Вольфрамовая полоса ВИ-20: технические характеристики и применение
Вольфрамовая полоса ВИ-20 — деформированный металлопрокат из вольфрама технической чистоты, полученный методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и высокотемпературным отжигом. Марка ВИ-20 регламентируется ТУ и соответствует содержанию основного металла не менее 99,95 % с регламентированной суммой примесей. Полоса выпускается в виде прямоугольного профиля с острыми или притуплёнными кромками, без обезуглероженного слоя и внутренних расслоений.
Структура и физико-механические свойства
Материал имеет объёмно-центрированную кубическую решётку с температурой плавления 3422 C. Прокатка формирует выраженную зерённую текстуру вдоль направления деформации, что обеспечивает анизотропию механических характеристик. Плотность вольфрама ВИ-20 — 19,25–19,30 г/см. Твёрдость по Виккерсу в отожжённом состоянии — 350–450 HV. Предел прочности при растяжении — 600–900 МПа в зависимости от степени деформации и толщины полосы.
Ключевое ограничение — хрупкость при комнатной температуре: температура вязко-хрупкого перехода для технического вольфрама лежит в диапазоне 200–400 C. Ниже этой границы полоса склонна к хрупкому разрушению, поэтому механическая обработка и гибка выполняются с предварительным нагревом.
Сортамент и геометрические параметры
- Толщина — 0,05–3,0 мм
- Ширина — 5–100 мм
- Длина — 200–1000 мм (мерная или кратная)
- Предельные отклонения по толщине — 5 % для тонких, 3 % для толстых сечений
- Кромки — продольная резка, притупление фаски по требованию заказчика
- Состояние поставки — отожжённое, без наклёпа, с шероховатостью Ra 1,6 мкм
Типовые параметры поставки
| Толщина, мм | Ширина, мм | Плотность, г/см | Твёрдость, HV | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 0,1 | 10 | 19,25 | 420 | Экраны, катоды |
| 0,5 | 20 | 19,28 | 390 | Нагреватели вакуумных печей |
| 1,0 | 40 | 19,30 | 370 | Электроды, тигли |
| 2,0 | 60 | 19,30 | 350 | Балансировочные грузы |
Технологические и эксплуатационные особенности
Полоса ВИ-20 сохраняет прочность при нагреве до 1600 C в вакууме и инертных средах. На воздухе интенсивное окисление начинается выше 400 C с образованием летучего триоксида вольфрама, поэтому эксплуатация в окислительной атмосфере ограничена. Коэффициент линейного расширения — 4,5 10 К. Теплопроводность — 173 Вт/(мК). Удельное электрическое сопротивление — 5,5 10 Омм.
Обработка резанием затруднена из-за высокой твёрдости и абразивного износа инструмента. Рекомендуется электроэрозионная, лазерная или абразивно-алмазная резка. Сварка возможна только в среде аргона с предварительным подогревом зоны соединения до 800–1000 C.
Области применения
- Нагревательные элементы и экраны вакуумных печей сопротивления
- Катоды и мишени в установках ионного распыления и электронно-лучевого испарения
- Электроды для дуговой сварки в среде защитных газов
- Балансировочные грузы и инерционные массы в авиационных и ракетных системах
- Тигли и оснастка для литья редкоземельных металлов и кварцевого стекла
- Рентгеновские трубки — вращающиеся аноды и фокусные пятна
Вопросы и ответы
Чем вольфрамовая полоса ВИ-20 отличается от марки ВИ-1?
ВИ-20 содержит больше регламентированных примесей и имеет менее строгий контроль по кислороду и углероду. ВИ-1 применяется в ответственных электровакуумных приборах, ВИ-20 — в нагревателях, экранах и электродах общего назначения.
При какой температуре можно эксплуатировать полосу ВИ-20 на воздухе?
Без защитной атмосферы — до 400 C. Выше начинается интенсивное окисление с образованием летучего WO. В вакууме и аргоне рабочий диапазон расширяется до 1600 C.
Как резать вольфрамовую полосу без трещин?
Применяют электроэрозионную или лазерную резку. Механическая резка возможна только с нагревом заготовки выше 300–400 C для перехода материала в пластичное состояние.
Поставляется ли полоса ВИ-20 с сертификатом химического состава?
Да, каждая партия сопровождается паспортом качества с указанием фактического содержания вольфрама, суммы примесей по каждому элементу и результатов контроля геометрии.
