Лист вольфрамовый В-ПМ: технические характеристики и применение
Лист вольфрамовый В-ПМ — деформированный полуфабрикат из вольфрама марки В-ПМ (вольфрам пластически деформированный методом порошковой металлургии), выпускаемый в виде горячекатаных, кованых или шлифованных пластин толщиной от 0,1 до 50 мм. Марка В-ПМ соответствует требованиям ГОСТ 23949-80 и ТУ 48-19-27-90. Чистота металла — не менее 99,95 % W. Плотность — 19,1–19,3 г/см. Температура плавления — 3410 C. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 550–700 МПа, после деформации — до 1400 МПа. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV.
Технические параметры листа В-ПМ
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия эксплуатации | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,1–50 мм | ГОСТ 23949-80 | –196…+2200 C | допуск 5 % |
| Плотность | 19,1–19,3 г/см | гидростатическое взвешивание | вакуум, инертный газ | пористость 0,5 % |
| Предел прочности | 550–1400 МПа | ГОСТ 1497-84 | 20 C | зависит от степени деформации |
| Твёрдость HV | 350–450 | ГОСТ 2999-75 | 20 C | отожжённый — 350 HV |
| Теплопроводность | 163–173 Вт/(мК) | ГОСТ 7076-99 | 20–1000 C | снижается с ростом T |
| Шероховатость Ra | 0,4–3,2 мкм | ГОСТ 2789-73 | шлифованный / травленый | зависит от обработки |
Химический состав и структура
Вольфрам В-ПМ получают методом порошковой металлургии с последующей горячей деформацией (ковка, прокатка, штамповка). Содержание примесей регламентировано жёстко:
- Кислород — не более 0,005 %
- Углерод — не более 0,008 %
- Железо — не более 0,01 %
- Молибден — не более 0,02 %
- Кремний — не более 0,003 %
- Азот — не более 0,003 %
Микроструктура — вытянутые зёрна с преимущественной ориентацией вдоль направления деформации. Размер зерна — 5–50 мкм. Анизотропия механических свойств выражена: предел прочности вдоль прокатки на 15–25 % выше, чем поперёк.
Области применения
Лист вольфрамовый В-ПМ востребован в высокотемпературных узлах, где требуется сочетание тугоплавкости, низкого давления насыщенного пара и стабильности геометрии:
- Экраны и теплозащита в вакуумных печах сопротивления (ТВЧ, СВЧ) при 1600–2200 C
- Электроды и подложки в установках ионно-плазменного напыления (магнетронное распыление)
- Мишени для электронно-лучевого испарения в микроэлектронике
- Детали рентгеновских трубок: антикатоды, коллиматоры, диафрагмы
- Теплоотводы и экраны в термоэмиссионных преобразователях и ядерных реакторах
- Оснастка для высокотемпературной пайки и сварки тугоплавких металлов
Технологические особенности обработки
Механическая обработка листа В-ПМ затруднена из-за высокой твёрдости и склонности к хрупкому разрушению при комнатной температуре. Рекомендуется нагрев заготовки до 400–600 C при точении и фрезеровании. Резка — электроэрозионная или лазерная. Сварка — только в среде аргона или в вакууме, с предварительным подогревом до 800–1000 C. Шлифование — алмазным инструментом на керамической связке. Отжиг для снятия напряжений — 1200–1400 C в вакууме не хуже 10 Па или в водороде.
Условия поставки и маркировка
Лист поставляется в отожжённом или деформированном состоянии, без термической обработки или с нормализацией. Кромки — обрезные или необрезные. Поверхность — травленая, шлифованная или полированная. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием марки, толщины, ширины, длины, номера плавки, химического состава и механических свойств. Упаковка — деревянные ящики с прокладкой из бумаги, исключающей контакт с влагой.
Вопросы и ответы
Чем марка В-ПМ отличается от ВЧ и ВТ?
В-ПМ — вольфрам, полученный порошковой металлургией с последующей деформацией. ВЧ — вольфрам чистый, ВТ — вольфрам технический. В-ПМ имеет более высокую плотность и лучшие механические свойства за счёт направленной деформации.
При какой максимальной температуре можно эксплуатировать лист В-ПМ в вакууме?
В вакууме не хуже 10 Па — до 2200 C без заметного испарения. В инертном газе — до 2000 C. На воздухе — не выше 400 C из-за интенсивного окисления.
Какой допуск по толщине у листа В-ПМ?
Для толщин 0,1–1 мм — 0,02 мм; 1–5 мм — 0,1 мм; 5–20 мм — 0,5 мм; 20–50 мм — 1,0 мм. Точные допуски оговариваются в заказе.
Возможна ли сварка листа В-ПМ с другими металлами?
Диффузионная сварка возможна с молибденом, танталом, ниобием при 1400–1600 C в вакууме. С медью и сталью — только через промежуточные прослойки (никель, титан) из-за разницы КТР.
