惰性气体保护焊接用钨棒生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种惰性气体保护焊接用钨棒生产方法。 技术背景
[0002] 目前，惰性气体保护焊接用钨棒的生产中，添加剂的添加方法（钨行业一般称为 "掺杂"）都采用"湿法"掺杂，就是将钨棒中所需要的添加剂先制成可溶性的化合物，然后 把该化合物溶液掺入钨的氧化物（蓝钨或黄钨）或钨的化合物（一般为仲钨酸铵），再经过 氢气的高温还原，得到含有添加剂的钨粉，然后采用钢模（或等静压）压制一一垂熔烧结。 这种方法是从耐高温钨丝（钨铝丝）的生产工艺照搬而来，不适应惰性气体保护焊接用钨 棒（钨电极）的生产。传统生产方法主要有以下缺点：⑴在钨粉制取时，氧化钨添加化合 物溶液，然后烘干、氢气高温还原。由于要制成溶液，对水的纯度要求会很高；烘干时的料 盘也可能带入其他杂质；高温还原时，还原炉炉管内壁剥落，有可能带入杂质；（2)氧化钨 中添加化合物溶液后，化合浆液要不断搅拌和加热，烘干到一定程度，再放入料盘在烘箱内 烘干。烘干后的氢气高温还原，是发生化学反应，由于各组分反应的温度不同，有部分添加 剂会随氢气流失掉，造成含量变化；（3)生产周期冗长，生产不同牌号钨电极时，需要从氧 化钨掺杂开始，还原炉还需要降温擦拭炉管内壁以防止不同牌号钨粉之间的相互影响，擦 拭完炉管后，再升温生产。这种生产方式只适合钨铝丝的大批量单一牌号的生产，如果照搬 用于电极用钨棒的生产，不能适应电极用钨棒的牌号多、批量偏小的特点，造成生产适应性 差且浪费大量能源；(4)对于二元及多元添加剂钨棒的生产难度很大，一般要先生产出单 一组分的钨粉，化验出其中的添加剂含量后，再多种组分的钨粉进行混合，难度大，周期长； (5)在安全及环保方面，由于掺杂中，一般用氨水调PH值；添加剂的化合物和热蒸汽很容易 形成一种气溶胶，这种气溶胶对人体有一定的伤害，尤其是钍钨电极掺杂时的气溶胶对人 体伤害极大；(6)传统的"垂熔烧结"由于是对钨坯直接通电加热，能耗消耗大，并且由于受 到设备的限制，对大规格的钨棒的生产很困难；（7)垂熔条烧结由于工艺条件的限制，会造 成垂熔条各部位密度及性能的不均匀性，不可避免的造成产品质量的波动及产品成品率的 降低
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述的不足，提供了一种惰性气体保护焊接用钨棒生产方法。
[0004] 本明的生产方法，依次包括以下步骤：
[0005] 一种惰性气体保护焊接用钨棒生产方法，依次包括以下步骤：
[0006] (1)对检验合格的添加剂按配比混合，得到含有添加剂的钨粉；
[0007] (2)将混合好的钨粉在烘箱中烘干，然后将烘干后的钨粉装入软橡胶套，并用振动 装料机震实，密封；
[0008] (3)将装有钨粉的胶套放置于胶套架上，然后将胶套架放置于冷等静压机缸桶内， 进行加压、保压、卸压，完成冷静压制，取出料架，卸模，得到钨坯；
[0009] (4)把压坯放在有钼片隔离的石墨舟上，推进有氢气保护的马弗炉中预烧结，消除 钨坯内的残余附加应力，提高钨坯的导电性，去除钨坯内的低温挥发杂质；
[0010] (5)采用加热炉间接烧结，烧结成烧结条；所述间接烧结是在有氢气保护的烧结 炉中进行，烧结时为了避免烧结条的弯曲，可用废钨棒编制成料架，以固定烧结前的钨坯；
[0011] (6)烧结条在氢气保护马弗炉中加热后，用旋锻机开坯，最后获得旋锻钨棒。
[0012] 步骤⑴中，所述的添加剂是通过200目筛的添加剂，所述的添加剂为氧化铈、氧 化镧、氧化钇、氧化锆中的任意一种或它们的任意组合。
[0013] 步骤（1)中，钨粉及添加剂混合时间一般为1~3小时，然后检测成分及物化指 标；其混合的重量百分比为：纯钨粉97. 95~99. 05%，添加剂2. 05~0. 95%，配比是按生 产钨棒牌号确定，所述的配比混合一般在混料机中进行，混合后的钨粉应保证费氏粒度为 L 7 ~2· 0 μ m〇
[0014] 将混合好的钨粉在70±5°C烘箱中烘干4小时，然后将烘干后的钨粉装入圆筒状 软橡胶套。
[0015] 步骤（3)中，每个胶套架放置5~20根胶套；胶套放置于冷等静压机缸桶内后，调 整冷等静压机，5~6分钟内使压力从OMPa升至180MPa，在180MPa的压力下保压240秒， 然后缓慢卸压至OMPa，整个卸压时间控制在5~8分钟。
[0016] 步骤（4)中，在马弗炉中预烧结的烧结温度1200±50°C，预烧结时间30分钟。
[0017] 步骤（5)中，加热炉间接烧结的烧结温度为2500 °C，升温时间一般为10~14小 时，然后进行保温，保温温度为2050°C~2250°C，总的烧结时间丛~20小时，整个烧结过 程采用自动控制。
[0018] 步骤（6)中，烧结条在1300°C~1500°C的马弗炉中加热20~40分钟后，用有自 动送料装置的旋锻机开还，最后获得直径8. 5mm~14mm的旋锻鹤棒。
[0019] 步骤（6)中，旋锻开坯时可用两台马弗炉加热以提高生产效率。
[0020] 本发明采用在纯钨粉中直接添加添加剂的方法，整个生产工艺的适应性强，符合 钨电极的牌号多、组分多的生产特点；采用间接加热烧结，同一烧结工艺能够烧结出不同直 径的钨棒，钨坯整天受热均匀，产品的成分分布均匀，含量稳定，提高了产品的内在质量，降 低了能耗，并且能够获得很好的成品率；同时，对员工的身心健康及工作环境也有所改善。
【具体实施方式】
[0021] 本明的生产方法，依次包括以下步骤：
[0022] (1)对检验合格的纯钨粉及通过200目筛的添加剂按配比混合，得到含有添加剂 的钨粉，混合时间一般为1~3小时，然后检测成分及物化指标。所述配比是按生产钨棒牌 号确定，其混合的重量百分比为：纯钨粉97. 95~99. 05%，添加剂2. 05~0. 95%。所述的 添加剂为氧化铈、氧化镧、氧化钇、氧化锆中的任意一种或它们的任意组合。所述的配比混 合一般在混料机中进行，混合后的钨粉应保证费氏粒度为1. 7~2. 0 μ m。作为改进，混料机 可采用"V"型混料机以提高混合效果
[0023] ⑵将混合好的钨粉在70 ±5°C烘箱中烘干4小时，然后将烘干后的钨粉装入圆筒 状软橡胶套，并用振动装料机震实，密封。
[0024] (3)将装有钨粉的胶套放置于胶套架上，每个胶套架放置5~20根胶套，然后将胶 套架放置于冷等静压机缸桶内，进行加压、保压、卸压，完成冷静压制，取出料架，卸模，得到 钨坯。步骤是：胶套放置于冷等静压机缸桶内后，调整冷等静压机，5~6分钟内使压力从 OMPa升至180MPa，在180MPa的压力下保压240秒，然后缓慢卸压至OMPa，整个卸压时间控 制在5~8分钟。
[0025] (4)把压坯放在有钼片隔离的石墨舟上，推进有氢气保护的、烧结温度 1200±50°C的马弗炉中预烧结30分钟，消除钨坯内的残余附加应力，提高钨坯的导电性， 去除钨坯内的低温挥发杂质。
[0026] (5)采用加热炉间接烧结，烧结成烧结条。所述间接烧结是在有氢气保护的烧结 炉中进行，烧结温度为2200°C，升温时间一般为10~14小时，然后进行保温，保温温度为 2050°C~2250°C。总的烧结时间16~20小时，整个烧结过程采用自动控制。烧结时为了 避免烧结条的弯曲，可用废钨棒编制成料架，以固定烧结前的钨坯。
[0027] (6)烧结条在1300°C~1500°C、氢气保护马弗炉中加热20~40分钟后，用有自动 送料装置的旋锻机开坯，最后获得直径8. 5mm~14mm的旋锻钨棒。旋锻开坯时可用两台马 弗炉加热以提高生产效率。
[0028] 下面结合具体实施实例对本发明进行进一步的说明。
[0029] 实施例1 :
[0030] 制备100根单重I. 5kg，直径8. 5mm，钨铈20牌号的钨棒：
[0031] 取符合《钨粉GB/T 3458-2006》的钨粉50kg，称取过200目筛的氧化铈（符合《氧 化铈GB4155》中021040A牌号）lkg。将纯