Катод для электродуговых процессов в активных средах

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпии ОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ и 353494(23) Приоритетйо делан нзвбретеннй и откритнй Опубликовано 05,05.80, Бюллетень 17Дата опубликования описания 1 2,05,80(54) КАТОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АКТИВНЫХ СРЕДАХИзобретение относится к области ттэготовления неплавящихся катодов дляэлектродуговых процессов. в активных средах (активными являются газообразные среды, компоненты которых могут вступать в химическое взаимодействие с материалами катода) и может быть применено для плазменной обработки материалов,в частности, для резки металлов и неметаллов, сварки, плавки и поверхностногото оплавления.Применение изобретения возможно для нагрева активных к обрабатываемымизделиям газов и их смесей, а также для поверхностной химико-термической5 обработки материала, например азотирова ния, цементации и подобных процессов.Кроме того, изобретение может быть использовано в электродуговых источникахсвета.20Известно устройство для плазменнойобработки в активных газах, преимуще:т венно для плазменн 7 й резки металлов, в котором катод выполнен из гафния. Это 2позволило, увеличить срок службы катода в подобных устройствах до 10 ч и выше. Но при увеличении плотности тола, например при увеличении диаметрастабилизирующего сопла или при значительном уменьшении расхода плаэмообраэующего газа, скорость сгорания катода нелинейно увеличивается и становится недопустимо большой.С целью создания катода для электро- дуговых процессов в активных средах, который обладал бы меньшим износом по сравнению с известными катодами при увеличении плотности тока или расхода плаэмообразующего газа предлагается добавлять в состав катода компоненты, содержащие лантан или редкоземельные металлы. При этом компоненты берут.в следующих весовых соотношениях, %:Лантан О, 2-3, Ос 1 альное гафний Редкоземельные металлы 0,5-.10, Остальное гафнийОисьлантана Окиспыредкоземе,пьО, 1-3 Остальное гафний ных металлов О, 1-3, Остальное гвфнийИспользование гафния в качестве основы связано с тем, что данный металл обладает высокой температурой плавления,. малой работой выхода термоэлектронной эмиссии и способностью приработе в акиной атмосфере обрзоыь на ра. - бочей поверхности катода пленку, обладающую значительно более низкой проницаемостью для активных компонентов атмосферы. При испОльзовании кислорОдсодержаших, азотсодержаших смесей ипи воздуха на рабочей поверхности катода Образуется плотная пленка, состоящая из ОкиспОВ и нитридОВ гафния катодные свойства которых превышают свойства соединений циркония.Панные легирующие добавки повышакл плотность тока термоэлектронной эмчссии сплава или смеси и способствуют рафинироВанию сплава, т, е. очищают От Вредных примесей границу зерен, что задерживает граничную диффузию компонентов среды. Благодаря высокой химической активности продукты взаимодействия добавок с активными компонентами среды Входят В состаВ пленки увеличивая в ней силы межатомных связей (ее хи, мическую и механическую прочность),Указанные добавки Можно Вводить как по Отдельности так и В разпичных сочетаниях. Введение их производится путем получения ограниченных твердых растворов ипи химических соединений, а также механических смесей ипи иных композиций методами порошковой метапля)гииЭти добаВки В сплаВах ипи смесях иа основе гафния берутсч В количествах,34944обеспечивающих Образование на рабочей поверхности катода пленки, содержапей, по крайней мере, один из компонентов сплава ипи смеси. Кроме того, пленка должна содержать хотя бы один из компонентов плазмообразующей среды,Испытания катодов, изготовленныхиз сплавов на Основе иодидного гафния марки ГФИс лантаном, а также гафния марки ГФИс РЗМ, где РЗМ состоит из 60% церия, 38% лантана, 2% остальных, от празеодима до лютеция, показали, что время работы нового като да возросло по сравненио со временем работы известных в несколько раз при одновременном увеличении рабочих токов.Формул а и з с б р е т е н и я1. Катод для эпектродуговых процессов в активных средах, выполненный изгафния, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения срока службыкатода, в его состав введены компоненты,содержащие пантан или редкоземельныеметаллы.2,Катодпоп. 1, отличаю -зо щ и й с я тем, что в его состав введенлантан в количестве 0,2-3%, гафний -остальное.3. Катод по п, 1, о т и и ч а ю -щ и й с я тем, что в его состав введены редкоземельные металлы в количествеО,. 5-10%, гафний - остальное.4. Катодпоп. 1, отпичаю -щ и й с я тем, что в его состав введена окись лвнтана в количестве 0,1-3%,40 гафний - остальное,5, Катод по и. 1, о т и и ч а ю -ш и й с я тем, что в его состав введены окислы одного из редкоземельных металлов в количестве О, 1-3%, гафний -ОстальнОе.Редактор Р, Месропова Техред Э Чужик Корректор В СиницкаяЗакай 1803/50 Тираж 1160 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб,д. 4/5 Филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4