[发明专利]一种镧钼阴极丝材料

说明书

技术领域

本发明属于难熔金属材料领域，具体涉及一种长寿命镧钼阴极材料,可以通过改善阴极功能特性,提高其使用寿命,从而节约资源,减轻环境负荷。

背景技术

在现代加工技术中,电火花切割技术因其良好的加工精度而倍受关注,其应用领域不断扩大,特别对于难加工材料如钨钼等金属的加工而言,电火花切割技术较传统的切削加工更具有优势,阴极丝作为电火花切割机的关键器件，其性能的好坏直接影响了电火花切割技术的应用，阴极丝直径的均匀程度决定了电火花加工的质量精度，阴极丝的寿命决定了电火花加工技术的工作效率。因此进一步提升阴极丝的性能和使用寿命是电火花切割技术发展的关键。

电火花切割技术要求所使用的阴极丝材料应该具有良好的导电性，电子逸出功低，较高的抗拉强度和良好的耐电腐蚀性能。目前市场上此类材料主要有：钼丝、钨丝、钨钼丝、黄铜丝、铜钨丝等，铜丝耐磨性差，抗拉强度低，一般只应用于低速走丝的工况中，钨丝和钨钼丝的抗拉强度都较大，但制作成本较昂贵，而且在频繁急冷急热的工作环境中，易发生脆化而断丝，使用寿命较短，而钼阴极丝具有优良的导电性能，熔点高，相对容易加工成型，而且抗拉强度大，耐电腐蚀性能好，成为目前应用最为广泛的电火花线切割用阴极丝材料。镧钼阴极丝是通过在钼丝中掺杂氧化镧而发展起来的一种长寿命的阴极丝，氧化镧的掺杂不仅降低了材料的电子逸出功而且提升了材料的抗拉强度，使其使用寿命较传统钼丝有了较大提高。

现代加工技术的发展，使得新型的电火花切割机的绕丝更加复杂，自动化程度更高，对于阴极丝的抗拉强度和使用寿命提出了更为苛刻的要求，为此本发明基于镧钼阴极丝的基础上，对其进行成分优化，以提升其使用寿命。

发明内容

本发明主要提出了一种长寿命的阴极丝材料体系，其特征如下：

1阴极丝材料中含有质量分数为0.02％-0.3％的ZrO₂，0.3-3％的氧化镧，其余为金属钼。

2氧化锆可以直接与镧钼混合粉末掺杂，也可以采用金属盐类如硝酸锆，乙酸锆等与镧钼粉末掺杂。

3掺杂均匀的粉末经过常规的镧钼丝材制备工艺加工制备成电火花切割用阴极丝。

本发明的特点：

本发明通过添加氧化锆这种高温稳定相，可以使镧钼阴极丝在高温工作环境中，具有较好的力学性能，同时使阴极丝的使用寿命提高20％-60％,而且此种长寿命的镧钼阴极丝材的制备工艺与常规的镧钼阴极丝制备工艺相同，勿须对制备工艺进行较大的修改或调整，利于推行，应用前景广阔。

具体实施方式

实施例1：

配置氧化锆的质量分数为0.02％的混合粉末，即取2000目的氧化锆粉末2克与平均尺寸2微米的9.998千克镧钼粉末(氧化镧质量占全部粉末混合后总质量的0.3％)混合，混料采用V型混料机，混料时间20小时，混料时转筒速度40转/分钟，并且每间隔3小时，停0.5小时。

将混料均匀的镧钼锆粉末，在190MPa的压力下进行冷等静压压制成直径17毫米的棒坯，将棒抷在中频感应烧结炉内，烧结至2000℃，保温12小时，后经过开坯、203旋锻、202旋锻、201旋锻后，在经过多道次拉拔，加工到Φ0.3mm，然后经室温冷拉至Φ0.18mm，将此Φ0.18mm镧钼合金丝材用于切割纯钼制品，工作电流为1A，工作电压为75伏，使用寿命达到90小时以上。而同样条件下，市场购置的镧钼丝的使用寿命仅为75小时。

实施2：

配置氧化锆质量分数为0.1％的混和粉末，即取2000目的氧化锆粉末10克与平均尺寸5微米的9.99千克镧钼粉末(氧化镧质量占全部粉末混合后总质量的0.3％)混合，混料采用V型混料机，混料时间20小时，混料时转筒速度40转/分钟，并且每间隔3小时，停0.5小时。

将混料均匀的镧钼锆粉末，在190MPa的压力下进行冷等静压压制成直径17毫米的棒坯，将棒抷在中频感应烧结炉内，烧结至2000℃，保温12小时，后经过开坯、203旋锻、202旋锻、201旋锻后，在经过多道次拉拔，加工到Φ0.3mm，然后经室温冷拉至Φ0.18mm，将此Φ0.18mm镧钼合金丝材用于切割纯钼制品，工作电流为1A，工作电压为75伏，使用寿命达到100小时以上。而同样条件下，市场购置的镧钼丝的使用寿命仅为75小时。

实施例3