1913年平奇(Pintsch)发现了钨- 二氧化钍电极材料，在纯钨中添加2%（质量分数）左右的二氧化钍，其逸出功率降低近一半而减小至2.63eV（纯钨为4.55eV），大大提高了发射效率，可达50mA/W~70mA/W（经碳化的纯钨电极只有25mA/W~40mA/W）.而且钨- 二氧化钍的引弧和稳定性能也比纯钨大大提高。但是钍属于天然放射性元素，其α射线的半衰期长达1.4×1014年，在生产和使用中的放射性污染对环境和人体健康造成危害；日益高涨的环保意识限制了它的发展，而且钨- 二氧化钍电极的电弧稳定性和耐久性也不能满足日益发展的焊接技术的需求，因此各国材料工作者都一直在进行研究和开发新的代钍钨电极材料。

铈钨是为了取代具有放射性污染的钍钨材料而发展起来的新型钨电极材料，前苏联在上世纪60年代已有研制新型电极材料的报道，我国上海灯泡厂在1973年开始研究钨- 二氧化铈电极，首先试制成功并应用，并已被国际标准化组织列入非熔化极标准中。目前国外大多采用纯钨粉与铈化合物直接混合的方法制取铈钨粉末。国内则通过采用蓝钨湿法掺杂二氧化铈，一次性还原、酸洗、等静压成型、轧制开坯等工艺所研制的铈钨电极，经检测和使用表明，所研制的铈钨粉末纯度高，压制性能和烧结性能好；铈钨坯的铈含量均匀，加工性能良好。电极一致性好，起弧性能佳，赢得了用户的广泛好评。实践证明，铈钨电极在小规格焊接用钨电极方面成功取代了钍钨，但在交流氩弧焊电极、气体放电光源等方面尚不能完全取代钍钨，而且铈钨电极还存在引弧较差，使用寿命较短等不足之处。

在我国90年代，为了制取性能优良且无污染的钨电极，在三氧化钨粉末中添加氧化镧，经过还原、压制、垂熔、旋锻、拉伸制得了镧钨电极。经分析，镧钨电极的电性能明显优于铈钨和钍钨电极，镧钨中的氧化镧的迁移速率和蒸发速率低，能形成较好的燕尾搭接金相组织，具有良好的高温抗蠕变性能。采用高能球磨和真空热压烧结工艺制备出块体纳米晶钨-氧化镧电极材料，研究了不同氧化镧含量对纳米晶钨电极材料电性能的影响，同时用扫描电镜和能谱仪测定了燃弧后电极尖端La的分布及显微组织。结果表明：纳米晶钨-氧化镧电极的电性能优于传统的粉末冶金粗晶钨电极。当氧化镧含量在6％～8％时，其热电子发射能力和稳定性最好，但是随着稀土氧化镧含量的增大，镧钨电极的成型性和加工性更加困难。




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由于钨的特性，使得它很适合用于TIG焊接以及其它类似这种工作的电极材料。在金属钨中添加稀土氧化物来刺激它的电子逸出功，使得钨电极的焊接性能得以改善：电极的起弧性能更好，弧柱的稳定性更高，电极烧损率更小。通常的稀土添加剂有氧化铈、氧化镧、氧化锆、氧化钇和氧化钍等。

钨电极，它是用具有熔点高，耐腐蚀，高密度，良好的导热和导电性材料制成的钨电极。钨电极广泛用于焊接在其属性。钨电极研磨或抛光和黑棒。其最终的颜色都是不同，可以分辨差异。在钨电极中，更重要的是，他们的最终颜色的不同，钨含量也不同。焊接时，选择正确的钨电极，使焊接更容易，重要的是获得高品质的焊接。做出正确的选择要考虑的一些重要的因素是电源（逆变器或变压器），焊接材料（钢，铝或不锈钢）和材料厚度的类型。

钨熔点高(3683℃±20℃)，电子发射能力强，弹性模量高，蒸气压低，故很早就被用作热电子发射材料[。纯金属钨极的发射效率很低，且在高温下再结晶形成等轴状晶粒组织而使钨丝下垂、断裂。 为克服上述缺点，适应现代工业新技术、新工艺的发展，各国材料工作者正致力于研究和开发各种新型电极材料。以钨为基掺杂一些电子逸出功低的稀土氧化物，既能提高再结晶温度，又能激活电子发射。稀土金属氧化物具有优良的热电子发射能力，稀土钨电极材料一直是替代传统放射性钍钨电极材料的开发方向。本文介绍了几种稀土钨电极材料的制备和研究成果，以及电极材料的有关应用情况，并展望了钨电极广阔的应用前景，旨在为我国稀土钨电极材料研究与应用提供参考。

钨电极在钨极氩弧焊中对电弧的起弧、电弧的稳定性和焊接质量都起到重要的作用。在电弧的高温作用下钨电极发生质量的损失，称为钨电极的烧蚀。为了便于讨论钨电极的烧蚀机理，烧蚀可分为添加氧化物的烧蚀和钨本身的烧蚀。




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纯钨助熔剂用于红外碳硫分析中高频炉燃烧时的助熔剂，对钢铁、合金等金属及非金属材料中碳硫分析测定。

氧化产物三氧化钨属酸性氧化物，体积疏松，它的生成有利于二氧化碳和二氧化硫的释放，不会形成覆盖层将试样覆盖。

三氧化钨在900℃以上显著升华。由于三氧化钨的逸出，增加了碳硫的扩散速度，使试样中的碳硫充分氧化。

挥发出的三氧化钨离开熔池后，在700～800℃转化为固相，覆盖在管道中尚存的氧化铁上，阻止管道对硫的吸附。
钨的空白值很低，可用于低碳低硫的测定。

一般钨-锡联合使用作为添加剂，锡的主要作用就是助熔，降低钨的助熔作用不足带来的影响。对于非磁性材料，应该再补充纯铁。

钨应叫做添加剂，而不是助熔剂，因为添加剂的作用不只是助熔，还有发热、调节介质酸碱性、搅拌、催化、稳燃、抗干扰等多重作用。

钨是最难熔化的金属，熔点3380℃，之所以用它来作添加剂，是因为钨容易被氧化。钨在650℃通氧时就开始氧化并放出大量的热，具有发热值高、反应速度快的特点。




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硬质合金刀头的焊接方法
1、焊接式切削刀具结构应具有足够的刚性足够的刚性是以最大允许的外形尺寸以及采用较高强度的钢号和热处理来保证.
2、硬质合金刀片应固定牢靠硬质合金焊接刀片应有足够的固定牢靠程度,它是靠刀槽及焊接质量来保证的,故要根据刀片形状及刀具几何参数选择刀片镶槽形状.
3、认真检查刀杆。
　　在将硬质合金刀片焊接至刀杆上以前须要对刀片,刀杆进行必要的检查,首先应检查刀片支承面不能有严重弯曲.硬质合金焊接面不得有严重渗碳层,同时还应将硬质合金刀片表面及刀杆镶槽中的污垢进行清除,以保证焊接牢靠.
4、合理选用焊料
　　为了保证焊接强度,应选择合适的焊料.在焊接过程中,应保证良好的湿润性和流动性,并排除气泡,使焊接与合金焊接面充分接触,无缺焊现象.
5、正确选择焊接用熔剂
    　建议采用工业硼砂,在使用前应在烘干炉中进行脱水处理,然后进行碾碎,过筛去除机械杂物,待用.
6、选用网状补偿垫片
　　在焊接高钛低钴细颗粒合金及焊接长而薄的合金刀片时,为减少焊接应力,建议采用厚度为0.2--0.5mm的薄片或网孔径2--3mm的网状补偿垫片进行焊接.
7、正确采用刃磨方法
　　由于硬质合金刀片脆性较大,对裂纹形成敏感性强,所以刀具在刃磨过程中应避免过热或急冷,同时还要选择合适粒度的砂轮及合理的磨削工艺,避免产生刃磨裂纹,影响刀具使用寿命.
8、正确安装刀具
　　在安装刀具时,刀头伸出刀架的长度应尽量小,否则,容易引起刀具震动,从而损坏合金片.
9、正确重磨、研磨刀具
　　刀具使用达到正常磨钝时,必须进行重磨,重磨后的刀具,一定要用油石对刃口及刀尖圆角进行研磨,这样会提高刀具的使用寿命及安全可靠性.

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纯钨电极是氩弧焊接最早使用的电极，但在直流焊接条件下，该品种电极容易出现不起弧或维护不稳定的情况，加入稀土氧化物能极大的改善这种情况，因此，纯钨电极仅作为交流条件下的焊接电极或作为电阻焊电极。

纯钨电极含钨最低99.5%，没有合金元素。纯钨具有非常高的电子逸出功，因此相比其它合金钨电极而言，纯钨电极起弧更难，，维持弧束的稳定性也更难。另外，由于具有较高的电子逸出功，电极尖端温度较高和容易发生晶粒长大，这将会导致弧束不稳定，起弧更难，而且使用寿命也更短。纯钨仅用于交流焊接，然而，不错的直流也可以选择。

在纯钨电极中电极头一般是球形的，并且一般使用在正弦波和传统的方波氩弧焊焊工的交流过程中。形成球形之后，为了知道电极的直径一般会简单的运用于交流电中，并且最终都会有它们自己的形式。球形的直径应不超过电极直径的1.5倍（例如，球形直径为1/8，那么电极直径为3/16），在尖端有一个更大的球状体的电极可以减少电弧稳定性甚至于脱落,且会是焊缝受到污染。

在纯钨电极，铈，镧和钍电极中使用的尖形或截断的头应用于逆变器的交流和直流焊接工艺。要正确研磨钨为了避免研磨受污染要使用专门制定的砂轮，它是由氮化硼或者能抵御钨的硬度的金刚石做成的。因此，适用于纯钨电极。

纯钨电极有优越的性能：蒸汽压力、低电阻小、导电性好、热膨胀小、弹性模量高。

纯钨电极的使用最广泛的使用在交流焊接交流电下。它一般用于焊接铝，镁合金（AC）一般在交流电下使用。

纯钨电极，也能提供清洁，加热时焊球变尖。这种形状提供一个平衡的波形交流焊接电弧稳定，是特别良好的。

纯钨电极，也提供了良好的电弧稳定的正弦波交流电焊接铝，镁。然而，他们不用于直流焊接。纯钨电极被广泛使用在特定的焊接应用的各个行业。




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性质:高纯钨的纯度达到99.999%和99.9999%，记为5N和6N的纯钨。它的各种杂质元素含量应(0.1～1000)×10-12之间，对于某些杂质元素的含量，如放射性元素、碱金属元素、重金属元素和气体元素等还分别有特殊的要求。

用途:高纯钨及其硅化物用于超大规模集成电路作为电阻层、扩散阻挡层等以及在金属氧化物半导体型晶体管中作为门材料及连接材料等。

分类:高纯钨的材料形状可以是箔膜，薄片，靶材，细丝，绝缘线，直棒，圆管，粉末，单晶体等。

制备

高纯钨的制备方法可分为粉末冶金法、熔炼法和化学气相沉积法。

1、粉末冶金法：指钨粉经过成形后，加热到其熔点下的某个温度，通过物质迁移完成致密化的过程，最终可得到钨坯或某些形状简单的钨制品。

2、熔炼法：指将钨原料加热到其熔点以上形成液相，去除杂质后再冷却凝固实现致密化的过程，根据所采用的手段不同，具体方法有真空自耗电弧熔炼法、电子束熔炼法和等离子束熔炼法等。

3、化学气相沉积：指以钨化合物气体（一般为WF6）为钨源，在一定温度下被H2还原，将生成的钨沉积在特定的基底上，沉积完成后去除基底材料获得致密钨坯（或者制品）的过程。




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钨具有高熔点，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大。低的膨胀系数以及最低的金属蒸汽压。一般采用粉末冶金的方式来制取。

一般应用:电阻焊机电极，溅射靶材，配重块和加热元件。

规格: 板材，圆棒。 按图纸加工提供各种钨制成品。

化学成分: 钨>99.95%

物理性能:

密度: 19.3g/cm3;熔点 (液态): 3422°C;导电率: 30% IACS Min;硬度:69HRA Min。
中文「钨」及符号「W」的来源均来自德语Wolfram。最近发现钨的最稳定的三种同位素都有轻微放射性。 [3]
纯钨是一种钢灰色至锡白色的坚硬的金属，非常纯的钨可以被拉锯锯开（纯钨很脆，不易加工）。钨的加工手段有锻造、拉伸和冲击。在所有金属中钨的熔点最高，为3422°C，蒸汽压最低，在抗张强度最高（1650°C时）。它的防腐性能非常好，大多数无机酸对它的侵蚀很小。在空气里它的表面上形成一层保护性的氧化物，但是在高温下它会被完全氧化。钢里加入少量钨可以大大地增高钢的硬度。

钨矿中的钨是一种化学元素，它的化学符号是W，它的原子序数是74，是一种灰白色的过渡金属。它是一种非常硬的、钢灰色至白色的过渡金属。含有钨的矿物有黑钨矿和白钨矿等。钨的物理特徵非常强，尤其是它的熔点非常高，是所有非合金金属中最高的。纯钨主要用在电器和电子设备中，它的许多化合物和合金也被用在许多其它应用中（最常见的有灯泡的灯丝，在X射线管中以及在高温合金中也有钨使用）。




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钨的管材可采用烧结坯料直接挤压，挤压管坯或粉浆挤压烧结管坯还经旋压加工。旋压还可生产钨的异型制品。大直径的棒材多采用挤压或轧制工艺生产。

切削加工

钨质硬且对缺口敏感,切削加工困难,要求使用硬质合金刀具。为防止产生切削裂纹，常把工件加热到塑性-脆性转变温度以上进行切削,并要严格控制切削操作程序。钨的研磨需要用特定型号的砂轮轻磨，且需要冷却，否则会产生龟裂。厚度在 0.2毫米以上的钨片材进行冲压和剪切前要预先加热，超过一定厚度的板材，不能剪切，往往需要用砂轮切割。

板材轧制

钨板轧制可分热轧、温轧和冷轧。由于钨的变形抗力大，普通的轧辊不能完全满足钨板材轧制的要求，应使用特种材质的轧辊。轧制时，轧辊要预热，根据不同的轧制条件，预热温度为100～350℃。坯料的相对密度（实际密度与理论密度之比）大于90%时才可加工，坯料密度在92～94%时加工性能良好。热轧的开坯温度在1350～1500℃之间，开坯的变形工艺参数选择不当，坯料会产生分层。温轧的开始温度为1200℃，厚度为8毫米的热轧板，经温轧可达到0.5毫米。由于钨板变形抗力大，轧制时轧辊辊身弯曲变形，使板材沿宽度方向上厚度不均，换辊或换轧机时，板材可能因各部位变形不均匀而开裂。0.5毫米厚度板材的塑性-脆性转变温度还在室温或室温以上,片材呈脆性,应在200～500℃将片材轧制成0.2毫米。轧制后期，钨片薄而长,为保证板材加热均匀，常涂石墨或二硫化钼，不仅有利于板材的加热，而且加工时还有润滑作用。




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钨的熔点高、硬而脆，加工困难，但只要有合理的工艺，钨可经粉末冶金制坯、挤压、锻造、轧制、旋压和拉拔等加工成材。随着钨的塑性加工程度的提高，其组织、抗拉强度和塑性-脆性转变温度大为改善坯料。

钨合金加工准备

合格的坯料是钨材生产的关键之一，制好坯料首先要选用合格的钨粉末。粉末的特征（平均粒径、粒度分布、化学成分）、混料、成形和烧结工艺对坯料的成分、密度和微观结构有直接影响，并强烈地影响着产品加工和使用性能。不下垂钨丝中添加的硅、铝、钾元素是在三氧化钨或“蓝钨”（为多种低价氧化钨的混合物）中以氧化物形式添加的，混合料常用含氢氟酸的溶液进行洗涤，以去除粉中杂质。生产丝和小片材的坯料多在压力机上成形，也可采用等静压制成形。粉坯尺寸一般为12×12×400毫米,也有采用较大尺寸的圆棒、方棒或矩形棒。粉坯首先在氢气气氛中经 1200℃、1小时预烧使之具有一定强度和导电性后，再进行通电自阻烧结。通电自阻烧结俗称“垂熔”，是钨加工中发展起来的方法。原理是将电流直接通过烧结坯,由于坯料本身的电阻而产生焦耳热,利用这种热使坯料烧结,烧结电流通常为熔断电流的90%。所得坯料为自阻烧结条（又称垂熔条）。可加工成丝材的垂熔条一般标准是控制断面晶粒数为每平方毫米约10000～20000个，密度为17.8～18.6克/厘米3。对于管材、片材或其他大规格产品, 常采用等静压制(压力在2500公斤力/毫米2以上)成形，在2300～2700℃的高温下于真空或氢气保护中烧结。

旋锻

是生产钨丝坯料和细棒的常用塑性加工方法，不同尺寸的棒材于氢气气氛中加热到1400～1600℃，在不同型号的旋锻机上进行旋锻。开始道次变形量不宜过大,随后可适当增加变形量。旋锻变形过程中工件和模具间用石墨润滑。加工后的钨棒密度可达18.8～19.2克/厘米3。由于方坯锻成圆坯,各部位变形不同，使组织不均匀,此时应进行再结晶退火。旋锻棒材的最终直径为3毫米左右。 　拉丝 拉丝坯料可用旋锻法生产，也可用轧制法生产；轧制法生产的坯料道次变形量大，组织较均匀，有利于以后的加工。钨丝坯料拉制钨丝是用“温拉丝”方法。首先在链式拉伸机上拉至直径1.3毫米,而后分别经粗拉、中拉和细拉使直径达到 0.2、0.06和小于0.06毫米。随着直径减小，应使加热温度下降、拉丝速度提高。道次变形量一般在10～20%之间。拉丝采用煤气－空气混合加热，温度为900～400℃。拉粗丝采用硬质合金模，拉细丝则采用金刚石模。模子材质、孔型、研磨技术对丝材质量有很大的影响，石墨润滑剂的质量、粒度、配比、涂敷方法同样影响丝材质量。丝材直径的不均匀性是使用时断丝的最主要原因之一，有0.2～0.4微米的偏差就会使真空管中钨丝的寿命大大降低。细丝材的直径可以用重量法或真空标准电流法进行测定。在拉丝过程中，随着直径减小，变形抗力增大（如直径0.1～0.3毫米钨丝的断裂强度可高达350公斤力/毫米2），其塑性也相应降低。为了改善再加工性能，一般需要进行消除应力中间退火。此外，可采用电解腐蚀法将丝材加工成直径小于0.01毫米的细丝。




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钨合金用于灯丝业

钨最早用于制作白炽灯丝。1909年美国库利吉（W.D.Coolidge）采用钨粉压制、重熔、旋锻、拉丝工艺制成钨丝,从此钨丝生产得到迅速发展。1913年兰米尔(I.Langmuir)和罗杰斯 (W.Rogers)发现钨钍丝（又称钍钨丝）发射电子性能优于纯钨丝后,开始使用钨钍丝,至今仍然广泛使用。1922年研制出具有优良的抗下垂性能的钨丝（称为掺杂钨丝或不下垂钨丝），这是钨丝研究中的重大进展。不下垂钨丝是广泛使用的优异灯丝和阴极材料。50～60年代，对钨基合金进行了广泛的探索研究，希望发展能在1930～2760℃工作的钨合金，以供制作航天工业使用的耐高温部件。其中以钨铼系合金的研究较多。对钨的熔炼和加工成形技术也开展了研究，采用自耗电弧和电子束熔炼获得钨锭，并经挤压和塑性加工制成某些制品；但熔炼铸锭的晶粒粗大，塑性差，加工困难，成材率低，因而熔炼－塑性加工工艺未能成为主要生产手段。除化学气相沉积 （CVD法）和等离子喷涂能生产极少的产品外，粉末冶金仍是制造钨制品的主要手段。

钨合金用于板材业

中国在20世纪50年代已能生产钨丝材。60年代对钨的熔炼、粉末冶金和加工工艺开展了研究，现已能生产板材、片材、箔材、棒材、管材、丝材和其他异型件。

钨合金用于高温材料

钨材使用温度高，单纯采用固溶强化方法对提高钨的高温强度效果不大。但在固溶强化的基础上再进行弥散(或沉淀)强化,可大大提高高温强度,以二氧化钍和沉淀的HfC弥散质点的强化效果最好。在 1900℃左右钨-氟化氢-碳系和钨-二氧化钍系合金都有着高的高温强度和蠕变强度。在再结晶温度以下使用的钨合金,采取温加工硬化的方法,使其产生应变强化,是有效的强化途径。如细钨丝具有很高的抗拉强度,总加工变形率为99.999%、直径为0.015毫米的细钨丝，室温下抗拉强度可达438公斤力/毫米

在难熔金属中，钨和钨合金的塑性－脆性转变温度最高。烧结和熔炼的多晶钨材的塑性－脆性转变温度约在150～450℃之间，造成加工和使用中的困难，而单晶钨则低于室温。钨材中的间隙杂质、微观结构和合金元素，以及塑性加工和表面状态,对钨材塑性-脆性转变温度都有很大影响。除铼可明显地降低钨材的塑性－脆性转变温度外，其他合金元素对降低塑性－脆性转变温度都收效甚微（见金属的强化）。

钨的抗氧化性能差，氧化特点与钼类似，在1000℃以上便发生三氧化钨挥发，产生“灾害性”氧化。因此钨材高温使用时必须在真空或惰性气氛保护下，若在高温氧化气氛下使用，必须加防护涂层。




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