零辐射多元稀土钨电极

钨熔点高、电子发射能力强、电子逸出功低、弹性模量高、蒸气压低，故使得它很适合用于非熔化极氩弧焊焊接的电极材料。

然而，纯钨脆塑转变温度高，加工成形困难，且再结晶温度低，一般所得的电极材料晶粒粗大，严重影响的生产制备成品率。为了适应更高的焊接技术要求，降低纯钨的电子逸出功，提高其抗烧蚀性能。多年以来，业界普遍在金属钨中添加钍来刺激它的电子逸出功，使得钨电极的焊接性能得以改善，使电极的起弧性能更好，弧柱的稳定性更高，电极烧损率更小。

钍钨电极固然使得焊接性能大幅提升，但消极因素是，氧钍含有微量辐射，会影响手动焊接技术人员的身体健康。所以除了钍之外，人们还尝试采用氧化铈、氧化镧、氧化锆和氧化钇等材料来合成钨电极。但在应用过程中，人们发现，不管是添加单一氧化物，还是添加三元或多元氧化物，从材料学角度看 都是一种组元复合效果，各氧化物颗粒在钨基体中都是以单独的相存在，没有涉及钨的合金化，仍然无法充分发挥的性能，因此亟需一种无辐射、易加工且使用性能更好的钨电极材料。

有鉴于此，有研究人员尝试制造一种零辐射、易加工且使用性能更好的零辐射多元稀土钨电极。其原理是将氧化镧、氧化锆、氧化钇、氧化镥、铼以及钨等多种材料按一定比例配比制成。其制取过程包括以下步骤：

步骤1：以在材料中所占质量百分比计，按氧化镧、氧化锆、氧化钇和氧化 镥每种稀土氧化物含量为0.5%～1.5%，四种稀土氧化物总量为2%～3%，铼为 1%～4%，换算成对应的硝酸镧、硝酸锆、硝酸钇、硝酸镥和铼酸铵的量，然后称取这些化合物配置成混合溶液；

步骤2：以在材料中所占质量百分比计，按钨为93～97%，将对应质量的三氧化钨、蓝钨、钨粉、或者仲钨酸铵粉末加入上述混合溶液中，搅拌均匀，加热干燥获得混合粉末；

步骤3：首先将上述混合粉末在还原炉中通氢气还原，温度在400℃～600℃，时间为45min～75min，然后将所得的粉末在还原炉中继续通氢气还原，温度在 700℃～900℃，时间为45min～75min；将两次还原后所得混合粉末过筛备用；

步骤4：在上述还原后的混合粉末充分搅拌均匀后称量500g～2500g填入软膜包套，包套放入冷等静压机压制成圆柱形坯条，压制压力设定在1000Kg/cm²～3000Kg/cm²；

步骤5：将压制好的坯条在氢气保护下进行预烧结，烧结温度为 1100℃～1300℃，装舟量5根/舟～10根/舟，时间30min～60min；

步骤6：将预烧好的坯条置于氢气保护的垂熔烧结设备中，在90%的熔断电流下保温20min，降温冷却；

步骤7：对垂熔烧结后的坯条进行B203旋锻开坯，开坯温度1500℃～1650℃，之后经中频感应退火、旋锻、拉丝、矫直、切割、抛光和磨光后得到零辐射多元稀土钨电极。

零辐射多元稀土钨电极材料的成分设计充分考虑了多元稀土氧化物复合效应和铼元素的合金化效应，如铼对 钨的固溶软化效应，并且首次使用了氧化镥，做到了轻稀土和重稀土元素的优化 组合，使得成品无辐射，加工容易，且使用性能更佳。

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