Полоса вольфрамовая ТУ 48-19-106-91 — размеры, свойства и применение
Полоса вольфрамовая, изготовленная по ТУ 48-19-106-91, представляет собой плоский прокат из технически чистого вольфрама, получаемый методом горячей прокатки или ковки с последующей механической обработкой. Материал характеризуется высокой плотностью (19,3 г/см), температурой плавления 3420 C и низким коэффициентом термического расширения, что определяет его применение в узлах, работающих при экстремальных тепловых нагрузках.
Поставка полосы регламентируется техническими условиями, которые устанавливают допуски по толщине, ширине, кривизне и состоянию поверхности. В зависимости от назначения полоса может поставляться в отожжённом (рекристаллизованном) или деформированном состоянии. Твёрдость отожжённого материала составляет 200–250 HV, деформированного — до 400 HV. Предел прочности при растяжении для листового вольфрама находится в диапазоне 350–700 МПа в зависимости от степени деформации и направления волокна.
Технические характеристики
Вольфрамовая полоса по ТУ 48-19-106-91 выпускается в следующих диапазонах размеров:
- толщина — 0,5–12 мм;
- ширина — 10–200 мм;
- длина — 100–1000 мм (по согласованию — до 2000 мм);
- предельное отклонение по толщине — 0,1–0,3 мм в зависимости от типоразмера;
- предельное отклонение по ширине — 1,0–2,0 мм.
Химический состав соответствует маркам вольфрама ВА, ВМ, ВРН и ВЧ по ГОСТ 23949-80. Легирующие добавки (оксид иттрия, оксид лантана, рений) вводятся для повышения жаропрочности и стабильности свойств при высоких температурах. Чистота основного металла — не менее 99,95 %.
| Марка | Плотность, г/см | Температура плавления, C | Предел прочности, МПа | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| ВА | 19,3 | 3420 | 400–550 | до 2400 |
| ВМ | 19,3 | 3420 | 450–600 | до 2500 |
| ВРН | 19,3 | 3420 | 350–500 | до 2200 |
Применение в промышленности
Вольфрамовая полоса по ТУ 48-19-106-91 востребована в отраслях, где требуется сочетание высокой температуры плавления, механической прочности при нагреве и стойкости к эрозии. Основные области использования:
- производство нагревательных элементов высокотемпературных вакуумных печей сопротивления;
- изготовление экранов тепловой защиты в установках выращивания монокристаллов сапфира и кремния;
- электроды для дуговой сварки в среде инертных газов и плазменной резки;
- мишени для магнетронного распыления в вакуумных напылительных установках;
- контакты и токоведущие элементы высоковольтных вакуумных выключателей;
- детали термопарных чехлов и защитных гильз в агрессивных средах.
В электротермическом оборудовании полоса применяется для изготовления нагревателей зигзагообразной формы, работающих при температурах до 2400 C в вакууме или защитной атмосфере водорода. В установках эпитаксиального роста полоса используется как подложкодержатель, обеспечивающий равномерный нагрев пластин за счёт высокой теплопроводности материала.
Особенности обработки и эксплуатации
Вольфрамовая полоса склонна к хрупкому разрушению при температурах ниже температуры вязко-хрупкого перехода (200–400 C для деформированного состояния). Механическая обработка — резка, сверление, гибка — должна выполняться с предварительным подогревом заготовки до 300–500 C. Сварка вольфрамовых деталей производится электронно-лучевым или лазерным методом в вакуумных камерах.
При эксплуатации в окислительной среде вольфрам начинает интенсивно окисляться при температуре выше 400 C, поэтому полоса применяется исключительно в вакууме, инертных газах или восстановительной атмосфере. Для защиты от окисления при кратковременных нагревах на воздухе допускается нанесение силицидных или алюминидных покрытий.
Вопросы и ответы
Какие допуски по толщине устанавливает ТУ 48-19-106-91?
Предельные отклонения по толщине составляют 0,1 мм для полос до 1 мм, 0,15–0,2 мм для толщины 1–5 мм и 0,3 мм для полос свыше 5 мм. Точные значения зависят от типоразмера и указываются в сертификате качества.
Можно ли использовать вольфрамовую полосу на воздухе?
При температурах выше 400 C вольфрам активно окисляется с образованием летучего WO. Для работы на воздухе требуется защитное покрытие или применение в среде инертного газа. Без защиты полоса эксплуатируется только в вакууме или восстановительной атмосфере.
Какая марка вольфрама оптимальна для нагревателей?
Для нагревательных элементов вакуумных печей предпочтительны марки ВА и ВМ, легированные оксидами иттрия и лантана. Они сохраняют форму при циклических нагревах до 2400 C и обладают повышенной стойкостью к рекристаллизации.
Как резать вольфрамовую полосу без образования трещин?
Резка выполняется на ленточных пилах с твёрдосплавными зубьями или электроэрозионным методом. Заготовка должна быть предварительно прогрета до 300–400 C. Не допускается рубка на гильотине без подогрева из-за риска хрупкого разрушения.
