鎢電極是一類廣泛用於氬弧焊、等離子體焊接、噴塗、切割技術和冶金產業的關鍵熱源材料。目前，全世界每年使用鎢電極的總耗量能達到上千噸，市場需求卻一直處於增長的狀態。釷鎢電極佔用連依然很大，但釷是一種具有放射性的元素，對人體健康和環境造成嚴重的危害。世界各國在尋找研製新型環保健康綠色鎢電極。替換圖鎢電極的工作逐漸開展起來，新材料都相繼誕生，於是出現了鈰鎢電極、鑭鎢電極等。不過多元複合稀土鎢電極這種電極可實現低排放、無污染，完全可以替換對環境污染嚴重的釷鎢電極。真正達到了環保要求。

鎢電極是電焊業離不開的材料了，隨著科技的發展，鎢電極產品的種類也得到了很廣泛的開發。釷鎢電極、鈰鎢電極、鑭鎢電極、稀土鎢電極等等，都得到了很好的應用。隨著環保節能這一環保性的話題的展開，鎢電極未來也要向環保方向發展，並且還要快速。

現在被大量使用的稀土鎢鉬電機製品高效、低耗能設備，鎢電極產品研發和生產技術水準在同行中始終處於領先地位。最近科學家在著重研究無放射性多元複合稀土鎢電極製備技術。通過對無放射性多元複合稀土鎢電極製備技術的研究，生產多種規格、多種用途的稀土-鎢電極材料，將實現對環保稀土鎢產品的大規模開發和推廣應用，進一步提升我國鎢電極製備水準，實現我國鎢電極的迅速增值化生產。我國既擁有豐富的鎢資源，又擁有豐富的稀土資源(占世界總量的80%)，若能根據不同焊接母材的性質、規格、形狀及不同焊接工藝要求，繼續研製不同的氬弧焊用鎢電極材料，依託我國的資源優勢，形成鎢電極系列產品，我國的鎢電極產業將具有更大的產業前景，更廣闊的市場潛力。


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我國“多元複合稀土鎢電極及其製備技術”成果日前通過專家鑒定。這項由北京點擊查看北京及更多城市天氣預報工業大學與北京礦冶研究總院北京鎢鉬材料廠合作研發的多元複合稀土鎢電極系列新產品、製備工藝和裝備，以及檢測設備等全套產業化技術，產品綜合性能優於放射性釷鎢電極，解決了我國相關材料產業的一大技術難題。

鎢電極是一類廣泛應用於氬弧焊、等離子體焊接、噴塗、切割技術和冶金工業中的關鍵熱源材料，全世界每年使用鎢電極的總消耗量超過1600噸。但目前使用的鎢電極70%以上仍然是有放射性污染的釷鎢電極，嚴重污染著環境和危害人類健康。“多元複合稀土鎢電極及其製備技術”項目自主研製出的多元複合稀土鎢電極材料，不但綜合性能優異，而且由於不使用放射性元素釷，實現了該領域的無放射性污染的綠色生產和使用。

由陳蘊博等3位院士、國家863計畫新材料技術領域特種功能材料技術主題專家組周少雄組長等13位專家組成的鑒定委員會認為，該項目整體技術達到國際領先水準。項目主要特點和創新點體現在建立了複合稀土鎢電極的燒損模型，解釋了電極燒損機制，揭示了多元複合稀土產生協同效應的作用機理，提出了利用稀土複合協同作用的成分設計原理，發明了綜合焊接性能優於現行釷鎢電極的多元複合稀土鎢電極；探明了多元稀土對鎢電極粉末冶金和塑性加工等各製備工序的影響規律，開發出製備多元稀土鎢電極的APT直接摻雜、大溫度梯度還原、低電流垂熔燒結等工藝技術，形成了稀土鎢電極的工業生產工藝；集成創新研製出生產線關鍵設備，實現了高效生產和過程品質控制，工業生產成品率比現行釷鎢電極高5%以上，為該類材料加工的領先水準，並建立了國內外首條多元複合稀土鎢電極生產線，年生產能力達到120噸。


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鎢電極廣泛應用於惰性氣體保護焊、等離子焊接、切割以及熱噴塗等領域，是國民經濟和國防軍工中不可替代的關鍵功能材料。目前使用較多的電極以釷鎢電極為主，釷鎢電極中含有具有放射性的釷元素，其生產和使用過程中會造成環境污染，危害人類健康，美國、歐盟的相關生產商正在放棄釷鎢材料的生產或將生產轉移到發展中國家，我國長期以來進行替代釷鎢的研究工作，先後開發出鈰鎢、鑭鎢等多種電極，近期研製的多元複合稀土鎢電極，小規模試驗研究表明綜合焊接性能達到並超過了同規格的釷鎢電極，開展該類電極的產業化關鍵技術研究顯得尤為迫切。

在國際上首次實現多元複合稀土鎢電極的工業生產和全球市場銷售。具體創新在：

1 具有自主知識產權的成分設計。
2 突破了工業生產技術難點。
3 成功替代了釷鎢電極，實現了鎢電極的清潔生產和環境友好。

課題經過多次試驗，突破了多元複合稀土鎢電極的產業化關鍵技術，綜合成品率達到75%以上，實現了該產品的穩定生產。具體技術創新表現在：

1） 取消煆燒的APT液-固摻雜。 既降低了生產成本又實現了均勻摻雜。
2） 大溫度梯度還原。可以實現還原粉末粒度調控。
3） 低電流垂熔燒結。即節約能源，降低成本又能降低燒損。
4） 塑性變形加工新技術。提高了產品的綜合成品率。

目前電極生產企業利用該技術生產了近百批電極，產品綜合成品率穩定，均在75%以上，生產穩定。多元複合稀土鎢電極目前已經批量銷往歐洲、日、韓等國家，國內市場和美、日、韓等國家市場正在擴大。通過對典型用戶進行產品性能意見調查，用戶普遍反映，多元複合稀土鎢電極綜合焊接性能優於釷鎢電極，可焊接各種母材，適應性好。鑒於該產品的優異焊接性能，已被應用於“神五”太空船焊接中。


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6月29日,多元複合稀土鎢電極及其製備技術在京通過鑒定,中國工程院院士左鐵鏞、中國有色金屬工業協會副會長鈕因健、中國鎢業協會會長周菊秋等領導、專家參加了鑒定會。鎢電極是一類廣泛應用於氬弧焊、等離子體焊接、噴塗、切割技術和冶金工業中的關鍵熱源材料,全世界每年使用鎢電極的總消耗量已達到1600噸(最高熔點鎢金屬的燃弧揮發量),市場需求隨著經濟發展仍在穩定增長。

然而目前使用的鎢電極70%以上仍然是有放射性污染的釷鎢電極,嚴重污染環境和危害人類健康,世界各國材料工作者努力研發替代產品,但至今未見可全面替代釷鎢電極的工業產品。該專案通過承擔國家“973”、“863”等課題,在北京工業大學長期探索積累基礎上,產學研合作,自主研製出綜合性能優異的多元複合稀土鎢電極材料及其製備技術,在北京礦冶研究總院北京鎢鉬材料廠實現了產業化,該產品經國家焊接材料品質監督檢測中心檢測和用戶使用證明,比現行釷鎢和單元稀土鎢電極性能優越,滿足工業標準和使用要求。項目研究突破了材料成分、製備工藝和裝備、以及檢測設備等核心技術,形成15項專利技術和產品生產技術標準體系。目前,新型多元稀土鎢電極產品已在北京鎢鉬材料廠實現了工業大規模的穩定批量生產和在全球市場銷售,應用到工業、農業、國防等領域。2004年以來已實現銷售收入1.3億元,獲得了明顯的經濟效益和社會效益。

與現行釷鎢等電極技術比較,該產品在成分設計、製備工藝、技術性能和環境影響等方面均有突出的創新之處和顯著進步,整體技術水準優於國內外已有同類產品技術。這項完全擁有自主知識產權的系列產品成功替代了放射性鎢電極,真正實現了該領域的低排放、無污染發展,可應用於TIG和等離子技術領域中各種鋼材和有色金屬鋁、銅、鈦等的焊接、切割、噴塗、熔煉等,涉及廣泛的民用和軍事工業領域;該項目產業化後,解決了北京材料產業的一大技術難題,提高了我國鎢加工產業的國際競爭力,促進了行業技術進步和產業結構優化升級。


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