Фольга вольфрамовая ВН — технические характеристики и применение
Фольга вольфрамовая ВН — холоднокатаный листовой полуфабрикат из технически чистого вольфрама, получаемый методом вакуумной плавки с последующей деформацией. Материал соответствует требованиям ТУ 48-19-246-84 и поставляется в рулонах или листах толщиной от 0,05 до 1,0 мм. Маркировка ВН указывает на вольфрам низколегированный без специальных присадок, что обеспечивает стабильность свойств при высокотемпературной эксплуатации.
Физико-механические параметры
Вольфрамовая фольга ВН характеризуется высокой плотностью — 19,3 г/см, что определяет её применение в узлах, требующих максимальной массы при минимальном объёме. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии составляет 400–600 МПа, твёрдость по Виккерсу — 350–400 HV. Материал сохраняет механическую целостность при температурах до 2000 C в инертной среде или вакууме, однако при нагреве свыше 400 C на воздухе начинает активно окисляться с образованием летучего WO.
Температура плавления вольфрама ВН — 3420 C, что делает фольгу незаменимой в высокотемпературных зонах, где тугоплавкие стали и молибденовые сплавы теряют несущую способность. Коэффициент линейного расширения составляет 4,5 10 К, что требует учёта при конструировании спаев с керамикой и кварцем.
Технологические особенности обработки
Фольга ВН поставляется в двух состояниях: нагартованном (холоднокатаном) и рекристаллизованном. Нагартованный материал имеет повышенную твёрдость и пружинящие свойства, что затрудняет формовку. Рекристаллизованная фольга более пластична, но при нагреве свыше 1200 C склонна к росту зерна и охрупчиванию. Резка выполняется механически (ножницы, вырубные штампы) либо электроэрозионным методом; лазерная резка требует защиты от окисления потоком аргона.
Сварка вольфрамовой фольги ВН производится аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом или электронно-лучевой сваркой в вакууме. Соединения с молибденом, танталом и ниобием выполняются через промежуточные прослойки для компенсации термических напряжений.
Применение в промышленности
Фольга вольфрамовая ВН востребована в отраслях, где требуется сочетание жаропрочности, электропроводности и радиационной стойкости:
- вакуумная металлургия — экраны тепловой защиты, нагреватели и отражатели в печах сопротивления;
- электронная промышленность — аноды, сетки и катоды мощных генераторных ламп;
- рентгеновская техника — мишени и антикатоды рентгеновских трубок;
- авиакосмическая отрасль — теплозащитные экраны сопел и камер сгорания;
- производство тугоплавких покрытий — испарители для вакуумного напыления;
- энергетика — термопары и токовводы в высокотемпературных контурах.
Сортамент и допуски
Фольга ВН выпускается шириной 50–300 мм, толщина регламентируется с допуском 10% для толщин до 0,2 мм и 8% для более толстых полос. Поверхность не должна иметь расслоений, трещин и инородных включений; допустимы следы технологической смазки, удаляемые обезжириванием.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Состояние | Предел прочности, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 0,05 | 50–100 | нагартованное | 800–1000 | экраны, фольга для напыления |
| 0,1 | 50–200 | рекристаллизованное | 400–500 | нагреватели, отражатели |
| 0,2 | 100–300 | нагартованное | 750–900 | токовводы, аноды |
| 0,5 | 100–300 | рекристаллизованное | 350–450 | теплозащита, мишени |
Условия эксплуатации и ограничения
Рабочая температура фольги ВН в вакууме (10–10 мм рт. ст.) достигает 2200 C, в инертной атмосфере — до 2000 C. В восстановительной среде (водород, диссоциированный аммиак) допустим нагрев до 1600 C. При температурах выше 1400 C в вакууме наблюдается заметная сублимация материала, что ограничивает ресурс тонких экранов. Для повышения стойкости к окислению применяют силицидные или алюминидные покрытия, однако они снижают максимальную рабочую температуру до 1600–1700 C.
При заказе фольги вольфрамовой ВН необходимо указывать толщину, ширину, состояние поставки и требуемую чистоту поверхности. Для ответственных применений в рентгеновской технике и вакуумной электронике рекомендуется запрашивать сертификат с данными химического состава и механических испытаний каждой партии.
Вопросы и ответы
Чем отличается фольга ВН от фольги ВА?
ВН — вольфрам без легирующих присадок, ВА содержит добавки алюминия и калия (до 0,05%), повышающие жаропрочность и сопротивление рекристаллизации. ВН дешевле и применяется при температурах до 2000 C, ВА — до 2400 C в вакууме.
Можно ли паять вольфрамовую фольгу ВН?
Пайка возможна только с предварительной металлизацией поверхности никелем или медью. Используются высокотемпературные припои на основе палладия или платины, процесс ведётся в вакууме или восстановительной атмосфере при 1000–1200 C.
Как хранить фольгу ВН?
Хранение — в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не более 60%. Рулоны размещаются на стеллажах без контакта с агрессивными средами; срок хранения не ограничен при соблюдении условий.
Какая максимальная ширина фольги ВН доступна?
Стандартная ширина ограничена 300 мм. Для более широких полос применяется сварка продольных швов, однако зона сварного соединения имеет пониженную пластичность и не рекомендуется для ответственных узлов.
