Молибденовые заготовки ОЧМ в Минске

Молибденовые заготовки ОЧМ: особо чистый молибден для электроники и высокотемпературных узлов

Молибденовые заготовки ОЧМ — это полуфабрикаты из молибдена особой чистоты, полученные методами порошковой металлургии с последующей вакуумной плавкой или электронно-лучевой зонной очисткой. Суммарное содержание примесей в металле не превышает 0,05–0,1 %, что на порядок ниже, чем у технического молибдена марок МЧ и МТ. Именно чистота определяет ключевые эксплуатационные свойства: температуру рекристаллизации, пластичность при комнатной температуре, стабильность эмиссионных характеристик и минимальное газовыделение в вакууме.

Заготовки выпускают в виде спечённых и деформированных штабиков, прутков, пластин и трубных заготовок. Типовые размеры штабиков — диаметр 20–100 мм, длина до 600 мм; пластин — толщина 1–20 мм при ширине до 300 мм. Плотность материала достигает 10,2 г/см, что соответствует теоретической плотности молибдена и свидетельствует об отсутствии остаточной пористости.

Технические параметры и марки

Особо чистый молибден классифицируют по остаточному содержанию лимитирующих примесей — углерода, кислорода, азота, железа, никеля, кремния. Для электронной и вакуумной техники критичны именно эти элементы, поскольку они формируют летучие соединения и центры газовыделения.

Структура и физико-механические свойства

Деформированные заготовки ОЧМ имеют мелкозернистую равноосную структуру с размером зерна 15–40 мкм после отжига при 1200–1400 C в вакууме не хуже 110 Па. Чистота границ зёрен обеспечивает аномально высокую для молибдена пластичность: относительное удлинение при 20 C достигает 15–25 % против 2–5 % у технического металла. Это позволяет проводить механическую обработку — точение, фрезерование, шлифование — без предварительного подогрева, а также холодную гибку тонких пластин.

Предел прочности при растяжении деформированного ОЧМ составляет 700–900 МПа, предел текучести — 550–700 МПа. Модуль упругости — 330 ГПа. Теплопроводность при 20 C — 138 Вт/(мК), что вдвое выше, чем у нержавеющей стали 12Х18Н10Т, и определяет применение заготовок в теплоотводах мощных полупроводниковых приборов.

Области применения

• Оснастка для ионной имплантации и магнетронного напыления: мишени, катоды, экраны, держатели подложек в установках типа «Оратория», Balzers, Leybold.
• Эмиттеры и подогреватели электронно-лучевых пушек, катодные узлы рентгеновских трубок, элементы вакуумных ионных источников.
• Теплоотводящие основания и корпуса СВЧ-транзисторов, диодных сборок, лазерных диодов в приборах с плотностью мощности свыше 100 Вт/см.
• Тигли и оснастка для вакуумной плавки тугоплавких металлов и монокристаллического выращивания.
• Детали высокотемпературных узлов авиационных двигателей и ракетной техники, работающие при 1200–1600 C в инертной среде или вакууме.
• Заготовки для производства молибденовой проволоки, ленты и фольги, используемых в электронных лампах и термопарах.

Технологические особенности обработки

Механическая обработка заготовок ОЧМ ведётся твердосплавным инструментом класса ВК6–ВК8 без применения смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащих серу и хлор, поскольку эти элементы вызывают межкристаллитное охрупчивание. Сварка выполняется в камерах с контролируемой атмосферой аргона особой чистоты или в вакууме; зона термического влияния склонна к росту зерна, поэтому применяют подогрев до 400–600 C и последующую термообработку.

Отжиг проводят в вакуумных печах сопротивления или индукционных установках при остаточном давлении не выше 510 Па. Нагрев до 1400 C со скоростью 5–10 C/мин, выдержка 1–2 ч, охлаждение с печью. Такая обработка снимает наклёп и восстанавливает пластичность без загрязнения примесями.

Вопросы и ответы