CN101392346A - 特种钨电极的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为了改善纯钨电极的脆性，解决其在焊接过程中容易脆断的问题，根据铜与钨在一定的气氛中有很好的浸润性，采用了在1500－3000℃高温烧结后带有连通孔的钨坯添加中5－5％(wt)的铜的方法，极大的提高了电极的强韧性，在冲击实验中这种电极出现了塑性变形，明显有别于纯钨电极的脆性崩断，并且这种电极的焊接性能很好。

Description

特种钨电极的制造方法

作为电阻焊，电极材料是非常关键的，它既要在焊接过程中经受住烧蚀，又要避免与焊接材料焊合。所以对电极材料的要求也很高，要经受住高温烧蚀，首先就要求有很高的熔点，在金属材料中钨的熔点是最高的(达3400℃)，它的电性能也很好，所以钨也就常常被选用为电极材料。

在焊接过程中，电极要紧压在焊接材料上，有一定的压力，故电极材料必须有一定的强韧性。但钨有一个很大的缺点，即常温脆性，这就使其在实际使用过程中常发生断裂，影响正常的生产。即使采用经压力加工后变形强化的钨也会产生脆断，因为它虽经变形得到强化，使强度得到很大的提高，但并未改变其常温脆性。

采用加入能与钨形成固熔体的合金元素，可提高钨的强韧性，但可能损害其电性能，影响焊接质量。因为其原理是这些合金元素加入后形成粘接相，而它又与钨颗粒的晶界附近形成固溶体，使粘接相与钨颗粒紧密地连接在一起，从而使强韧性得到极大的提高，但以前连通的晶界已被电阻率较高的粘接相阻断。

本发明的目的是为了找到一种方法，它既能改善钨的强韧性，又不影响焊接性能。本发明选用了铜元素，铜因与钨并不形成固溶体，它们之间只能形成所谓的假合金，平时很少用来改善钨的强韧性。但考虑到其在一定的气氛中可与钨的浸润性变得非常好，在氢气中铜液甚至可平铺在钨的表面，这种很好的浸润性使铜与钨能产生有效的复合效应，塑硬互补，从而可改善电极材料的强韧性，并且铜的加入不会损害其电性能，因为铜有良好的导电率。

本发明的具体工艺为：把粒度为1-10μm的钨粉混入成型剂，压制成型，在1000-1200℃氢气中预结，然后在1500℃-3000℃的垂熔炉或感应炉中烧结成含有连通孔的钨坯。再把铜置于钨坯上，加热至1100-1600℃，这时液态铜将在毛细管力的作用下遍布整个钨坯，铜的加入量控制在5-15％(wt)之间。实验证明渗铜的气氛很关键，因为若在真空氛围中，铜与钨的浸润性并不很好，浸润角较大，使铜与钨不能很好的复合在一起，有时甚至不能渗入钨坯。但在氢气、氮气或它们的混合气体中，铜与钨的浸润性非常好，所以滲铜需在氢气、氮气或它们的混合气体中进行。

本发明制造的电极材料，其强韧性得到很大的提高，在室温下的冲击实验证明这种材料能产生一定的塑性变形，在尖角处敲击时，能产生蘑菇状塑性变形，明显有别于纯钨材料在冲击时产生的脆性崩裂。

本发明制造的电极已在实际生产中得到了成功的应用。

另外钨与铜的焊接，也可利用上面提及的在一定气氛中铜与钨有很好的浸润性，经过1100-1600℃实现钨与铜的焊接。用这种焊接工艺得到的焊接件，铜与钨焊接强度很高，在破坏性试验中，断裂是在铜基体上，焊接面完好无损。钨与铜如果用电子束、离子束来焊接，成本会很高，工艺也复杂。利用这种工艺制造的钨与铜焊接电极也在实际生产中得到了成功的应用。

实施例：粒度为1-10μm的钨粉压制成型，预结后在2000℃的垂熔炉中烧结，然后在1300℃的氢气中渗入10％的铜，制得的电极材料，强韧性得到很大的提高，作冲击实验时，材料会产生一定的塑性变形。

Claims (4)

1.特种钨电极的制造方法，其特征在于：在1500-3000℃高温烧结后带有连通孔的钨坯中，渗入5-15％(wt)的铜，利用铜与钨有很好的浸润性，使它与能钨产生有效的复合效应，可极大提高电极的强韧性。

2.根据权力要求1，其特征在于：高温渗铜时，应在氢气、氮气或它们的混合气氛中进行。

3.根据权力要求1，其特征在于：有连通孔的钨坯在垂熔炉或感应炉于1500-3000℃高温中制得。

4.在氮气中，铜与钨在1100-1600℃高温下可很好地焊接在一起。