[发明专利]一种低成本钨电极的制备方法

权利要求书

1.一种低成本钨电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）制备长度为现有各钨电极标准长度3/4～4/5的钨电极杆；

2）取直径与钨电极杆相同的Cr-W-Mo-V合金钢杆；

3）将钨电极和合金钢用水基清洗剂进行超声波清洗； 

4）将上述清洗后的钨电极和合金钢杆用去离子水进行超声波清洗，除去残留的水基清洗剂；

5）将4）中清洗后的钨电极和合金钢杆用乙醇进行超声波清洗1～2次，晾干；

6）将晾干后的钨电极杆和合金钢杆进行等离子清洗；

7）焊接材料的制备：焊接材料为以下质量份数原料组成的焊片：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种，焊片的直径与乌电极杆的直径一致；或者为以下质量份数原料组成的焊剂：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种，1.25~12.5份聚乙二醇PEG400，12~96份乙醇，1~10份消泡剂；

8）焊接：将6）所得的钨电极杆竖直固定在焊接机的工作台上，受等离子清洗的一面朝上，将焊片或焊剂置于其上，再将6）所得的合金钢杆受等离子清洗的一面朝下，与焊片或焊剂相接，使钨电极杆、焊片或焊剂、合金钢杆同轴竖立，然后利用焊接机进行焊接；

9）将焊接后的钨电极杆-焊接材料-合金钢杆室温放置4~12h之后，进行杆件圆柱表面抛光或者磨光处理，即得低成本钨电极；该低成本钨电极长度与现行各钨电极的标准长度一致。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中超声波清洗的频率为60~130kHz，温度为25~100℃，超声功率为300~1000W，清洗时间为10~60min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4）中超声波清洗的频率为60~130kHz，温度为20~50℃，超声功率为300~600W，清洗时间为5~10min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤5）中超声波清洗的频率为60~130kHz，温度为20~30℃，超声功率为300~400W，清洗时间为1~2min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤6）中等离子清洗的具体过程为：将钨电极杆和合金钢杆竖立地放入聚四氟乙烯工装中，再将工装置于等离子清洗设备真空室中，钨电极和合金钢杆上表面与等离子装置电极板的距离为10~30cm，先开启真空泵抽真空1~2min，使得真空度达10^-1~10^-3Pa，然后关闭真空泵，打开氩气进气阀，当真空室压力达到100~1000Pa时，开启等离子发射装置电源，保证电源功率200~800W，真空室内温度为20~100℃，持续时间为5~10min，之后关闭等离子发射电源，继续通入氮气，使得真空室内气压达到1.0×10⁵Pa~1.4×10⁵Pa，待真空室内温度降至20~50℃时，取出工装、钨电极和合金钢杆。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤7）中焊片的具体制备过程为：按配比称取各原料粉末，混匀，置于球磨罐中，再加入乙醇和硬质合金球；往球磨罐中通入氩气，球磨机转速为100~300r/min，研磨时间为30~50h；所得复合粉末在红外灯照射下干燥；将复合粉末中加入润滑剂，混合30~180min，取混合物进行温压成型制得所需规格的圆片状合金坯，其直径与钨电极杆的直径一致，厚0.5~0.8mm；所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率2~5m/s，冲击锤质量100kg，温度为20~28 ℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为80~180 ℃；将所得圆片合金坯在400 ~900℃条件下经氢气氛预烧5~20min，除去压坯中的润滑剂，即得焊片；

其中，乙醇体积与原料粉末重量和的比为（0.4～1.2）mL：1g；

润滑剂的质量为原料粉末重量和的2%～20%；

润滑剂选自二甲基硅油、硬脂酸正丁酯、石蜡、甘油中至少一种。