Лист вольфрамовый W-Ni-Cu в Минске

Вольфрамовый лист W-Ni-Cu: тяжёлый сплав для радиационной защиты и точной механики

Лист вольфрамовый W-Ni-Cu — это прокат из тяжёлого вольфрамового сплава (ВНЖ, класс WHA — tungsten heavy alloy), полученного методом жидкофазного спекания смеси порошков вольфрама, никеля и меди. В отличие от чистого вольфрама, который хрупок и трудно обрабатывается, введение никель-медной связки (обычно 90–97 % W, 1,5–7 % Ni, 1,5–4 % Cu) обеспечивает сочетание плотности 16,8–18,5 г/см с технологичностью механической обработки. Лист формуется горячей прокаткой или прокаткой спечённых заготовок с последующим отжигом для снятия внутренних напряжений.

Технические характеристики и структура

Сплав W-Ni-Cu относится к немагнитным тяжёлым сплавам: никель и медь образуют неферромагнитную матрицу, что критично для приборов, работающих в магнитных полях. Тепловое расширение близко к показателям электротехнических сталей, что позволяет использовать лист в узлах с разнородными материалами. Основные параметры проката:

• Плотность — 16,8–18,5 г/см в зависимости от соотношения W:Ni:Cu
• Предел прочности при растяжении — 700–1000 МПа
• Твёрдость по Виккерсу — 260–350 HV
• Модуль упругости — 310–380 ГПа
• Толщина листа — 0,5–20 мм, ширина до 500 мм
• Коэффициент теплового расширения — 5,5–7,5 10 1/C

Структура представляет собой равноосные зёрна вольфрама (20–40 мкм), связанные Ni-Cu-матрицей. Именно матрица воспринимает пластическую деформацию, тогда как вольфрамовый каркас обеспечивает поглощение гамма- и рентгеновского излучения. По эффективности ослабления излучения сплав W-Ni-Cu эквивалентен свинцу при толщине примерно в 1,5 раза меньшей.

Области применения

Лист W-Ni-Cu востребован там, где требуется максимальная масса в ограниченном объёме и стабильность геометрии:

• Коллиматоры и защитные экраны в рентгеновских дефектоскопах и КТ-сканерах
• Балансировочные грузы в шпинделях высокоскоростных обрабатывающих центров
• Инерционные массы в вибростендах и гироскопических системах
• Радиационная защита в гамма-терапевтических установках и хранилищах изотопов
• Экраны в ускорителях электронов и бетатронах
• Противовесы в авиационных рулевых приводах и космических платформах

В нефтегазовой отрасли лист применяется для изготовления коллиматоров гамма-каротажных приборов, где требуется немагнитный материал с высокой плотностью. В электронной промышленности — для экранирования мощных источников рентгеновского излучения в литографическом оборудовании.

Сравнение марок и режимов обработки

Механическая обработка листа W-Ni-Cu возможна твердосплавным инструментом без применения СОЖ на основе воды (во избежание коррозии матрицы). Резка гидроабразивом и электроэрозионная обработка применяются для сложных контуров. Отжиг при 900–1100 C в вакууме или водороде восстанавливает пластичность после прокатки.

Вопросы и ответы