环保型稀土钨电极坯条制备

时间:2022-7-9 返回

  钨电极是一类广泛应用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金工业中的关键热源材料。据统计,全世界每年钨电极的总消耗量达上千吨,其中钍钨电极约占70%—80%,随着经济发展,市场需求仍在稳定增长。钍钨电机材料,在纯钨基体中掺杂2%左右的ThO2,大大降低了逸出率,提高了电子发射性能,从而被广泛应用。

  然而钍具有放射性污染,在生产和使用过程中对人类健康和环境均产生危害。随着各国对环境问题的日益重现,最终全球终止对钍钨电机的生产和使用时必然趋势,世界各国现已竞相开展了替代钍钨的新型热电子发射材料的研究。通过对复合稀土钨电极的研究,系统探讨各种稀土钨的焊接电弧机理与烧损机制,研究掌握复合效应及其规律,研究多元稀土钨复合新技术,成功制备了综合焊接性能由于现行钍钨电极的多元复合稀土钨电极。

  传统钨电极生产中,一般采用钢模压制成型,垂榕烧结制得方坯条。然而,这种方式有一定的弊端。一方面,钢模压制的方坯条在“归圆”加工过程中变形程度不均匀,不利于后续加工,另一方面垂榕烧结能耗很大,而且是单根操作,效率低。因此,需要对此生产方式和工艺进行改进。为实现环保型稀土钨电极(包括单元及多元稀土钨电极)大规模制造及应用,采用等静压机压制和中频感应烧结炉烧结,对比不同压制和烧结工艺条件下钨坯的组织、加工性能及其对电机焊接性能的影响。

  实验中坯条的制备,采用仲钨酸铵和稀土硝酸盐作为原料,将稀土硝酸盐配成溶液与仲钨酸铵混合制备稀土掺杂前驱粉术。经过两次氢还原后制得均匀的稀土钨粉,稀土钨粉分别采用冷等静压—中频感应烧结法以及传统钢模压制—垂榕烧结法制得钨坯条。制备的两种坯条经过旋锻、拉丝、矫直、切断和磨光等工序加工后得到稀土钨电极,对各工序成材率进行统计。所得的稀土钨电极采用涡流探伤仪进行表面及内部缺陷检测。

  对两种工艺下压制后的稀土钨坯条进行对比,从形状上看,钢模压制坯条比等静压压制坯条更为规模,从尺寸上看,等精压压制坯条单挑质量为1.25kg,钢模压制坯条为0.8kg。等静压坯条尺寸范围更宽,易于实现大规格尺寸的烧结,满足规模化生产需求。从内部均匀性上看,由于等静压坯条压制过程中,各项受力均匀,因此其坯条密度更均匀,致密性更好,采用等静压制制备坯条为圆条,且直径均匀,在后续旋锻开坯过程中,省去了“归圆“加工过程,因此加工变形程度更均匀。

  通过实验得出的结论为:等静压制—中频烧结工艺制得稀土钨坯条,组织及密度较传统工艺更均匀,可减少原材料消耗2.3%左右,烧结能耗降低70%以上,加工性能及产品合格率较传统工艺更高。制得的稀土钨电极。30A以上引弧成功率100%,所得焊缝平整,焊接效果优良。


上一个:绿色钨电极技术发展现状分析
下一个:高比重合金轧制强化及热等静压分析

相关新闻