋯和氧化釔中的兩種或多種的混合物。
[0010]在所述鑭鎢粉中:單種稀土元素氧化物的摻入量為0.01%?0.3%。
[0011]所述壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條，具體包括:
[0012]通過(guò)機(jī)械壓制成型后預(yù)燒或者冷等靜壓壓制的方式壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條。
[0013]對(duì)所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)的方法包括:中頻燒結(jié)或垂熔燒結(jié)；且燒結(jié)密度為17.5?
18.5g/cm3。
[0014]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，利用該方法所制備出的鎢電極材料的電極燒損小于釷鎢電極，且焊接性能更加優(yōu)秀，并具有無(wú)放射性的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供鎢電極材料的制備方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供鎢電極材料的制備方法流程示意圖，所述制備方法包括:
[0019]步驟11:首先制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉；
[0020]在該步驟中，所述鑭鎢粉中氧化鑭的質(zhì)量百分比含量為1.5?2.3%，粉末的費(fèi)氏粒度為0.5?3 μ??。
[0021]具體實(shí)現(xiàn)中，多元稀土元素氧化物可以包括:氧化鈰、氧化鋯、氧化釔等稀土氧化物中的兩種種或多種的混合物。
[0022]且在所述鑭鎢粉中:單種稀土元素氧化物的摻入量為0.01 %?0.3%。
[0023]另外，制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉的工藝方法有多種，本發(fā)明實(shí)施例所提供的制備摻雜多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉的方法為:
[0024]在仲鎢酸銨中摻雜硝酸鑭和多元稀土元素的硝酸鹽，經(jīng)氫氣還原而制得；
[0025]或者，在鑭鎢粉中添加摻雜了多元稀土元素的鎢粉；
[0026]或者，在鑭鎢粉中直接添加多元稀土元素。
[0027]步驟12:將所制備的摻雜鑭鎢粉混勻后，壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條；
[0028]該步驟中，壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條的典型工藝方法包括:
[0029]通過(guò)機(jī)械壓制成型后預(yù)燒或者冷等靜壓壓制的方式壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條；其中，壓制后的生坯條重量為0.5kg?2.0kg。
[0030]步驟13:將所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)，制備出無(wú)放射性低燒損長(zhǎng)壽命的鎢電極材料。
[0031]具體實(shí)現(xiàn)中，對(duì)所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)的方法包括:中頻燒結(jié)或垂熔燒結(jié)；且燒結(jié)密度為 17.5 ?18.5g/cm3。
[0032]通過(guò)上述的制備方法，就可以制備出電極燒損小于釷鎢電極的鎢電極材料，且焊接性能更加優(yōu)秀，并具有無(wú)放射性的特點(diǎn)。
[0033]下面以具體的實(shí)例對(duì)上述制備方法的工藝過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0034]實(shí)施例1、首先在ΑΡΤ-0級(jí)仲鎢酸銨中摻入硝酸鑭、硝酸釔和硝酸鋯，將原料裝舟后推入管式還原爐進(jìn)行氫氣還原，制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉；其中氧化鑭含量為1.5%，氧化釔含量為0.08 %，氧化鋯含量為0.08 %，粉末費(fèi)氏粒度為1.7 μ m。
[0035]然后將鑭鎢粉過(guò)200目篩并混勻后，機(jī)械壓制成型并在氫氣氣氛下預(yù)燒成具有一定強(qiáng)度的生還條，生還條單重1kg。
[0036]再將生坯條放入到中頻燒結(jié)爐中進(jìn)行中頻燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2300 V，保溫時(shí)間2小時(shí)，燒結(jié)成的坯條密度達(dá)到18.2g/cm3，壓力加工性能優(yōu)秀，矯直后再按照公知的鑭鎢加工工藝進(jìn)行加工，就可制備成不同直徑的鎢電極材料，其電極焊接性能優(yōu)于釷鎢電極。
[0037]經(jīng)檢測(cè)，制備成的Φ2.4mm的鎢電極材料在250A直流正接條件下，燃弧40min，燒損0.0042g，小于釷鎢電極的0.0076g，電極焊接性能優(yōu)于釷鎢電極。
[0038]實(shí)施例2、首先制備鑭鎢粉，其中氧化鑭含量為2%，粉末費(fèi)氏粒度為1.4μπι;再制備釔鎢粉，氧化釔含量2%，費(fèi)氏粒度1.5 μπι ;再制備鈰鎢粉，氧化鈰含量2%，費(fèi)氏粒度1.3 μ m ;然后在制備的鑭鎢粉中摻入釔鎢粉和鎢鈰粉，其中氧化鑭摻入量為0.1 %，氧化鈰摻入量為0.1%。
[0039]再將摻雜的鑭鎢粉混勻后，冷等靜壓壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條，生坯條單重1.2kg0
[0040]然后將生坯條放入到中頻燒結(jié)爐中進(jìn)行氫氣保護(hù)中頻燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2320 °C，保溫時(shí)間2小時(shí)，燒結(jié)成的坯條密度達(dá)到18.3g/cm3，壓力加工性能優(yōu)秀，矯直后按照公知的鑭鎢加工工藝進(jìn)行加工，就可制備成不同直徑的鎢電極材料。
[0041]經(jīng)檢測(cè)，制備成的Φ2.4mm鎢電極材料在250A直流正接條件下，燃弧40min，燒損0.0037g，小于釷鎢電極的0.0076g，電極焊接性能優(yōu)于釷鎢電極。
[0042]實(shí)施例3、首先制備鑭鎢粉，其中氧化鑭含量為1.6%，粉末費(fèi)氏粒度為1.5 μπι ;然后在制備的鑭鎢粉中摻入分析純氧化鈰、分析純氧化釔和分析純氧化鋯，其中氧化鈰摻入量為0.05%，氧化乾摻入摻入量為0.05%，氧化錯(cuò)摻入摻入量為0.1%。
[0043]再將摻雜的的鑭鎢粉混勻后，機(jī)械壓制成型后在氫氣氣氛下預(yù)燒成具有一定強(qiáng)度的生還條，生還條單重1kg。
[0044]然后將生坯條放入垂熔機(jī)中進(jìn)行氫氣保護(hù)垂熔燒結(jié)，保溫時(shí)間20min，最大電流3000A，燒結(jié)成的坯條密度達(dá)到18.5g/cm3，壓力加工性能優(yōu)秀，按照公知的鑭鎢加工工藝進(jìn)行加工，就可制備成不同直徑的鎢電極材料，其電極焊接性能優(yōu)于釷鎢電極。
[0045]經(jīng)檢測(cè)，制備成的Φ2.4mm鎢電極材料在250A直流正接條件下，燃弧40min，燒損
0.0035g，小于釷鎢電極的0.0076g，電極焊接性能優(yōu)于釷鎢電極。
[0046]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法所制備出的鎢電極材料的電極燒損小于釷鎢電極，且焊接性能更加優(yōu)秀，并具有無(wú)放射性的特點(diǎn)，從而減少了環(huán)境污染，提高了電極壽命，降低了使用成本。
[0047]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(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)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎢電極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 首先制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉；其中，所述鑭鎢粉中氧化鑭的質(zhì)量百分比含量為1.5?2.3%，粉末的費(fèi)氏粒度為0.5?3 μm ; 將所制備的摻雜鑭鎢粉混勻后，壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條；其中，壓制后的生坯條重量為0.5kg?2.0kg ； 將所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)，制備出無(wú)放射性低燒損長(zhǎng)壽命的鎢電極材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎢電極材料的制備方法，其特征在于， 所述多元稀土元素氧化物包括:氧化鈰、氧化鋯和氧化釔中的兩種或多種的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鎢電極材料的制備方法，其特征在于， 在所述鑭鎢粉中:單種稀土元素氧化物的摻入量為0.01%?0.3%。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鎢電極材料的制備方法，其特征在于，所述壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條，具體包括: 通過(guò)機(jī)械壓制成型后預(yù)燒或者冷等靜壓壓制的方式壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鎢電極材料的制備方法，其特征在于，對(duì)所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)的方法包括:中頻燒結(jié)或垂熔燒結(jié)；且燒結(jié)密度為17.5?18.5g/cm3。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鎢電極材料的制備方法，首先制備摻雜了多元稀土元素氧化物的鑭鎢粉；其中，所述鑭鎢粉中氧化鑭的質(zhì)量百分比含量為1.5～2.3％，粉末的費(fèi)氏粒度為0.5～3μm；將所制備的鑭鎢粉混勻后，壓制成具有一定強(qiáng)度的生坯條；其中，壓制后的生坯條重量為0.5kg～2.0kg；將所述生坯條進(jìn)行燒結(jié)，制備出無(wú)放射性低燒損長(zhǎng)壽命的鎢電極材料。利用該方法所制備出的鎢電極材料的電極燒損小于釷鎢電極，且焊接性能更加優(yōu)秀，并具有無(wú)放射性的特點(diǎn)，從而減少了環(huán)境污染，提高了電極壽命，降低了使用成本。
【IPC分類】B23K35/40, B23K35/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105328364
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510848377
【發(fā)明人】章德銘, 王磊, 彭鷹, 侯玉柏, 徐振華, 李曹兵, 王蘆燕, 衛(wèi)致虎
【申請(qǐng)人】北京礦冶研究總院, 北礦新材科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日