[发明专利]一种稀土钨合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种稀土钨合金及其制备方法。本发明将稀土氧化物原料分散于乙醇中，与粒度为4～6μm的钨粉和粒度为1～3μm的钨粉混合，经压制和烧结后得到稀土钨合金；得到的稀土钨合金包括质量含量为1.5～3％的稀土氧化物和余量的钨；所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇；所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3～1.5％。实验结果表明，本发明提供的稀土钨合金的制备方法简单，制备得到的稀土钨合金组织致密，起弧性能和稳定性好，使用寿命长，烧损率可低至16mg/h。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种稀土钨合金及其制备方法。

背景技术

钨极氩弧焊几乎适合于所有金属材料的焊接，特别是有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属等，由于钨电极材料具有较好的高温强度，在焊接电弧燃烧过程中，作为电极的钨棒或钨合金棒基本上不产生熔化和变形。在惰性气体的保护下，电弧区的热扩散也较小，能维持较为稳定的电弧形状和电弧长度，焊接过程十分稳定；同时焊接区的金属基本与空气隔离，从而可以保证高质量的焊缝。

钍钨电极具有起弧容易、耐用电流大、使用寿命长等优点，是当前钨极惰性气体保护焊中的主要电极材料。但钍钨电极中的钍是一种天然放射性元素，其α射线的半衰期极长，因此，钍钨电极材料在长期生产和使用过程中给人体和环境造成累积性的放射性危害。尽管钍具有累积性的放射性危害，但由于至今没有综合性能更优异的工业电极产品可完全取代钍钨电极，目前，国内钨钍电极的市场份额仍占70％以上，其余份额主要是铈钨电极等单元稀土钨电极。

单元稀土钨电极在不同方面体现出各自的特长，如镧钨电极具有优良的起弧性能，钇钨电极在大功率使用条件下稳定性好，铈钨电极的加工性能好，成本低，但是这些单元稀土钨电极的其他使用性能完全不能跟钨钍电极相媲美。

目前，越来越多的学者开始将研究重点转向多元复合稀土钨电极材料，并研究了多种不同配比的复合稀土钨电极的使用性能。但是现有技术中的多元复合稀土钨电极材料都是以稀土的硝酸盐溶液与蓝色氧化钨为原料，经还原、压制和多次烧结后制备，制备工艺复杂，且致密度低，不能充分发挥稀土元素的作用，得到焊接性能优异的稀土钨电极。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土钨合金的制备方法。本发明提供的制备方法简单，制备得到的稀土钨合金组织致密，焊接性能优异。

本发明提供了一种稀土钨合金的制备方法，所述稀土钨合金包括质量含量为1.5～3％的稀土氧化物和余量的钨；所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈和氧化钇；所述氧化镧、氧化铈和氧化钇的质量含量独立地为0.3～1.5％；

所述稀土钨合金的制备包括以下步骤：

(1)将稀土氧化物原料分散于乙醇中，得到稀土氧化物分散液；

(2)将所述步骤(1)得到的稀土氧化物分散液与粒度为4～6μm的钨粉和粒度为1～3μm的钨粉混合，得到混合物料；

(3)将所述步骤(2)得到的混合物料进行压制，得到坯料；

(4)将所述步骤(3)得到的坯料烧结，得到稀土钨合金。

优选的，所述步骤(1)中稀土氧化物原料的粒径为0.5～1μm。

优选的，所述步骤(1)的分散液中稀土氧化物与乙醇的质量比为1:3～8。

优选的，所述步骤(1)中的分散为超声分散。

优选的，所述步骤(2)中粒度为4～6μm的钨粉和粒度为1～3μm的钨粉的质量比为15～20:1。

优选的，所述步骤(3)中的压制为冷等静压。

优选的，所述步骤(4)中烧结的温度为1800～2100℃，烧结的时间为4～10h。