一种钨电极材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及金属电极技术领域，尤其涉及一种钨电极材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，钨电极材料在大电流工况下，长期使用会发生电极烧损和尖端形貌变形，对焊接质量造成很大的影响，同时减少电极寿命。
[0003]现有技术的钨电极材料中，钍钨电极拥有最小的烧损和最长的寿命，但钍是一种放射性物质，具有放射性危害，使用过程中会对环境造成污染，并影响使用者健康。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种钨电极材料的制备方法，利用该方法所制备出的钨电极材料的电极烧损小于钍钨电极，且焊接性能更加优秀，并具有无放射性的特点，从而减少了环境污染，提高了电极寿命，降低了使用成本。
[0005]—种钨电极材料的制备方法，所述制备方法包括:
[0006]首先制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉；其中，所述镧钨粉中氧化镧的质量百分比含量为1.5?2.3%，粉末的费氏粒度为0.5?3 μπι;
[0007]将所制备的镧钨粉混匀后，压制成具有一定强度的生坯条；其中，压制后的生坯条重量为0.5kg?2.0kg ；
[0008]将所述生坯条进行烧结，制备出无放射性低烧损长寿命的钨电极材料。
[0009]所述多元稀土元素氧化物包括:氧化铈、氧化锆和氧化钇中的两种或多种的混合物。
[0010]在所述镧钨粉中:单种稀土元素氧化物的掺入量为0.01%?0.3%。
[0011]所述压制成具有一定强度的生坯条，具体包括:
[0012]通过机械压制成型后预烧或者冷等静压压制的方式压制成具有一定强度的生坯条。
[0013]对所述生坯条进行烧结的方法包括:中频烧结或垂熔烧结；且烧结密度为17.5?
18.5g/cm3。
[0014]由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用该方法所制备出的钨电极材料的电极烧损小于钍钨电极，且焊接性能更加优秀，并具有无放射性的特点。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0016]图1为本发明实施例所提供钨电极材料的制备方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0018]下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供钨电极材料的制备方法流程示意图，所述制备方法包括:
[0019]步骤11:首先制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉；
[0020]在该步骤中，所述镧钨粉中氧化镧的质量百分比含量为1.5?2.3%，粉末的费氏粒度为0.5?3 μ??。
[0021]具体实现中，多元稀土元素氧化物可以包括:氧化铈、氧化锆、氧化钇等稀土氧化物中的两种种或多种的混合物。
[0022]且在所述镧钨粉中:单种稀土元素氧化物的掺入量为0.01 %?0.3%。
[0023]另外，制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉的工艺方法有多种，本发明实施例所提供的制备掺杂多元稀土元素氧化物的镧钨粉的方法为:
[0024]在仲钨酸铵中掺杂硝酸镧和多元稀土元素的硝酸盐，经氢气还原而制得；
[0025]或者，在镧钨粉中添加掺杂了多元稀土元素的钨粉；
[0026]或者，在镧钨粉中直接添加多元稀土元素。
[0027]步骤12:将所制备的掺杂镧钨粉混匀后，压制成具有一定强度的生坯条；
[0028]该步骤中，压制成具有一定强度的生坯条的典型工艺方法包括:
[0029]通过机械压制成型后预烧或者冷等静压压制的方式压制成具有一定强度的生坯条；其中，压制后的生坯条重量为0.5kg?2.0kg。
[0030]步骤13:将所述生坯条进行烧结，制备出无放射性低烧损长寿命的钨电极材料。
[0031]具体实现中，对所述生坯条进行烧结的方法包括:中频烧结或垂熔烧结；且烧结密度为 17.5 ?18.5g/cm3。
[0032]通过上述的制备方法，就可以制备出电极烧损小于钍钨电极的钨电极材料，且焊接性能更加优秀，并具有无放射性的特点。
[0033]下面以具体的实例对上述制备方法的工艺过程进行详细描述:
[0034]实施例1、首先在ΑΡΤ-0级仲钨酸铵中掺入硝酸镧、硝酸钇和硝酸锆，将原料装舟后推入管式还原炉进行氢气还原，制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉；其中氧化镧含量为1.5%，氧化钇含量为0.08 %，氧化锆含量为0.08 %，粉末费氏粒度为1.7 μ m。
[0035]然后将镧钨粉过200目筛并混匀后，机械压制成型并在氢气气氛下预烧成具有一定强度的生还条，生还条单重1kg。
[0036]再将生坯条放入到中频烧结炉中进行中频烧结，烧结温度为2300 V，保温时间2小时，烧结成的坯条密度达到18.2g/cm3，压力加工性能优秀，矫直后再按照公知的镧钨加工工艺进行加工，就可制备成不同直径的钨电极材料，其电极焊接性能优于钍钨电极。
[0037]经检测，制备成的Φ2.4mm的钨电极材料在250A直流正接条件下，燃弧40min，烧损0.0042g，小于钍钨电极的0.0076g，电极焊接性能优于钍钨电极。
[0038]实施例2、首先制备镧钨粉，其中氧化镧含量为2%，粉末费氏粒度为1.4μπι;再制备钇钨粉，氧化钇含量2%，费氏粒度1.5 μπι ;再制备铈钨粉，氧化铈含量2%，费氏粒度1.3 μ m ;然后在制备的镧钨粉中掺入钇钨粉和钨铈粉，其中氧化镧掺入量为0.1 %，氧化铈掺入量为0.1%。
[0039]再将掺杂的镧钨粉混匀后，冷等静压压制成具有一定强度的生坯条，生坯条单重1.2kg0
[0040]然后将生坯条放入到中频烧结炉中进行氢气保护中频烧结，烧结温度为2320 °C，保温时间2小时，烧结成的坯条密度达到18.3g/cm3，压力加工性能优秀，矫直后按照公知的镧钨加工工艺进行加工，就可制备成不同直径的钨电极材料。
[0041]经检测，制备成的Φ2.4mm钨电极材料在250A直流正接条件下，燃弧40min，烧损0.0037g，小于钍钨电极的0.0076g，电极焊接性能优于钍钨电极。
[0042]实施例3、首先制备镧钨粉，其中氧化镧含量为1.6%，粉末费氏粒度为1.5 μπι ;然后在制备的镧钨粉中掺入分析纯氧化铈、分析纯氧化钇和分析纯氧化锆，其中氧化铈掺入量为0.05%，氧化乾掺入掺入量为0.05%，氧化错掺入掺入量为0.1%。
[0043]再将掺杂的的镧钨粉混匀后，机械压制成型后在氢气气氛下预烧成具有一定强度的生还条，生还条单重1kg。
[0044]然后将生坯条放入垂熔机中进行氢气保护垂熔烧结，保温时间20min，最大电流3000A，烧结成的坯条密度达到18.5g/cm3，压力加工性能优秀，按照公知的镧钨加工工艺进行加工，就可制备成不同直径的钨电极材料，其电极焊接性能优于钍钨电极。
[0045]经检测，制备成的Φ2.4mm钨电极材料在250A直流正接条件下，燃弧40min，烧损
0.0035g，小于钍钨电极的0.0076g，电极焊接性能优于钍钨电极。
[0046]综上所述，本发明实施例所提供的方法所制备出的钨电极材料的电极烧损小于钍钨电极，且焊接性能更加优秀，并具有无放射性的特点，从而减少了环境污染，提高了电极寿命，降低了使用成本。
[0047]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种钨电极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括: 首先制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉；其中，所述镧钨粉中氧化镧的质量百分比含量为1.5?2.3%，粉末的费氏粒度为0.5?3 μm ; 将所制备的掺杂镧钨粉混匀后，压制成具有一定强度的生坯条；其中，压制后的生坯条重量为0.5kg?2.0kg ； 将所述生坯条进行烧结，制备出无放射性低烧损长寿命的钨电极材料。2.根据权利要求1所述钨电极材料的制备方法，其特征在于， 所述多元稀土元素氧化物包括:氧化铈、氧化锆和氧化钇中的两种或多种的混合物。3.根据权利要求1或2所述钨电极材料的制备方法，其特征在于， 在所述镧钨粉中:单种稀土元素氧化物的掺入量为0.01%?0.3%。4.根据权利要求1或2所述钨电极材料的制备方法，其特征在于，所述压制成具有一定强度的生坯条，具体包括: 通过机械压制成型后预烧或者冷等静压压制的方式压制成具有一定强度的生坯条。5.根据权利要求1或2所述钨电极材料的制备方法，其特征在于，对所述生坯条进行烧结的方法包括:中频烧结或垂熔烧结；且烧结密度为17.5?18.5g/cm3。
【专利摘要】本发明公开了一种钨电极材料的制备方法，首先制备掺杂了多元稀土元素氧化物的镧钨粉；其中，所述镧钨粉中氧化镧的质量百分比含量为1.5～2.3％，粉末的费氏粒度为0.5～3μm；将所制备的镧钨粉混匀后，压制成具有一定强度的生坯条；其中，压制后的生坯条重量为0.5kg～2.0kg；将所述生坯条进行烧结，制备出无放射性低烧损长寿命的钨电极材料。利用该方法所制备出的钨电极材料的电极烧损小于钍钨电极，且焊接性能更加优秀，并具有无放射性的特点，从而减少了环境污染，提高了电极寿命，降低了使用成本。
【IPC分类】B23K35/40, B23K35/04
【公开号】CN105328364
【申请号】CN201510848377
【发明人】章德铭, 王磊, 彭鹰, 侯玉柏, 徐振华, 李曹兵, 王芦燕, 卫致虎
【申请人】北京矿冶研究总院, 北矿新材科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月27日