[发明专利]一种台阶电极棒的制备方法

权利要求书

1.一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预处理；

S1-1、按重量百分比称取原料：铜粉50％～75％，余量为铬粉；其中，所述铜粉的粒径为150～300目，铬粉的粒径为220～450目；然后将铜粉和铬粉置入转速为20～80r/min的双棍螺旋混料机中混合3～9h，得到混合料；

S1-2、将步骤S1-1所得混合料进行真空烘干处理，控制烘干温度为100～200℃，保温时间50～90min，真空度为8～10Pa，得到烘干料；

S2、二次处理；

S2-1、将步骤S1-2所得烘干料置入冷等静压设备中进行预压处理，控制冷等静压设备的压力120～180MPa，保压时间5～8min；得到压制生坯；

S2-2、首先将步骤S2-1所得压制生坯切割成长度为3～5cm的生坯段，然后将所述生坯段置入立式流化床粉碎设备中，控制所述立式流化床粉碎设备压力为0.1～0.3MPa，送风量为0.5～0.9m³/min，送料速率为0.4～0.6g/min；得到粒径为400～750目的二次处理料；

S3、压制；

S3-1、将步骤S2-2所得二次处理料装入台阶状胶套内墩粉，然后将墩好粉的台阶状胶套放入冷等静压机进行压制，控制冷等静压机压力为150～300MPa，保压时间为7～10min；得到压制坯料；

S3-2、将步骤S3-1所得压制坯料进行车外圆处理，控制车削余量为1.3～1.6mm，得到修整坯料；

S4、烧结、熔炼；

将步骤S3-2所得修整坯料装入真空烧结炉进行烧结，控制烧结温度为700～1050℃，保温时间为2～3h，真空度1～3×10^-1Pa；然后将烧结后的修整坯料作为自耗电极装入真空自耗电弧熔炼炉内进行熔炼，控制熔炼电流2000～3000A，熔炼电压10～40V，熔炼完成后随炉冷却至室温，得到台阶电极棒。

2.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S3-1中，所述台阶状胶套由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶90～95份，聚氨酯5～10份，炭黑份50～80份，硅粉30～50份，酚醛树脂5～10份，硫磺0.1～0.5份，防老剂0.1～5份，促进剂0.1～5份；其中，所述防老剂为对苯二胺，所述促进剂为CBS。

3.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S4中，修整坯料烧结处理时，首先将烧结炉以15～30℃的升温速率加热至700～950℃，保温0.5～1h；然后以10～20℃的升温速率加热至950～1050℃，保温1.5～2h。

4.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S4完成后，利用熔射技术向台阶电极棒表面喷涂绝缘涂层，所述绝缘涂层的厚度为150～300um，绝缘涂层由粒径为10～55um的YAG粉末制成。

5.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述修整坯料熔炼过程中，向真空自耗电弧熔炼炉内加入CaF₂，并进行电磁搅拌20～50min，所述CaF₂的加入量为修整坯料总质量的2～5％。

6.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S2-2完成后，将所述二次处理料加热至500～800℃，然后在He气氛下保温处理3～6h。

7.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S3-1中，台阶状胶套冷等静压完成后，首先将冷等静压机泄压至120～150MPa，保压40～70s；然后泄压至90～120MPa，保压30～50s；最后泄压至常压。

8.根据权利要求1所述的一种台阶电极棒的制备方法，其特征在于，步骤S3-1中，所述台阶状胶套包括竖直固定连接的第一胶套(1)和第二胶套(2)，所述第一胶套(1)的直径为90～150mm、高度为1100～1200mm；所述第二胶套(2)的直径为70～140mm，高度为40～90mm。