Катод для электродуговых процессов в активных средах
Патент 353495
Авторы
Катод для электродуговых процессов в активных средах
Иллюстрации
Реферат
нл
О П И-1=- -А — И- Й- Е
Союз Советскик
Социалистических
Республик (!!)353495
l
Р (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 08,01.69 (2i ) 1297701/25-27 с присоединением заявки №
Б 23 К 9/16
С 22 С 31/ОО В 23 К 35/22
Гаоудерстеонный коинтет (23) Приоритет— йо делен изобретений н открытий
Опубликовано 05.05.80. Бюллетень % 17
Дата опубликования описания 12.05.80 (5Ç) УДК621. . 79 1,94 7,55. . 037(088.8) (72) Авторы изобретения
Д. Г. Быховский и А. Я. Медведев (71) Заявитель (54) КАТОД апЯ ЭЛЕКТРОДЛОВЫХ HPQUECCOB
В АКгИВНь|Х СРЕЙАХ
О, 1-3
1-10
1-3
О, 3-2„5
0,5-15
0,5-20
Остальное
Торй
Ниобий
Тантал
Молибден
Вольфрам
Рений
Гафний
Изобретение относится к области изготовления неразрушающихся катодов, предназначенных для электродуговых пропессов в активных средах. Активными являются газообразные среды, компоненты которых могут вступать в химическое
5 взаимодействие с материалами катода, Изобретение может быть применено
mm плазменной обработки электропроводных материалов, преимущественно в проtQ пессах с повторно-кратковременным режимом работы, а также в устройствах для нагрева газа и источниках света.
Известен катод из гафния, имеющий относительно высокие рабочие характеристики, т, е. большой срок службы, высокое значение допустимых токов и повыщенную стойкость к тепловому удару .
Однако преимущества гафниевого катода можно использовать при токе дуги не более 400 А, особенно при повторнократковременном режиме работы. При токах же свыше 400 А и повторна-кратковременном режиме работы износ гафниевого катода становится недопустимым.
Цель изобретения — создать катод для электродуговых пропессов в активных газах, состоящий из сплава или смеси на основе гафния с легирующими добавками, который обладал бы меньшим износом по сравнению с известными катодами при токах свьппе 400 А, преимущественно в повторно-кратковременном режиме.
Предлагается в состав катода вводить компоненты, содержащие в качестве легирующих добавок переходные металлы
)Ч А, М А, Vl А или ЧП А группы таблипы Менделеева в следующих весовых соотношениях, %".
Использование гафния в качестве основы связано с тем, что он обладает высокой температурой плавления, низкой работой выхода термоепектронной эмиссии и способность о при работе в качестве катода в активной атмосфере образовывать на рабо.ей поверхности пленку, ИМеющую значительно более низкую про-* нииаемость для активных компонентов атмосферы. При использовании кислород- 10 содержащих, азотсодержащи;. смесеч или воздуха иа рабочей поверхнс-. ти катода
Образуется плотная пленка, состоящая из окислов и нитридов гафния.
Согласно изобретению, катод изготовляется из "ïëàâà на основе гафния с добавками тория, ниобия, та.:- .тала, молибде-на, вольфрама, рения.
Указанные легирующие добавки уменьшают скорость диффузии металла основы 20 через пленку, а также механические нап.— ряжения на поверхности раздела ссновы и пленки, способствуя большему сцеплению между ними.
Побавки могут вводиться как по отдельности, так и в сочетании. Вводить добавки можно путем получения ограниченных твердых растворов,. что относится к торию, молибдену, вольфраму, рению, или до получения заданьых свойств при метал- М лах, образующих с гафнием непрерывные твердые растворы, что относится к нио=бию и танталу. и добавки в сплавах на основе гаф= ния берут в количествах, обеспечиваю--- 35 щих образование на рабочей поверхности катода пленки, содержащей, по крайней мере, один из компонентов сплава. Кроме того, пленка должна содержать хотя бы один из компонентов и. азмообразую= щей среды.
Помимо данных легирующих добавок в состав сплава, с целью его стабилизапии„могут вводиться незначительные количества лантана, лантанидов, иттрия BGB ИХ ОКИСЛОВа, 4
Испытания катодов, изготовленных из сплавов на основе иодидного гафния марки ГФИ=1 с добавками тантала, молибдена, рения показали, что время функционирования катода в повторно-кратковременном режиме работ увеличилось по сравнению с катодами из циркония с добавками в 8-10 раз, а по сравнению с катодами из чистого иодидного ГФИ-1 — на
5 0- 70%.
Формула изобретения
1. Катод для электродуговых процеслов в активных средах, выполненный из гафния, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости катода при работе и повторно-кратковременных режимах, в его состав введены компоненты, содержащие переходные металлы 1М А, М А, "4) А или МИА группы таблицы О И. Менделеева.
2. Катод по п. 1, О т л и ч а ю— шийся тем, что в его состав введен торий в количестве О, 1-3%, гафний—
Остальное.—
3. Катод ПО п. 1, О т л и ч а То шийся тем, что в его состав введен ниобий в количестве 1-10%, гафний—
Ос т ал ь н О B o
4. Катод по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в его состав введен тантал в количестве 1-3%, гафний— остальное:
5. Катод по и. 1, о т л и ч а ю—
m и и с я тем, что в его состав введен молибден в количестве 0,3-2,5%, гафНИИ ОСталЬНОЕа
8а Катод по по 1 О T л и ч B ю
m и и с я тем, что в его состав введен вольфрам в количестве 0,5-15%, гафний — остал ьн ое.
7. Катод по и. 1, Отличаюшийся тем, что в его состав введен рений в количестве 0,5-20%, гафний — остальное.
Редактор E. Месропова Техред О.Андрейко Корректор B. Бутят а
Заказ 1803/59 Тираж 1180 Подписное
ИИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4