專利名稱：：鎢鎂碳滲銅合金電極材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由金屬粉末制造高密度，高精度，抗燒蝕，抗極度磨損(機(jī)械磨損，電磨損)合金電極的制造方法，特別適用于鎢鎂碳滲銅合金電極的制造方法。鎢鎂碳滲銅合金材料不僅用于航天航空工業(yè)中如高溫傳感器而且廣泛用于電子工業(yè)中，作為焊接電極材料可焊接無磁不銹鋼，特別是顯像管電子槍發(fā)射極的焊接，要求電極材料抗燒蝕，導(dǎo)電率好，抗極度磨損，在長期連續(xù)工作的情況下，要求電極焊接精度必須達(dá)到0.1％～0.2％，否則針影響顯像管的顯示質(zhì)量，顯像管在國防軍事、工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)大專院校等各行各業(yè)的科研用儀器中均為重要的關(guān)鍵部件之一，也是科研工作中不可缺少的檢測(cè)手段之一，但是要達(dá)0.1％～0.2％的焊接精度，抗燒蝕，抗極度磨損，導(dǎo)電性能良好，至今還不盡人意，只有靠從國外進(jìn)口來維持生產(chǎn)，進(jìn)口電極材料價(jià)格昂貴，因此，本發(fā)明的主要任務(wù)是提高電極的高密度，高精度，抗燒蝕，抗極度磨損，良好的導(dǎo)電性能，將有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的電極制造方法有下列幾種1.將鎢粉按一定的比例與銅粉固體混合數(shù)小時(shí)后(此方法成分不易均勻)成型后直接滲銅，該方法能使電極達(dá)到良好的導(dǎo)電性能，但抗燒蝕性較差，嚴(yán)重影響電極的使用壽命及精度。2.鎢、碳化鎢粉按一定比例與銅粉固體混合數(shù)小時(shí)后(此方法成分仍不易均勻)成型后直接滲銅，此方法是雖然抗燒蝕性有所提高，導(dǎo)電率下降，由于混料不均勻造成電極的使用壽命下降并且影響精度。上述方法中，特別是粉末混合不均勻，造成成分組元編析，加之混料時(shí)控制不嚴(yán)格造成合金粉氧化，溶滲工藝制度不合理，上述諸因素使鎢-銅、鎢-碳化鎢滲銅合金達(dá)不到高密度，高精度、抗燒蝕焊接所需電極的要求。本發(fā)明的目的在于提供一種成分均勻、抗極度磨損好、抗燒蝕性好、導(dǎo)電性能好的鎢鎂碳滲銅合金電極材料的制造方法。針對(duì)上述目的，本發(fā)明采用如下生產(chǎn)工序原料準(zhǔn)備——混料——成型——還原處理——預(yù)燒結(jié)——高溫?zé)Y(jié)——滲銅——成品。下面把各工序分述如下(1)原料準(zhǔn)備原料采用鎢粉、鎂粉、碳粉，鎢粉采用牌號(hào)FW-1鎢粉，鎢粉的純度≥99.99％，鎢粉的粒度≤2.9μm，鎳粉的粒度≤1.74μm，碳為游離碳超細(xì)粉末，鎂粉、碳粉分別采用鎳粉的化學(xué)包覆方法包覆，其目的使鎳、碳輕元素粉末加大比重，使合金粉末混合均勻；(2)混料將適量比例的鎢粉、經(jīng)化學(xué)包覆的鎂粉和碳粉裝入高效密封式的混料器中進(jìn)行混合，混料時(shí)間18～24小時(shí)；混料的目的是使合金粉末達(dá)到更微觀的均勻效果；(3)成型將上述混合均勻的合金粉末裝入鋼模中，用壓機(jī)壓制成坯條，坯條尺寸按用戶要求而定；一般為1.7×2.0×40cm，尺寸可隨用戶要求隨時(shí)調(diào)整；(4)還原處理將壓好的坯條膛個(gè)用吊具有裝放通有氫氣燒結(jié)爐中，還原處理分四階段進(jìn)行第一階段還原溫度200～300℃時(shí)間0.5～1小時(shí)第二階段還原溫度300～500℃時(shí)間0.5～1小時(shí)第三階段還原溫度550～700℃時(shí)間1～1.5小時(shí)第四階段還原溫度750～950℃時(shí)間2小時(shí)各個(gè)階段的處理時(shí)間均為重要。(5)預(yù)燒結(jié)經(jīng)過還原后的坯條在1000℃溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，時(shí)間為2小時(shí)；(6)高溫?zé)Y(jié)與熔滲經(jīng)過還原后的坯條在1100～1600℃溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間為2～3小時(shí)；在高溫?zé)Y(jié)的同時(shí)連續(xù)滲銅；當(dāng)銅形成液相后向鎂(Mg)中擴(kuò)散，大量溶解于固相顆粒內(nèi)，而且于原來銅粉存在的地方留下一些微孔，故燒結(jié)體出現(xiàn)膨脹，當(dāng)銅含量達(dá)到r·Mg的飽和溶解度(～8％)1150℃時(shí)，這時(shí)銅完全溶于固相骨架形成固溶體，雖然鎢、碳不溶于銅，但對(duì)鎳溶解度極大，溫度達(dá)1510℃時(shí)為50％，因此，細(xì)顆粒鎢粉，鎂碳粉鎳銅混合適量經(jīng)燒結(jié)后可得近似完全致密的合金。(7)成品根據(jù)用戶要求可加工成各種形狀尺寸規(guī)格不一的電極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果。(1)工藝流程一體化，設(shè)備簡(jiǎn)單；(2)采用本發(fā)明制成的鎢鎂碳滲銅合金電極成分準(zhǔn)確組織均勻，用該電極焊接精度達(dá)到≤0.1％。(3)采用本發(fā)明制成的鎢鎂碳滲銅合金電極徹底解決了極度磨損問題。(4)還原溫度低且時(shí)間短，燒結(jié)性能好，其密度可達(dá)近似99.6％。(5)解決了1.7×2.0×40cm長的坯條彎曲的問題，加工性能好，機(jī)械損失小，價(jià)格適中，并解決了電極靠長期進(jìn)口，價(jià)格昂貴等一些缺陷。實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的方法試制三批鎢鎂碳滲銅電極材料，其中，鎢粉采用牌號(hào)FW-1鎢粉，鎢粉的純度≥99.99％，鎢粉的粒度≤2.9μm，鎳粉的粒度≤1.74μm，碳為游離碳超細(xì)粉末，這些原料的生產(chǎn)工藝參數(shù)列于表1，作為對(duì)比例，采有傳統(tǒng)的電極制造方法制造了二批電極材料，一批的合金成分與組元為70W-Cu，另一批的合金成分與組元為65W-5WC-Cu，本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例的物理力學(xué)參數(shù)對(duì)比列于表2，本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例使用試驗(yàn)結(jié)果列于表3。表2實(shí)施例與對(duì)比例的物理力學(xué)參數(shù)對(duì)比</tables>表1實(shí)施例生產(chǎn)工藝參數(shù)<>表3本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例的使用試驗(yàn)結(jié)果權(quán)利要求1.一種鎢鎂碳滲銅合金電極材料的制造方法，其特征在于其工序包括原料準(zhǔn)備、混料、成型、還原處理、預(yù)燒結(jié)、高溫?zé)Y(jié)、滲銅、成品，具體工序如下(1)原料準(zhǔn)備鎢粉的純度≥99.99％，鎢粉的粒度≤2.9μm，鎳粉的粒度≤1.74μm，碳為游離碳超細(xì)粉末，鎂粉、碳粉分別采用鎳粉的化學(xué)包覆方法包覆；(2)混料將鎢粉、經(jīng)化學(xué)包覆的鎂粉和碳粉裝入高效密封式的混料器中進(jìn)行混合，混料時(shí)間18～24小時(shí)；(3)成型將上述混合均勻的合金粉末裝入鋼模中，用壓機(jī)壓成坯條，坯條尺寸按用戶要求而定；(4)還原處理將壓好的坯條逐個(gè)用吊具有裝入通有氫氣燒結(jié)爐中，還原處理分四階段進(jìn)行第一階段還原溫度200～300℃時(shí)間0.5～1小時(shí)第二階段還原溫度350～500℃時(shí)間0.5～1小時(shí)第三階段還原溫度550～700℃時(shí)間1～1.5小時(shí)第四階段還原溫度750～950℃時(shí)間2小時(shí)(5)預(yù)燒結(jié)經(jīng)過還原后的坯條在1000℃溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，預(yù)燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)；(6)高溫?zé)Y(jié)與滲銅經(jīng)過預(yù)燒結(jié)后的坯條在1100～1600℃溫度和氫氣保護(hù)下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間為2～3小時(shí)；在高溫?zé)Y(jié)的同時(shí)連續(xù)滲銅；最后停電自然冷卻；(7)成品根據(jù)用戶要求可加工成各種形狀的電極。全文摘要一種鎢鎂碳滲銅合金電極材料的制造方法，適用制造高密度，高精度，抗燒蝕，抗極度磨損合金電極，其特征是工序包括原料準(zhǔn)備、混料、成型、還原處理、預(yù)燒、高溫?zé)Y(jié)、滲銅、成品，其中還原處理包括四個(gè)階段，溫度為200～950℃，時(shí)間為4～5.5小時(shí)，預(yù)燒成1000℃下，2小時(shí)，高溫?zé)Y(jié)與滲銅同時(shí)進(jìn)行，1100～1600℃下，2～3小時(shí)。本發(fā)明制造的電極具有成分均勻、抗極度磨損好、抗燒蝕性好，導(dǎo)電性能好等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C22C27/00GK1156763SQ96114128公開日1997年8月13日申請(qǐng)日期1996年12月25日優(yōu)先權(quán)日1996年12月25日發(fā)明者徐桂蘭,牟科強(qiáng)申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院