Вольфрамовый лист ВЛ: характеристики, сортамент и применение
Вольфрамовый лист марки ВЛ — деформированный полуфабрикат из металла технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВЛ регламентируется ГОСТ 18903-73 и соответствует содержанию вольфрама не менее 99,9 % (W1 по классификации примесей). Лист ВЛ отличается от листа ВТ (вольфрам с присадкой оксида тория) отсутствием легирующих добавок, что определяет его электрофизические и термические свойства.
Технические параметры листа ВЛ
Основной показатель, отличающий лист ВЛ от других марок вольфрама, — сочетание высокой температуры плавления (3422 C) с низким удельным электрическим сопротивлением (0,055 мкОмм при 20 C). Плотность материала составляет 19,25–19,3 г/см. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 600–800 МПа, модуль упругости — 390–410 ГПа. Твёрдость по Виккерсу — 3500–4200 МПа.
Лист ВЛ поставляется в горячекатаном, холоднокатаном и отожжённом состояниях. Толщина варьируется от 0,05 до 10 мм, ширина — до 600 мм, длина — до 1500 мм. Для тонких листов (до 0,5 мм) характерна разнотолщинность не более 10 %. Кромки листа могут быть обрезными или необрезными.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–10 | мм | прокатка | ГОСТ 18903-73 |
| Плотность | 19,25–19,3 | г/см | 20 C | — |
| Температура плавления | 3422 | C | — | — |
| Предел прочности | 600–800 | МПа | отжиг | — |
| Удельное сопротивление | 0,055 | мкОмм | 20 C | — |
| Твёрдость HV | 3500–4200 | МПа | — | — |
Сортамент и маркировка
Лист вольфрамовый ВЛ классифицируется по состоянию поставки и точности изготовления. В маркировке указывают марку, состояние, толщину и стандарт. Например: «Лист ВЛ М1,5200500 ГОСТ 18903-73» — холоднокатаный отожжённый лист толщиной 1,5 мм.
- ВЛ — вольфрам технической чистоты (99,9 % W), без легирующих присадок.
- ВТ — вольфрам с оксидом тория (1,5–2,0 % ThO), для эмиттеров.
- ВМ — вольфрам с оксидом лантана, для электродов сварки.
- ВЧ — вольфрам высокой чистоты (99,99 % W), для микроэлектроники.
Области применения
Лист ВЛ востребован в тех узлах, где требуется сочетание тугоплавкости и стабильности электрических параметров. В вакуумной технике из него изготавливают экраны, аноды и катодные узлы электронно-лучевых установок. В полупроводниковом производстве лист ВЛ служит подложкой для эпитаксиального осаждения и мишенями магнетронного распыления. В аэрокосмической отрасли — теплозащитными экранами сопловых блоков и камер сгорания.
В металлургии лист ВЛ применяют как тигельный материал для плавки редкоземельных металлов и оксидных расплавов при температурах до 2800 C в вакууме или инертной среде. В сварочном производстве — для изготовления неплавящихся электродов при сварке в аргоне деталей из титана и молибдена. В ядерной энергетике — для элементов защиты от гамма-излучения.
- Вакуумные печи сопротивления — экраны, нагреватели.
- Электронно-лучевые испарители — тигли, держатели.
- Рентгеновские трубки — вращающиеся аноды.
- Ионные имплантеры — футеровка камер.
- Стекловаренные печи — электроды для варки оптического стекла.
Технологические особенности обработки
Лист ВЛ обрабатывается только методами, исключающими окисление: электроэрозионная резка, лазерная резка в среде аргона, шлифование алмазным инструментом. Механическая обработка при комнатной температуре затруднена из-за хрупкости — вольфрам переходит в пластичное состояние при нагреве выше 400 C. Сварка листа ВЛ выполняется в камерах с контролируемой атмосферой или электронным лучом.
Отжиг листа ВЛ проводят при 1200–1400 C в вакууме не хуже 10 Па или в водороде с точкой росы не выше –40 C. После отжига структура становится равноосной, снимаются внутренние напряжения, повышается пластичность. Для получения особо чистых поверхностей применяют электролитическое полирование в щелочных растворах.
Вопросы и ответы
Чем лист ВЛ отличается от листа ВТ?
Лист ВЛ — вольфрам технической чистоты без легирующих присадок. Лист ВТ содержит 1,5–2,0 % оксида тория, что повышает эмиссионную способность, но снижает пластичность и требует радиационного контроля.
Какая максимальная рабочая температура листа ВЛ в вакууме?
В вакууме не хуже 10 Па лист ВЛ сохраняет механическую целостность до 2500–2800 C. В инертной среде (аргон, гелий) — до 2200 C. На воздухе без защиты — не выше 400 C из-за интенсивного окисления.
Какой стандарт регламентирует поставку листа ВЛ?
Основной стандарт — ГОСТ 18903-73 «Вольфрам и сплавы на его основе. Марки». Технические условия на конкретные размеры могут уточняться в ТУ производителя, например ТУ 48-19-27-90.
Можно ли резать лист ВЛ на гильотинных ножницах?
Нет. Из-за высокой хрупкости при комнатной температуре лист ВЛ разрушается при механическом сдвиге. Применяют электроэрозионную, лазерную или гидроабразивную резку. Для толщин свыше 3 мм — только электроэрозионная обработка.
