Вольфрамовая фольга ВД-50: вакуумно-деформированный металл для высокотемпературных узлов
Фольга вольфрамовая ВД-50 — тонколистовой прокат из вольфрама марки ВД-50, полученный методом вакуумно-дугового переплава и последующей термомеханической обработки. Марка ВД-50 относится к вакуумно-деформированному вольфраму с чистотой не менее 99,95 % по основному элементу. Такая степень очистки достигается за счёт вакуумной плавки, при которой удаляются легкоплавкие примеси, газы и неметаллические включения. Именно чистота определяет ключевое эксплуатационное свойство фольги — сохранение пластичности при высоких температурах и отсутствие хрупкого разрушения при термоциклировании.
Фольга ВД-50 выпускается толщиной от 0,02 до 0,5 мм при ширине до 300 мм. Плотность материала составляет 19,25–19,3 г/см, температура плавления — 3422 C, температура начала рекристаллизации — 1200–1400 C в зависимости от степени деформации. Предел прочности при растяжении в деформированном состоянии достигает 900–1400 МПа, относительное удлинение — 2–8 %. После отжига при 1400–1600 C прочность снижается до 500–700 МПа, а пластичность возрастает до 15–25 %, что важно для последующей штамповки и гибки.
Технические параметры фольги ВД-50
| Параметр | Значение | Условие измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,02–0,5 | по всей площади листа | мм | микрометрия |
| Плотность | 19,25–19,3 | 20 C | г/см | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 900–1400 | деформированное состояние | МПа | растяжение |
| Относительное удлинение | 2–8 | деформированное состояние | % | растяжение |
| Температура рекристаллизации | 1200–1400 | отжиг 1 ч | C | металлография |
| Содержание вольфрама | 99,95 | по массе | % | спектральный анализ |
Области применения
- Экраны и теплозащитные элементы вакуумных печей сопротивления с рабочими температурами до 2500 C.
- Катоды и подложки в установках магнетронного напыления для микроэлектроники.
- Эмиттеры и держатели в электронно-лучевых испарителях систем ионно-плазменного осаждения.
- Токоподводы и нагревательные элементы в высокотемпературных испытательных стендах авиационного двигателестроения.
- Рентгеновские мишени и коллиматоры в аналитическом оборудовании.
- Коммутационные вставки в вакуумных дугогасительных камерах высоковольтных выключателей.
Технологические особенности
Фольга ВД-50 поставляется в отожжённом или деформированном состоянии. Для операций гибки и штамповки рекомендуется отжиг при 1400–1500 C в вакууме не хуже 110 Па или в среде сухого водорода с точкой росы не выше –40 C. При резке лазером или электроэрозионной обработкой кромка сохраняет структуру без микротрещин благодаря мелкозернистой равноосной структуре, формируемой вакуумно-дуговым переплавом. Сварка возможна электронно-лучевым методом в вакууме; диффузионная сварка применяется для соединения с молибденом и танталом.
Хранение фольги осуществляется в герметичной таре с инертным газом или осушителем, поскольку вольфрам при комнатной температуре устойчив к окислению, но тонкие листы склонны к короблению при перепадах влажности. Транспортировка — в жёсткой упаковке между прокладками из полиэтилена или бумаги, не содержащей серы.
Вопросы и ответы
Чем марка ВД-50 отличается от вольфрама ВЧ?
ВД-50 получают вакуумно-дуговым переплавом, что обеспечивает более высокую чистоту и стабильную мелкозернистую структуру по сравнению с металлом, спечённым из порошка. Это даёт повышенную пластичность фольги при изгибе и термоциклировании.
При какой температуре фольга ВД-50 сохраняет прочность?
В деформированном состоянии фольга работоспособна до 1200–1400 C без интенсивной рекристаллизации. Выше этой температуры начинается рост зерна и снижение прочности, поэтому для длительной работы при 1600–2500 C применяют отожжённое состояние с учётом снижения механических характеристик.
Возможна ли гибка фольги ВД-50 без нагрева?
Холодная гибка возможна для толщин до 0,05 мм при минимальном радиусе, равном 3–5 толщинам листа. Для более толстой фольги требуется подогрев до 400–600 C или предварительный отжиг, иначе возникает риск хрупкого разрушения по кромке.
Как контролируется качество фольги ВД-50?
Проводят ультразвуковой контроль на расслоения, измерение толщины по сетке точек, спектральный анализ на содержание примесей и испытания на растяжение. Дополнительно оценивают шероховатость поверхности и отсутствие волнистости.
