中钨智造的钼电极的制造工艺是怎样的?

中钨智造的钼电极的制造工艺是怎样的?

钼电极通常采用**粉末冶金工艺(Powder Metallurgy Process)**制备,这是制备高熔点金属制品最成熟、最有效的方法之一。其核心原理是:将高纯钼粉在高温高压环境下烧结致密化,再经塑性变形与精加工,获得具有高密度、高强度和良好导电性的钼电极成品。整个工艺过程主要包括以下几个阶段:

钼电极的原料制备(Molybdenum Powder Preparation

 

原料选择
原料一般为高纯度三氧化钼(MoO₃),纯度要求通常≥99.95%,杂质元素(Fe、Ni、Al、C、O、Si等)严格控制在百万分之几(ppm)级,以保证后续产品的高导电性与耐腐蚀性。

氢气还原
三氧化钼在还原炉中经氢气还原,反应如下:
MoO₃ + 3H₂ → Mo + 3H₂O
还原温度一般为700–1000℃,分两步进行(预还原与深还原),以获得粒度均匀、活性高的钼粉。

钼粉的性能控制

粒径分布:通常在2–10 μm之间,根据产品需求可调。

比表面积:影响压制密度与烧结致密性。

氧含量:控制在0.01%以下,以防烧结过程中形成氧化物夹杂。

钼粉的质量直接决定电极的结构致密度与导电性能,是整个工艺的关键环节。

钼电极的成形压制(Compaction and Shaping

 

冷等静压(CIP)或模具压制
将钼粉装入橡胶模具或刚性模具中,在150–300 MPa的压力下压制成坯料。

对棒状电极采用模具压制。

对大型电极板或异形件则多采用等静压方式,确保密度均匀。

压坯处理
压制后的钼坯应具有足够的强度以便搬运,但仍保持一定孔隙度,以利于后续烧结时颗粒间的扩散结合。

钼电极的高温烧结(High-Temperature Sintering

 

钼电极的烧结环境
通常在真空炉(10⁻⁴–10⁻⁵ Pa)或高纯氢气气氛中进行,以防止氧化。

钼电极的烧结温度与时间
一般控制在**1800–2100℃**之间,保温数小时(3–8小时不等)。
烧结过程中的扩散、再结晶与孔隙闭合使钼粉颗粒结合为致密体。

钼电极的烧结目的

提高组织致密度(可达99%以上理论密度);

降低氧、碳、氮等杂质;

形成连续金属晶粒结构,为后续加工提供良好塑性基础。

烧结后的钼电极毛坯具有较高的机械强度,但仍需进一步塑性变形加工以改善组织。

钼电极的锻造与机械加工(Forging and Machining

 

钼电极的高温锻造(Hot Forging
烧结坯料在**1200–1500℃**下进行热锻,目的是:

消除内部孔隙与微裂纹;

优化晶粒取向,细化组织;

提高机械性能与抗蠕变性。
一般使用电阻炉或感应炉加热,需在氢气保护或惰性气氛下进行。

钼电极的轧制或挤压
对于板状或棒状钼电极,可进一步进行热轧、冷轧或挤压加工,以获得精确的尺寸和优良的表面质量。

钼电极的车削、铣削、钻孔等机械加工
根据设计图纸进行精密机加工。钼材料硬度高、脆性大,加工时需采用低速、高刚性的切削工具,并注意冷却与润滑。

钼电极的精加工与检验(Finishing and Inspection

 

钼电极的表面处理

抛光或磨削,去除氧化层与加工痕迹;

对需要高洁净度的电极,可进行化学清洗或真空退火处理。

钼电极的尺寸与外观检测

尺寸公差:±0.05 mm以内;

表面粗糙度:Ra ≤ 0.8 μm;

不允许有裂纹、气孔、夹杂等缺陷。

钼电极的性能检测

密度测试(应达到≥10.1 g/cm³);

电阻率测试;

机械性能测试(抗拉强度、延伸率、硬度等);

显微组织分析,确保晶粒均匀、无夹杂。

钼电极的合金化与改性(Alloying and Property Enhancement

 

为提升钼电极在高温环境下的使用寿命和抗腐蚀性能,常在钼中加入少量合金元素:

钼锆合金(Mo-Zr):加入0.3–0.8%的Zr,提高再结晶温度与抗蠕变性能;

钼钨合金(Mo-W):提高高温强度与抗氧化性;

钼镧合金(Mo-La):添加La₂O₃,改善塑性和加工性能。

这些合金化处理能使电极在玻璃熔炉等极端环境中长期保持结构稳定、性能不衰。

钼电极的包装与储存

 

成品钼电极加工完成后,需经真空或惰性气体包装,防止氧化与潮解。
储存环境应干燥、无腐蚀性气体,并远离酸碱化学品。

钼电极的质量控制与工艺特点总结

钼电极制造的关键控制点包括:

钼粉纯度与粒度控制;

烧结气氛与温度精确调节;

锻造比与变形温度的合理选择;

表面缺陷与微观组织检测。

整个生产流程的特点是:

高温环境、高纯要求、高精度控制;

多环节质量追踪与无损检测;

材料利用率高,性能一致性强。

通过严格的工艺控制,可制得具有高密度、高导电性、高耐腐蚀性的优质钼电极,满足玻璃、电真空、冶金等多种工业应用的要求。

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