鉬電極特性提高方法

鉬電極鉬由於具有熔點高(2 630℃)、導電導熱性好、膨脹係數小、高溫強度高及抗玻璃腐蝕性好等優點,多年來廣泛用做熔融高檔光學玻璃、玻璃纖維、耐火岩棉等的電極材料。但鉬在高溫下的氧化性氣氛中易被氧化,也會由於玻璃液對鉬電極的晶間腐蝕造成鉬電極表層晶粒剝落而損耗。因此,提高鉬電極的產品品質和使用性能成為各生產廠家和使用廠家共同關心的問題。鉬電極的雜質含量、晶粒度直接影響到電極的使用性能。添加微量稀土合金元素可以改善鉬電極的晶粒度和使用性能。

鉬電極特性提高方法- 鉬電極生產工藝控制
鉬酸銨經加熱焙燒成為三氧化鉬,三氧化鉬經通氫、加熱還原成鉬粉,鉬粉裝入耐油橡膠膜具中密封後在Ф820 mm×1 600 mm等靜壓設備中於200~300MPa壓力下成型為具有一定密度和強度的鉬粉坯,鉬粉坯在有氫氣保護的中頻感應電爐中高溫燒結為接近緻密的鉬燒結坯,鉬燒結坯在氫氣保護下熱鍛、溫鍛為鉬電極坯,然後經機械加工為成品鉬電極。

鉬電極特性的提高 - 鉬電極的原材料

雜質含量的控制鉬電極 生產高品質的鉬電極需要有高品質的鉬粉。鉬粉中的雜質直接影響到鉬電會造成裂紋或隱裂紋;同時C、N等還會造成玻璃液產生氣泡,影響玻璃的品質;Ti、Ni、Cu、Cd等金屬元素會使玻璃著色。為獲得高純度的鉬粉,採用以下控制措施:

選用高純度鉬酸銨原材料。
鉬酸銨的雜質含量見表1。
表1 鉬酸銨雜質含量(×10-6)(以MoO3為基)

元素 Al Bi Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni Pb Sb Si Sn
雜質含量 5 1 5 5 2 3 5 50 5 3 3 3 3 2 3 1

合適的制粉工藝
通過選用合適的鉬粉生產工藝,可以排除材料中的低熔點雜質,顯著地降低氧含量。鉬粉的化學成分見表2。
表2 鉬粉雜質含量(×10-6)(以Mo為基)

元素 Al Bi Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn
雜質含量 6 1. 5 6 5 2. 5 3 6 60 5. 5 5. 3
元素 Na Ni Pb Sb Si Sn C N O
雜質含量 2 3. 2 3 2 3.5 1 20 30 30

鉬粉粒度和粒度組成的控制
通過控制鉬粉的生產工藝,達到控制鉬粉粒度和粒度分佈的目的。多年生產實踐經驗和資料分析得知,中顆粒和接近正態分佈的鉬粉適合於用做生產高品質的鉬電極產品。

鉬電極鉬電極特性提高方法 - 鉬電極的燒結

採用緩慢平滑升溫、階段保溫制度以儘量減小鉬電極坯內外溫差,防止熱應力過大造成內部隱裂紋等缺陷。合適的保溫溫度和保溫時間以保證獲得細小而均勻的晶粒組織結構。

鉬電極特性的提高 - 鉬電極的鍛造

鉬電極的鍛造加熱採用通氫鉬絲馬弗爐,可精確控制加熱溫度和加熱時間;且由於有氫氣的保護,鉬電極坯不會氧化,可避免由於氧的侵入造成鉬電極含氧量增加和鍛造損耗。研究了鉬電極的鍛造工藝(如鍛造溫度和變形量)對產品品質的影響。控制鍛造溫度和終鍛溫度可以獲得細小而均勻的晶粒,但終鍛溫度過低會使鉬電極內部產生微裂紋。表3中試樣3所用工藝是較為合適的鍛造加工工藝。
表3 不同鍛造工藝的試樣性能

  開坯溫度/℃ 鍛造溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 變形量(≥)/% 密度(>)/(g/cm3) 晶粒數/(個/mm2) 無損探傷
試樣1 1320 1300 1100 70 10.18 500 無缺陷
試樣2 1320 1250 1050 70 10.18 1500 無缺陷
試樣3 1320 1200 1000 70 10.18 2500 無缺陷
試樣4 1320 1150 950 70 10.15 2500 有微裂紋

鉬電特性提高方法(總結):

生產高品質的鉬電極必須有優質的原材料鉬粉,選用優質的鉬酸銨原材料配以合適的鉬粉生產工藝,可獲得極低雜質含量、粒度和粒度組成均較為合適的優質鉬粉;

採用合適的鍛造工藝,尤其是合適的鍛造溫度、終鍛溫度、變形量和道次變形量是生產高品質鉬電極的關鍵;

完善而有效的品質保證體系是穩定生產優質產品的基礎。

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