一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺和应用制造技术

本发明专利技术涉及电极技术领域，具体地说是一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺和应用，包含：选用含钨>99%的钨杆，所述钨杆呈圆柱体；用氩弧焊放电或采用激光机对电极工作端顶部进行高温热结晶处理；将加工好的电极放入碱液中加热；用水冲洗电极3次；将电极放入超声波清洗；将电极放入5%的碱液中电解；取出电极，以清水冲洗3次；将电极放入离子超声波中清洗；以无水乙醇脱水；烘干电极；将电极放入烧氢炉中退火；将电极放入高温真空炉中处理；电极冷却后，抽真空包装并充入氩气进行保护。和现有技术相比，本发明专利技术使电极放电端的金相组织结构紧密、杂质挥发；所选用的钨杆不含有钍元素，对于环境和人体有较大益处。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及电极
，具体地说是一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺和应用，包含：选用含钨>99%的钨杆，所述钨杆呈圆柱体；用氩弧焊放电或采用激光机对电极工作端顶部进行高温热结晶处理；将加工好的电极放入碱液中加热；用水冲洗电极3次；将电极放入超声波清洗；将电极放入5%的碱液中电解；取出电极，以清水冲洗3次；将电极放入离子超声波中清洗；以无水乙醇脱水；烘干电极；将电极放入烧氢炉中退火；将电极放入高温真空炉中处理；电极冷却后，抽真空包装并充入氩气进行保护。和现有技术相比，本专利技术使电极放电端的金相组织结构紧密、杂质挥发；所选用的钨杆不含有钍元素，对于环境和人体有较大益处。【专利说明】一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺和应用
本专利技术涉及电极
，具体地说是一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺和应用。
技术介绍
灯用电极的主要成分是金属钨(W)。目前制造灯用电极对于钨的处理大多采用粉末冶金技术。该工艺生产出来的灯用电极具有很多缺陷，最明显的是金属钨的金相组织结构疏松，晶粒度较小，晶粒间的排列松散，晶粒之间的缝隙密布；另外熔点在1700摄氏度以下的天然低熔点杂质含量多。这些缺点对于灯用电极发射电子的性能是一个制约因素。另一方面，钍(Th)元素是各类灯用电极中广泛使用增加发射电子能量的一种材料。钍元素在元素周期表中原子序数90，属III B族锕系放射性元素，会释放出伽马射线；长时间受到伽马射线的照射对于人体十分有害。目前灯具中加入该元素的主要目的是提高灯用电极发射电子的性能；比如在电影放映灯的电极中加入1%_4%的钍，电极的发射性能明显改善，同时可以保持灯管的高光通维持率；在疝气灯的电极中加入1%的钍，可以提高疝气灯的启辉性能；在石英金卤灯的电极中加入钍会有出色的显色指数。然而，在有限提高灯具的性能的同时，钍元素对于人体健康、环境保护具有较大的影响。比如上述灯具在使用终寿后，目前尚无较为有效的手段去除电极中的放射性物质，所以在废弃过程中的风险很大。据此，欧洲为了人体健康、环境保护和保护不可再生的钍资源，于2012年决定停止生产、销售含钍元素的照明材料。对于本领域的人员而言，如何在保证灯用电极的较高性能的同时制造、使用一种不含有钍这样的放射性物质的灯用电极是一个需要解决的问题。本专利技术所公开的技术方案对于上述问题是一个很好的解决办法。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的问题，旨在提供一种能够解决上述问题的经过高温热结晶处理的灯用电极和其生产工艺。为了达到上述目的，本专利技术采用的生产工艺包含下列步骤: 一:选用含钨>99%的钨杆，所述钨杆呈圆柱体； 二:用氩弧焊放电或采用激光机对电极工作端顶部(对准激光焦距中心)进行高温热结晶处理； 三:将加工好的电极放入5%的碱液中加热20分钟； 四:用80摄氏度的水冲洗电极3次； 五:将电极放入超声波清洗30分钟； 六:将电极放入5%的碱液中电解； 七:取出电极，以清水冲洗3次； 八:将电极放入离子超声波中清洗30分钟； 九:取出电极，以无水乙醇脱水；十:烘干电极；十一:将电极放入烧氢炉中退火，其中，烧氢温度为1500摄氏度，时间为30分钟；十二:将电极放入高温真空炉中处理，其中温度为2000-2200度，时间为30分钟，电极高频炉除气，电极加热到发白的时候温度约2000度；真空度达到(8*10K4Pa，加热过程中真空度不低于(5*10)_3Pa;十三:电极冷却后，抽真空包装并充入氩气进行保护。其中，在完成上述的步骤二之后，还可以加入如下步骤:在惰性气体的保护下将绕制好的螺旋部分从所述电极主杆的另一端穿入，然后通过电阻焊连接。此外，本专利技术还提供一种根据上述工艺而生产的电极。此外，本专利技术还提供一种灯具；所述的灯具含有上述的无放射性物质的灯用电极。其中，上述的一种无放射性物质的灯用电极的生产工艺，其所选用的钨杆含钨>99%，其余量不含钍。和现有技术相比，本专利技术通过对电极放电端采用高温热结晶处理以及一系列生产步骤，使得电极放电端的金相组织结构紧密，进而使电极电子发射的性能有较大的提升；还可以使得熔点在1700摄氏度以下的低熔点杂质挥发50%_60% ;本专利技术所选用的钨杆不含有钍元素，有效杜绝了传统灯具在生产过程、使用后期报废中大量放射性物质的产生，对于环境和人体有较大益处；并且在电极材料的成本上节省50%左右。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术的具体实施方法作进一步描述。下列实施例用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。`(此外，对于本专利技术具体应用的技术优势对比将参照国家标准GB/T18661-2008:《金属卤化物灯(钪钠系列)》所提供的国家标准或者推荐性标准。)实施例一，本专利技术所提供的技术方案可以运用于车用35W疝气灯的灯用电极的生产上，具体的步骤如下。一:选用含钨>99%的钨杆(余量不含钍)，所述钨杆呈圆柱体，钨杆的长度为6mm，横截面直径为0.25mm ；二:用氩弧焊放电熔融(工艺数据如下:热超弧1A ;保护气预流0.3S ;保护气滞后气流0.3S ;气体流量(99.999%Ar):900L/s ;峰值电流1A ;基极电流1A ;脉冲宽度15%us ;频率0.5HZ ;峰值电压27V ;基极电压15V ;焊接时间0.5s)或采用激光机对电极工作端顶部对准激光焦距中心进行熔炼(作业时间为0.6秒，频率为150HZ，脉冲宽度为0.8 us,电流为80A)；电极的放电端在此作业下呈圆弧面，同时可以为平面；三:将加工好的电极放入5%的碱液中加热20分钟；四:用80摄氏度的水冲洗电极3次；五:将电极放入超声波清洗30分钟；六:将电极放入5%的碱液中电解；七:取出电极，以清水冲洗3次；八:将电极放入离子超声波中清洗30分钟； 九:取出电极，以无水乙醇脱水； 十:烘干电极； 1:将电极放入烧氢炉中退火(烧氢温度为1500摄氏度,时间为30分钟)； 十二:将电极放入高温真空炉中处理，其中温度为2000-2200度，时间为30分钟，电极高频炉除气，电极加热到发白的时候温度约2000度；真空度达到(8*10K4Pa，加热过程中真空度不低于(5*10)_3Pa; 十三:电极冷却后，抽真空包装并充入氩气进行保护。在生产过程步骤二中尤其要说明的是，在通过氩弧焊或者激光机对电极工作端顶部对准激光焦距中心进行熔炼的瞬间，钨杆的外表层会熔解。并且，电极工作端在液态金属的表面张力作用下由原先的圆柱体造型变为圆弧面(后期加工可以做成平面)；同时在钨杆的内层，金属钨的金相结构发生变化。在高温的作用下，钨的金属晶粒合并涨大，低熔点的杂质因而挥发，金相的组织结构变得紧密。该步骤中的钨杆内部金属的金相结构变化是电极诸多性能提高的关键所在。将经过上述工艺生产出的电极运用于车用35W疝气灯中，使得车用35W疝气灯灯管的光通率和寿命上有较大提升。具体性能的提升由下述点灯实验来说明。由于上述车用35W疝气灯的灯用电极不含有钍元素，所以该灯用电极较现有含钍的灯用电极在光通维持率方面具有较大的技术优势。实施例一的技术优势通过点灯数据来说明。现选取一根实施例一所述的不含钍灯用电极(命名为1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经过高温热结晶处理的灯用电极的生产工艺，包含下列步骤：一：选用含钨>99%的钨杆，所述钨杆呈圆柱体；二：用氩弧焊放电或采用激光机对电极工作端顶部（对准激光焦距中心）进行高温热结晶处理； 三：将加工好的电极放入5%的碱液中加热20分钟；四：用80摄氏度的水冲洗电极3次；五：将电极放入超声波清洗30分钟；六：将电极放入5%的碱液中电解；七：取出电极，以清水冲洗3次；八：将电极放入离子超声波中清洗30分钟；九：取出电极，以无水乙醇脱水；十：烘干电极；十一：将电极放入烧氢炉中退火，其中，烧氢温度为1500摄氏度，时间为30分钟；十二：将电极放入高温真空炉中处理，其中温度为2000‑2200度，时间为30分钟，电极高频炉除气，电极加热到发白的时候温度约2000度；真空度达到（8*10）‑4Pa，加热过程中真空度不低于（5*10）‑3Pa；十三：电极冷却后，抽真空包装并充入氩气进行保护。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧冲，
申请(专利权)人：朱慧冲，
类型：发明
国别省市：广东;44