钼电极特性提高方法

钼电极钼由于具有熔点高(2 630℃)、导电导热性好、膨胀系数小、高温强度高及抗玻璃腐蚀性好等优点,多年来广泛用做熔融高档光学玻璃、玻璃纤维、耐火岩棉等的电极材料。但钼在高温下的氧化性气氛中易被氧化,也会由于玻璃液对钼电极的晶间腐蚀造成钼电极表层晶粒剥落而损耗。因此,提高钼电极的产品质量和使用性能成为各生产厂家和使用厂家共同关心的问题。钼电极的杂质含量、晶粒度直接影响到电极的使用性能。添加微量稀土合金元素可以改善钼电极的晶粒度和使用性能。

钼电极特性提高方法- 钼电极生产工艺控制
钼酸铵经加热焙烧成为三氧化钼,三氧化钼经通氢、加热还原成钼粉,钼粉装入耐油橡胶膜具中密封后在Ф820 mm×1 600 mm等静压设备中于200~300MPa压力下成型为具有一定密度和强度的钼粉坯,钼粉坯在有氢气保护的中频感应电炉中高温烧结为接近致密的钼烧结坯,钼烧结坯在氢气保护下热锻、温锻为钼电极坯,然后经机械加工为成品钼电极。

钼电极特性的提高 - 钼电极的原材料

杂质含量的控制钼电极 生产高质量的钼电极需要有高质量的钼粉。钼粉中的杂质直接影响到钼电会造成裂纹或隐裂纹;同时C、N等还会造成玻璃液产生气泡,影响玻璃的质量;Ti、Ni、Cu、Cd等金属元素会使玻璃着色。为获得高纯度的钼粉,采用以下控制措施:

选用高纯度钼酸铵原材料。
钼酸铵的杂质含量见表1。
表1 钼酸铵杂质含量(×10-6)(以MoO3为基)

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

合适的制粉工艺
通过选用合适的钼粉生产工艺,可以排除材料中的低熔点杂质,显著地降低氧含量。钼粉的化学成分见表2。
表2 钼粉杂质含量(×10-6)(以Mo为基)

元素 Al Bi Ca Co Cr Cu Fe K Mg Mn
杂质含量 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
杂质含量 2 3. 2 3 2 3.5 1 20 30 30

钼粉粒度和粒度组成的控制
通过控制钼粉的生产工艺,达到控制钼粉粒度和粒度分布的目的。多年生产实践经验和数据分析得知,中颗粒和接近正态分布的钼粉适合于用做生产高质量的钼电极产品。

钼电极钼电极特性提高方法 - 钼电极的烧结

采用缓慢平滑升温、阶段保温制度以尽量减小钼电极坯内外温差,防止热应力过大造成内部隐裂纹等缺陷。合适的保温温度和保温时间以保证获得细小而均匀的晶粒组织结构。

钼电极特性的提高 - 钼电极的锻造

钼电极的锻造加热采用通氢钼丝马弗炉,可精确控制加热温度和加热时间;且由于有氢气的保护,钼电极坯不会氧化,可避免由于氧的侵入造成钼电极含氧量增加和锻造损耗。研究了钼电极的锻造工艺(如锻造温度和变形量)对产品质量的影响。控制锻造温度和终锻温度可以获得细小而均匀的晶粒,但终锻温度过低会使钼电极内部产生微裂纹。表3中试样3所用工艺是较为合适的锻造加工工艺。
表3 不同锻造工艺的试样性能

  开坯温度/℃ 锻造温度/℃ 终锻温度/℃ 变形量(≥)/% 密度(>)/(g/cm3) 晶粒数/(个/mm2) 无损探伤
试样1 1320 1300 1100 70 10.18 500 无缺陷
试样2 1320 1250 1050 70 10.18 1500 无缺陷
试样3 1320 1200 1000 70 10.18 2500 无缺陷
试样4 1320 1150 950 70 10.15 2500 有微裂纹

钼电特性提高方法(总结):

生产高质量的钼电极必须有优质的原材料钼粉,选用优质的钼酸铵原材料配以合适的钼粉生产工艺,可获得极低杂质含量、粒度和粒度组成均较为合适的优质钼粉;

采用合适的锻造工艺,尤其是合适的锻造温度、终锻温度、变形量和道次变形量是生产高质量钼电极的关键;

完善而有效的质量保证体系是稳定生产优质产品的基础。

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