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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多元複合稀土鎢電極旋鍛串打設備工藝發明採用串打設備的各器件相對位置如下：第一加熱爐1為管長為1m的鉬絲加熱爐，第一加熱爐與第一旋鍛機2之間的距離為15cm(即二者之間有15cm的間隙)，第一導料輥3與第一旋鍛機2和第二加熱爐4之間的距離均為10cm，第二加熱爐為爐管長為0.7m的鉬絲管爐，第二旋鍛機5與第二加熱爐4之間的距離15cm，與第二導料輥之間的距離10cm。

將經過B203選鍛的Φ6.5的坯條放入氧化硼2串打機進行加工，坯條成分為：按重量百分比計，稀土氧化物含量為0.44％氧化鑭、1.32％氧化釔、0.44％氧化鈰，餘量為鎢，首先將第一加熱爐1、第二加熱爐4升溫熱到1450℃，將坯條的進料速度控制在3m/min，第一道工序設置第一旋錘機2和第二旋錘機5配模制度為Φ6.0，Φ5.6，第一導料輥3速度為2.9m/min，第二導料輥6速度設置為3.4m/min，經過第一道工序加工後，將坯條放入配模制度為Φ5.2，Φ4.8的串打設備中進行第二道工序加工，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度定為：1400℃，第一導料輥3速度為2.9m/min，第二導料輥6速度設置為：3.4m/min；之後將坯條放入配模制度為：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中進行加工，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度設置為1400℃，第一導料輥3速度為3.0m/min，第二導料輥6速度設置為：3.4m/min；三道工序結束後，開始進入B201階段，在B201階段鎢條經過2道工序進行加工，第一道工序配模制度為：Φ3.9，Φ3.6，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度定為：1350℃第一導料輥3速度為2.8m/min，第二導料輥6溫度設置為3.2m/min。第二道工序配模制度為Φ3.3，Φ3.0，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度定為：1350℃第一導料輥3速度為3.0m/min，第二導料輥6速度設置為：3.6m/min，可得到Φ6-Φ3多種規格的稀土鎢電極材料。


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多元複合稀土鎢電極旋鍛串打設備工藝發明採用串打設備的各器件相對位置如下：第一加熱爐為管長為1m的鉬絲加熱爐，第一加熱爐與第一旋鍛機2之間的距離為15cm(即二者之間有15cm的間隙)，第一導料輥與第一旋鍛機和第二加熱爐之間的距離均為10cm，第二加熱爐為爐管長為0.7m的鉬絲管爐，第二旋鍛機5與第二加熱爐之間的距離15cm，與第二導料輥之間的距離10cm。

將經過B203選鍛的Φ6.5的坯條放入氧化硼串打機進行加工，坯條成分為：按重量百分比計，稀土氧化物含量為0.44％氧化鑭、1.32％氧化釔、0.44％氧化鈰，餘量為鎢，首先將第一加熱爐、第二加熱爐4升溫熱到1470℃，將坯條的進料速度控制在2m/min，第一道工序設置第一旋錘機2和第二旋錘機5配模制度為Φ6.0，Φ5.6，第一導料輥3速度為2.3m/min，第二導料輥6速度設置為2.7m/min，經過第一道工序加工後，將坯條放入配模制度為Φ5.2，Φ4.8的串打設備中進行第二道工序加工，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度定為：1430℃，第一導料輥3速度為2.3m/min，第二導料輥6速度設置為：2.7m/min；之後將坯條放入配模制度為：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中進行加工，第一加熱爐和第二加熱爐4溫度設置為1430℃，第一導料輥3速度為2.4m/min，第二導料輥6速度設置為：2.7m/min；三道工序結束後，開始進入B201階段，在B201階段鎢條經過2道工序進行加工，第一道工序配模制度為：Φ3.9，Φ3.6，第一加熱爐1和第二加熱爐4溫度定為：1430℃第一導料輥速度為2.2m/min，第二導料輥溫度設置為2.6m/min。第二道工序配模制度為Φ3.3，Φ3.0，第一加熱爐1和第二加熱爐溫度定為：1370℃。第一導料輥3速度為2.4m/min，第二導料輥6速度設置為：2.9m/min，可得到Φ6-Φ3多種規格的稀土鎢電極材料。


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多元複合稀土鎢電極旋鍛串打設備工藝的發明採用串打設備的各器件相對位置如下：第一加熱爐為管長為1m的鉬絲加熱爐，第一加熱爐與第一旋鍛機2之間的距離為15cm(即二者之間有15cm的間隙)，第一導料輥與第一旋鍛機和第二加熱爐之間的距離均為10cm，第二加熱爐為爐管長為0.7m的鉬絲管爐，第二旋鍛機與第二加熱爐之間的距離15cm，與第二導料輥之間的距離10cm。

將經過B203選鍛的Φ6.5的坯條放入B202串打機進行加工，坯條成分為：按重量百分比計，稀土氧化物含量為0.44％氧化鑭、1.32％氧化釔、0.44％CeO2，餘量為鎢，首先將第一加熱爐、第二加熱爐4升溫熱到1500℃，將坯條的進料速度控制在3m/min，第一道工序設置第一旋錘機和第二旋錘機配模制度為Φ6.0，Φ5.6，第一導料輥速度為3.5m/min，第二導料輥速度設置為4.0m/min，經過第一道工序加工後，將坯條放入配模制度為Φ5.2，Φ4.8的串打設備中進行第二道工序加工，第一加熱爐和第二加熱爐溫度定為：1450℃，第一導料輥速度為3.5m/min，第二導料輥6速度設置為：4.1m/min；之後將坯條放入配模制度為：Φ4.4，Φ4.1的第三道工序中進行加工，第一加熱爐和第二加熱爐溫度設置為1450℃，第一導料輥速度為3.6m/min，第二導料輥速度設置為：4.1m/min；三道工序結束後，開始進入B201階段，在B201階段鎢條經過2道工序進行加工，第一道工序配模制度為：Φ3.9，Φ3.6，第一加熱爐1和第二加熱爐溫度定為：1450℃第一導料輥速度為3.3m/min，第二導料輥溫度設置為3.9m/min。第二道工序配模制度為Φ3.3，Φ3.0，第一加熱爐1和第二加熱爐溫度定為：1400℃。第一導料輥速度為3.6m/min，第二導料輥速度設置為：4.3m/min，可得到Φ6-Φ3多種規格的稀土鎢電極材料。


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多元複合稀土鎢電極旋鍛串打設備工藝的發明是採用由兩台同型號、同頻率、同速度的旋鍛機(B201-B201，B202-B202)組成的串打設備進行多元複合稀土鎢電極材料的B202，B201階段的加工，B203、B202、B201為鎢鉬加工中的常規工藝過程，通常用於細分旋鍛過程，是指採用B-203、B-202、B-201旋鍛機進行的旋鍛加工。B-203、B-202、B-201為旋鍛機的設備型號，B-203旋鍛機的旋錘行程最大，適宜加工大工件；B-202旋鍛機的旋錘行程次之，適宜加工小工件；B-203旋鍛機的旋錘行程最小，一般用來加工更小的工件。換模制度Φ6等是指旋鍛摸的最小加工直徑為6mm。

多元複合稀土鎢電極旋鍛串打設備工藝參數制定是根據多元複合稀土鎢電極材料的組織變化規律制定的，加工過程中電極材料的變形組織發生變化，回復溫度及再結晶溫度也根據變形程度而發生改變，因此為避免多元複合稀土鎢電極材料發生再結晶脆化現象，也需要改變加工溫度使其保持在回復溫度以上，再結晶溫度以下。因此該設備工藝的各項技術參數相匹配，且僅限於多元複合稀土鎢電極的生產加工，該工藝主要優點為：(1)一道工序經過2個旋鍛模，將原B202工藝中6道工序減少到3道，將B201工藝中的4道工序減少到目前2道，加工效率提高一倍。(2)採用串打技術，坯條經過前一旋錘機鍛打後快速進入下一旋錘機進行鍛打，避免了熱量的損失，因而經濟節能。


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多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝的技術問題，多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝發明的主要目的就是適應多元複合稀土鎢電極材料的力學性能，採用串打技術實現鎢材高效加工，多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝發明採用由兩台同型號、同頻率、同速度的旋鍛機(B201-B201，B202-B202)組成的串打設備進行多元複合稀土鎢電極材料的B202，B201階段的加工，其特徵在於：

(1)首先將第一加熱爐1，第二加熱爐4升溫到1450～1500℃，然後將經過B203旋鍛後的直徑為Φ6.5的多元複合稀土鎢電極材料以2～3m/min速率送入旋錘串打設備開始加工；

(2)在B202階段需要經過三道次加工，工藝制度為：

第一道：第一旋錘機2選配Φ6.0模具；第二旋錘機5選配Φ5.6模具；第一加熱爐、第二加熱爐溫度設置為：1450～1500℃；

第二道：第一旋錘機選配Φ5.2模具；第二旋錘機選配Φ4.8模具；第一加熱爐、第二加熱爐溫度設置為：1400～1450℃；

第三道：第一旋錘機選配Φ4.4模具；第二旋錘機5選配Φ4.1模具；第一加熱爐、第二加熱爐溫度設置為：1400～1450℃；

(3)在B201階段經過兩道次加工，其工藝制度為：

第一道：第一旋錘機選配Φ3.9模具；第二旋錘機選配Φ3.6模具；第一加熱爐、第二加熱爐溫度設置為：1400～1450℃；

第二道：第一旋錘機2選配Φ3.3模具；第二旋錘機5選配Φ3.0模具；第一加熱爐、第二加熱爐溫度設置為：1350～1400℃；通過以上加工可以得到Φ6-Φ3的多元複合稀土鎢電極材料。


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多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝的發明涉及多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝，屬於稀土難熔金屬材料加工領域。本發明對經過B202旋鍛後的坯條，在B202階段採用三道工序即鎢條在1450～1500℃依次經過Φ6.0－Φ5.6旋鍛模加工；在1400～1450℃依次經過Φ5.2－Φ4.8旋鍛模加工；在1400～1450℃依次經過Φ4.4－Φ4.1旋鍛模加工。在B201階段經過兩道次加工，即鎢條在1400～1450℃依次經過Φ3.9－Φ3.6旋鍛模加工；在1350～1400℃依次經過Φ3.3－Φ3.0旋鍛模加工，經上述加工可得到Φ6－Φ3的多元複合稀土鎢電極材料。本發明簡化了生產工藝，提高了生產效率，同時經濟節能。

多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝發明的技術領域

多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝，屬於稀土難熔金屬材料加工領域。

多元複合鎢電極旋鍛串打設備工藝發明的技術背景

鎢鉬等難熔金屬加工性差，因而通常採用旋鍛加工方式，即旋錘在高速旋轉的同時做徑向的往復運動，從而使坯條均勻變形。對於鎢及鎢合金的加工而言，常採用的是單旋鍛機頭的旋鍛設備進行加工，原申請專利(200710099090.4)中，對於多元複合稀土鎢電極的旋斷加工即採用這種單機頭的旋鍛機，多元複合稀土鎢電極材料在B202階段需要經過6道工序，在B201階段需要經過4道工序，工序複雜，勞動強度大，為提高加工效率，將兩台旋錘機聯合組成一套串打設備是一有效途徑，目前已經有類似設備用於鉬材加工領域，而對於鎢，特別是摻雜稀土的鎢材而言，目前未有此類專門設備應用，這主要是由於鎢的可加工性能比鉬差，特別是摻雜稀土後，稀土第二相粒子對材料組織的影響使鎢材的塑脆轉變溫度發生變化，因而對於串打工藝而言，除要求進料速度一致外，配摸制度及加工溫度也尤為重要。


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鎢合金鎮紙是由鎢合金制成的寫字作畫時用以壓紙的東西。鎮紙至今已逾1500多年，早期用青銅，玉器作爲鎮紙的材料，後來石材、紫檀木、烏木也加入了鎮紙的行列。鎢合金用于鎮紙材料相對較晚。

鎢合金鎮紙有很大的硬度（比18K金硬10倍，比钛硬4倍）；很好的抗拉強度，不易變形；化學性質穩定，耐腐蝕；密度大，具有輻射屏蔽效應等特點。鎢合金鎮紙采用金剛石工具抛光，工藝精湛，産品精美。

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所謂的帶縫隙高比重鎢合金漁夾具指的是縫隙將漁夾具分成兩個半球。使用這種漁夾具，僅需在縫隙中纏上魚線即可。一些帶縫隙高比重鎢合金漁夾具的兩個半球上還 帶有一個小把手，可控制縫隙的大小。其縫隙可防止魚線抽絲。傳統的漁夾具採用鉛製成。根據美國一份地質調查報告顯示，一些魚類因吞食鉛，使體內的鉛含量上 升，最終導致死亡。此外，如果大量使用鉛漁夾具，有可能會使水中的鉛含量上升，從而污染水源。而使用高比重鎢合金漁夾具可避免此類情況的發生。

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Bell高比重鎢合金漁夾具設計成鐘形，頂部帶有個環扣。該漁夾具抗風性好，深受垂釣者的青睞。表面已經過拋光處理，可大大減小抽絲的幾率。鐘形漁夾具也可用於船上垂釣。Bell高比重鎢合金漁夾具無需使用其他設備，即可讓魚餌下潛得更深。由於高比重鎢合金具有密度高，體積小，無毒等特性，所以高比重鎢合金漁夾具在垂釣中可以快速的進入水下，並且具有很好的化學穩定性即使在海水中也不會被腐蝕，加上它的環保特點性能遠優於鉛。

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