钨镁碳渗铜合金电极材料的制造方法技术

一种钨镁碳渗铜合金电极材料的制造方法，适用制造高密度，高精度，抗烧蚀，抗极度磨损合金电极，其特征是工序包括原料准备、混料、成型、还原处理、预烧、高温烧结、渗铜、成品，其中还原处理包括四个阶段，温度为２００～９５０℃，时间为４～５．５小时，预烧成１０００℃下，２小时，高温烧结与渗铜同时进行，１１００～１６００℃下，２～３小时。本发明专利技术制造的电极具有成分均匀、抗极度磨损好、抗烧蚀性好，导电性能好等优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由金属粉末制造高密度，高精度，抗烧蚀，抗极度磨损(机械磨损，电磨损)合金电极的制造方法，特别适用于钨镁碳渗铜合金电极的制造方法。钨镁碳渗铜合金材料不仅用于航天航空工业中如高温传感器而且广泛用于电子工业中，作为焊接电极材料可焊接无磁不锈钢，特别是显像管电子枪发射极的焊接，要求电极材料抗烧蚀，导电率好，抗极度磨损，在长期连续工作的情况下，要求电极焊接精度必须达到0.1％～0.2％，否则针影响显像管的显示质量，显像管在国防军事、工农业、医学大专院校等各行各业的科研用仪器中均为重要的关键部件之一，也是科研工作中不可缺少的检测手段之一，但是要达0.1％～0.2％的焊接精度，抗烧蚀，抗极度磨损，导电性能良好，至今还不尽人意，只有靠从国外进口来维持生产，进口电极材料价格昂贵，因此，本专利技术的主要任务是提高电极的高密度，高精度，抗烧蚀，抗极度磨损，良好的导电性能，将有明显的经济效益。在现有技术中，传统的电极制造方法有下列几种1.将钨粉按一定的比例与铜粉固体混合数小时后(此方法成分不易均匀)成型后直接渗铜，该方法能使电极达到良好的导电性能，但抗烧蚀性较差，严重影响电极的使用寿命及精度。2.钨、碳化钨粉按一定比例与铜粉固体混合数小时后(此方法成分仍不易均匀)成型后直接渗铜，此方法是虽然抗烧蚀性有所提高，导电率下降，由于混料不均匀造成电极的使用寿命下降并且影响精度。上述方法中，特别是粉末混合不均匀，造成成分组元编析，加之混料时控制不严格造成合金粉氧化，溶渗工艺制度不合理，上述诸因素使钨-铜、钨-碳化钨渗铜合金达不到高密度，高精度、抗烧蚀焊接所需电极的要求。本专利技术的目的在于提供一种成分均匀、抗极度磨损好、抗烧蚀性好、导电性能好的。针对上述目的，本专利技术采用如下生产工序原料准备——混料——成型——还原处理——预烧结——高温烧结——渗铜——成品。下面把各工序分述如下(1)原料准备原料采用钨粉、镁粉、碳粉，钨粉采用牌号FW-1钨粉，钨粉的纯度≥99.99％，钨粉的粒度≤2.9μm，镍粉的粒度≤1.74μm，碳为游离碳超细粉末，镁粉、碳粉分别采用镍粉的化学包覆方法包覆，其目的使镍、碳轻元素粉末加大比重，使合金粉末混合均匀；(2)混料将适量比例的钨粉、经化学包覆的镁粉和碳粉装入高效密封式的混料器中进行混合，混料时间18～24小时；混料的目的是使合金粉末达到更微观的均匀效果；(3)成型将上述混合均匀的合金粉末装入钢模中，用压机压制成坯条，坯条尺寸按用户要求而定；一般为1.7×2.0×40cm，尺寸可随用户要求随时调整；(4)还原处理将压好的坯条膛个用吊具有装放通有氢气烧结炉中，还原处理分四阶段进行第一阶段还原温度200～300℃ 时间0.5～1小时第二阶段还原温度300～500℃ 时间0.5～1小时第三阶段还原温度550～700℃ 时间1～1.5小时第四阶段还原温度750～950℃ 时间2小时各个阶段的处理时间均为重要。(5)预烧结经过还原后的坯条在1000℃温度和氢气保护下进行预烧结，时间为2小时；(6)高温烧结与熔渗经过还原后的坯条在1100～1600℃温度和氢气保护下进行高温烧结，高温烧结的时间为2～3小时；在高温烧结的同时连续渗铜；当铜形成液相后向镁(Mg)中扩散，大量溶解于固相颗粒内，而且于原来铜粉存在的地方留下一些微孔，故烧结体出现膨胀，当铜含量达到r·Mg的饱和溶解度(～8％)1150℃时，这时铜完全溶于固相骨架形成固溶体，虽然钨、碳不溶于铜，但对镍溶解度极大，温度达1510℃时为50％，因此，细颗粒钨粉，镁碳粉镍铜混合适量经烧结后可得近似完全致密的合金。(7)成品根据用户要求可加工成各种形状尺寸规格不一的电极。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和效果。(1)工艺流程一体化，设备简单；(2)采用本专利技术制成的钨镁碳渗铜合金电极成分准确组织均匀，用该电极焊接精度达到≤0.1％。(3)采用本专利技术制成的钨镁碳渗铜合金电极彻底解决了极度磨损问题。(4)还原温度低且时间短，烧结性能好，其密度可达近似99.6％。(5)解决了1.7×2.0×40cm长的坯条弯曲的问题，加工性能好，机械损失小，价格适中，并解决了电极靠长期进口，价格昂贵等一些缺陷。实施例根据本专利技术所述的方法试制三批钨镁碳渗铜电极材料，其中，钨粉采用牌号FW-1钨粉，钨粉的纯度≥99.99％，钨粉的粒度≤2.9μm，镍粉的粒度≤1.74μm，碳为游离碳超细粉末，这些原料的生产工艺参数列于表1，作为对比例，采有传统的电极制造方法制造了二批电极材料，一批的合金成分与组元为70W-Cu，另一批的合金成分与组元为65W-5WC-Cu，本专利技术实施例与对比例的物理力学参数对比列于表2，本专利技术实施例与对比例使用试验结果列于表3。表2实施例与对比例的物理力学参数对比 </tables>表1实施例生产工艺参数< >表3本专利技术实施例与对比例的使用试验结果权利要求1.一种，其特征在于其工序包括原料准备、混料、成型、还原处理、预烧结、高温烧结、渗铜、成品，具体工序如下(1)原料准备钨粉的纯度≥99.99％，钨粉的粒度≤2.9μm，镍粉的粒度≤1.74μm，碳为游离碳超细粉末，镁粉、碳粉分别采用镍粉的化学包覆方法包覆；(2)混料将钨粉、经化学包覆的镁粉和碳粉装入高效密封式的混料器中进行混合，混料时间18～24小时；(3)成型将上述混合均匀的合金粉末装入钢模中，用压机压成坯条，坯条尺寸按用户要求而定；(4)还原处理将压好的坯条逐个用吊具有装入通有氢气烧结炉中，还原处理分四阶段进行第一阶段还原温度200～300℃ 时间0.5～1小时第二阶段还原温度350～500℃ 时间0.5～1小时第三阶段还原温度550～700℃ 时间1～1.5小时第四阶段还原温度750～950℃ 时间2小时(5)预烧结经过还原后的坯条在1000℃温度和氢气保护下进行预烧结，预烧结时间为2小时；(6)高温烧结与渗铜经过预烧结后的坯条在1100～1600℃温度和氢气保护下进行高温烧结，高温烧结的时间为2～3小时；在高温烧结的同时连续渗铜；最后停电自然冷却；(7)成品根据用户要求可加工成各种形状的电极。全文摘要一种，适用制造高密度，高精度，抗烧蚀，抗极度磨损合金电极，其特征是工序包括原料准备、混料、成型、还原处理、预烧、高温烧结、渗铜、成品，其中还原处理包括四个阶段，温度为200～950℃，时间为4～5.5小时，预烧成1000℃下，2小时，高温烧结与渗铜同时进行，1100～1600℃下，2～3小时。本专利技术制造的电极具有成分均匀、抗极度磨损好、抗烧蚀性好，导电性能好等优点。文档编号C22C27/00GK1156763SQ96114128公开日1997年8月13日 申请日期1996年12月25日 优先权日1996年12月25日专利技术者徐桂兰, 牟科强 申请人:冶金工业部钢铁研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨镁碳渗铜合金电极材料的制造方法，其特征在于：其工序包括原料准备、混料、成型、还原处理、预烧结、高温烧结、渗铜、成品，具体工序如下：（１）原料准备：钨粉的纯度≥９９．９９％，钨粉的粒度≤２．９μｍ，镍粉的粒度≤１．７４μｍ，碳为游离 碳超细粉末，镁粉、碳粉分别采用镍粉的化学包覆方法包覆；（２）混料：将钨粉、经化学包覆的镁粉和碳粉装入高效密封式的混料器中进行混合，混料时间１８～２４小时；（３）成型：将上述混合均匀的合金粉末装入钢模中，用压机压成坯条，坯条尺寸按用户 要求而定；（４）还原处理：将压好的坯条逐个用吊具有装入通有氢气烧结炉中，还原处理分四阶段进行：第一阶段：还原温度２００～３００℃ 时间０．５～１小时第二阶段：还原温度３５０～５００℃ 时间０．５～１小时第三阶段：还原温度５５ ０～７００℃ 时间１～１．５小时第四阶段：还原温度７５０～９５０℃ 时间２小时（５）预烧结：经过还原后的坯条在１０００℃温度和氢气保护下进行预烧结，预烧结时间为２小时；（６）高温烧结与渗铜：经过预烧结后的坯条在１１００～１６００ ℃温度和氢气保护下进行高温烧结，高温烧结的时间为２～３小时；在高温烧结的同时连续渗铜；最后停电自然冷却；（７）成品：根据用户要求可加工成各种形状的电极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐桂兰，牟科强，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]