Лист вольфрамовый ВМ (20–30): технические характеристики и применение
Лист вольфрамовый марки ВМ с содержанием основного металла 20–30 % представляет собой композиционный материал на основе вольфрама, легированного медью или никель-железной связкой в зависимости от модификации. Плотность такого материала варьируется в пределах 12,5–14,8 г/см, что существенно ниже плотности чистого вольфрама (19,3 г/см), но обеспечивает улучшенную обрабатываемость и пластичность при сохранении высокой температуры плавления связующей фазы.
Состав и физико-механические свойства
Материал ВМ (вольфрам-медь) с долей вольфрама 20–30 % относится к классу псевдосплавов, получаемых методом пропитки или жидкофазного спекания. Медная фаза заполняет поры между частицами вольфрама, обеспечивая электро- и теплопроводность, тогда как вольфрамовая матрица отвечает за жаропрочность и эрозионную стойкость. Типичные характеристики:
- Плотность — 12,5–14,8 г/см в зависимости от соотношения фаз
- Твёрдость по Бринеллю — 180–260 HB
- Предел прочности при растяжении — 350–550 МПа
- Теплопроводность — 180–220 Вт/(мК)
- Электропроводность — 45–55 % IACS
- Коэффициент линейного расширения — 6,5–9,0 10 К
Технологические особенности производства
Листы ВМ (20–30) изготавливаются методом холодной прокатки спечённых заготовок с последующим отжигом в защитной атмосфере. Толщина готового проката — от 0,5 до 20 мм, ширина — до 600 мм, длина — до 1000 мм. Механическая обработка (фрезерование, шлифование, электроэрозионная резка) возможна без предварительного подогрева благодаря наличию пластичной связки. Сварка выполняется аргонодуговым способом с применением присадочного материала на основе меди.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Содержание W | 20–30 | % | по массе | ГОСТ 22720.1 |
| Плотность | 12,5–14,8 | г/см | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Твёрдость | 180–260 | HB | 20 C | ГОСТ 9012 |
| Предел прочности | 350–550 | МПа | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Теплопроводность | 180–220 | Вт/(мК) | 100 C | лазерная вспышка |
Области применения
Лист вольфрамовый ВМ (20–30) востребован в узлах, где требуется сочетание жаропрочности и электропроводности:
- Электроды для контактной сварки и электроэрозионных станков
- Теплоотводы в мощных полупроводниковых приборах и СВЧ-модулях
- Экраны и диафрагмы в рентгеновских трубках и ускорителях частиц
- Токосъёмные пластины в электролизёрах и гальванических линиях
- Футеровка кристаллизаторов в установках непрерывной разливки стали
- Балансировочные грузы в авиационных и судовых системах
Эксплуатационные ограничения
При нагреве выше 600 C в окислительной среде медь интенсивно испаряется, что приводит к потере массы и снижению прочности. Рабочая температура в вакууме или инертной атмосфере — до 1200 C. В контакте с влажным хлором и аммиаком наблюдается коррозионное растрескивание медной связки. Для повышения стойкости применяют никелирование или хромирование поверхности.
Вопросы и ответы
Какое максимальное содержание вольфрама в листе ВМ (20–30)?
Верхняя граница — 30 % по массе. Остальное приходится на медную или никель-железную связку. Точное соотношение определяется рецептурой производителя и указывается в сертификате качества.
Можно ли обрабатывать лист ВМ (20–30) резанием без подогрева?
Да, благодаря пластичной связке материал удовлетворительно обрабатывается твердосплавным инструментом. Рекомендуются пониженные скорости резания и обильное охлаждение для предотвращения налипания меди.
Какой стандарт регламентирует поставку листов ВМ?
Поставка осуществляется по ТУ производителя, поскольку единого ГОСТ на псевдосплавы вольфрам-медь не существует. В сертификате указываются химический состав, плотность, твёрдость и результаты ультразвукового контроля.
При какой температуре лист ВМ (20–30) теряет прочность?
Интенсивное разупрочнение начинается при 600–700 C в воздушной среде из-за окисления и испарения меди. В вакууме или аргоне механические свойства сохраняются до 1100–1200 C.
