Молибденовый штабик МД-85: спечённые заготовки из молибдена марки МД-85
Молибденовый штабик МД-85 — полуфабрикат, получаемый методом порошковой металлургии из молибденового порошка с последующим спеканием и, при необходимости, деформационной обработкой. Марка МД-85 обозначает молибден технической чистоты с содержанием основного элемента не менее 99,85 % и регламентированным остаточным содержанием примесей. Штабик представляет собой цилиндрическую или прямоугольную заготовку, предназначенную для дальнейшей механической обработки, ковки, прокатки или электроэрозионной резки.
Технические характеристики и структура
Спечённый молибден МД-85 имеет плотность 9,8–10,1 г/см, что составляет 96–99 % от теоретической плотности молибдена (10,22 г/см). Пористость спечённой заготовки не превышает 2–4 %. Температура плавления молибдена — 2620 C, что определяет рабочий диапазон применения штабиков в высокотемпературных процессах. Твёрдость по Виккерсу для спечённого состояния составляет 1400–1800 МПа, после деформации возрастает до 2200–2500 МПа.
Структура штабика МД-85 — мелкозернистая, равноосная, с размером зерна 15–40 мкм в зависимости от режима спекания. Остаточная пористость распределена равномерно, без крупных раковин и расслоений. Предел прочности при растяжении для спечённого состояния — 350–500 МПа, относительное удлинение — 2–8 %. После горячей деформации (ковка, прокатка) прочность возрастает до 700–900 МПа при сохранении пластичности не ниже 5 %.
Химический состав и примеси
Марка МД-85 регламентирует содержание примесей на уровне, обеспечивающем стабильные механические и физические свойства. Основные лимитируемые элементы:
- Кислород — не более 0,005 % (50 ppm)
- Азот — не более 0,003 % (30 ppm)
- Углерод — не более 0,008 % (80 ppm)
- Железо — не более 0,010 % (100 ppm)
- Никель — не более 0,005 % (50 ppm)
- Кремний — не более 0,005 % (50 ppm)
Суммарное содержание примесей внедрения (O, N, C) критично для жаропрочных и электротехнических применений, поскольку эти элементы охрупчивают молибден при низких температурах и снижают электропроводность. Штабик МД-85 с минимальным содержанием кислорода обеспечивает температуру перехода в хрупкое состояние не выше 20–50 C, что позволяет обрабатывать его без предварительного подогрева при комнатной температуре.
Типоразмеры и допуски
| Диаметр, мм | Длина, мм | Плотность, г/см | Твёрдость HV, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | 300–600 | 9,8–9,9 | 1400–1600 | Электроды, держатели |
| 20–40 | 400–800 | 9,9–10,0 | 1500–1700 | Оснастка для литья |
| 40–60 | 500–1000 | 10,0–10,1 | 1600–1800 | Заготовки для прокатки |
| 60–100 | 600–1200 | 10,0–10,1 | 1700–1900 | Ковка, прессование |
Области применения
Штабик МД-85 используется как исходная заготовка для производства молибденовых прутков, проволоки, листов и труб. В электронной промышленности из него изготавливают держатели катодов, экраны и элементы вакуумных печей сопротивления. В стекловарении штабики служат электродами для плавки стекломассы при температуре 1400–1600 C. В аэрокосмической отрасли — заготовками для сопловых вкладышей и теплозащитных экранов ракетных двигателей.
Также штабик МД-85 применяется в производстве мишеней для магнетронного напыления, в качестве подложек для высокотемпературных нагревателей и в качестве шихтовой заготовки для легирования молибденом специальных сталей и сплавов. В металлургии из него изготавливают электроды для вакуумно-дугового переплава.
Вопросы и ответы
Чем отличается молибденовый штабик МД-85 от МД-99,9?
МД-85 содержит не менее 99,85 % молибдена, МД-99,9 — не менее 99,9 %. Штабик МД-85 имеет более высокое допустимое содержание примесей внедрения (O, N, C), что делает его дешевле, но ограничивает применение в электронике и высокотемпературных процессах с восстановительной средой.
Какой максимальный диаметр штабика МД-85 доступен?
Стандартно поставляются штабики диаметром до 100 мм и длиной до 1200 мм. Изготовление заготовок большего диаметра возможно по индивидуальному заказу, но требует специальной оснастки для изостатического прессования.
Можно ли обрабатывать штабик МД-85 резанием без подогрева?
Да, при содержании кислорода не более 0,005 % температура перехода в хрупкое состояние не превышает 20–50 C. Механическая обработка (точение, фрезерование, сверление) возможна при комнатной температуре с использованием твердосплавного инструмента.
Какая температура спекания обеспечивает плотность 10,0 г/см?
Для достижения плотности 10,0–10,1 г/см спекание проводится в водороде при температуре 1900–2100 C с выдержкой 4–8 часов. Дополнительная горячая деформация (ковка или прокатка) позволяет повысить плотность до 10,15–10,20 г/см.
