Полоса вольфрамовая ВН-5: характеристики и применение
Полоса вольфрамовая ВН-5 — деформированный металлопрокат из вольфрама марки ВН-5 (вольфрам нелегированный, чистота не менее 99,95 % W), выпускаемый в виде прямоугольного сечения методом порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Марка ВН-5 соответствует требованиям ГОСТ 23949-80 и ТУ на вольфрамовый прокат; плотность материала — 19,1–19,3 г/см, температура плавления — 3410 C, предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 600–900 МПа, твёрдость по Виккерсу — 300–420 HV. Полоса сохраняет работоспособность в вакууме и инертных средах при нагреве до 2000 C, что определяет её применение в высокотемпературных узлах.
Сортамент и геометрические параметры
Полоса ВН-5 поставляется в отожжённом (мягком) или деформированном (нагартованном) состоянии. Толщина — от 0,1 до 6,0 мм, ширина — от 5 до 100 мм, длина — до 1000 мм. Кромки — обрезные или прокатные. Отклонения по толщине нормируются в пределах 5 % для размеров свыше 1 мм и 10 % для тонких сечений. Кривизна на 1 м длины — не более 3 мм. Шероховатость поверхности после шлифовки — Ra 1,6 мкм.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа | Твёрдость, HV |
|---|---|---|---|---|
| 0,2 | 10 | 19,1 | 700 | 360 |
| 0,5 | 20 | 19,2 | 750 | 380 |
| 1,0 | 40 | 19,2 | 800 | 400 |
| 2,0 | 60 | 19,3 | 850 | 410 |
| 4,0 | 80 | 19,3 | 900 | 420 |
Технические особенности марки ВН-5
Вольфрам ВН-5 не содержит легирующих добавок, что обеспечивает стабильную теплопроводность — 173 Вт/(мК) при 20 C и низкое удельное электросопротивление — 0,055 мкОмм. Коэффициент линейного расширения — 4,510 К в диапазоне 20–1000 C. Материал устойчив к расплавам щелочных металлов, парам металлов и вакуумной среде. При нагреве выше 1200 C в окислительной атмосфере образуется летучий триоксид вольфрама, поэтому эксплуатация в воздушной среде ограничена температурой 800–1000 C без защитного покрытия.
Области применения
- Нагреватели и экраны теплозащиты вакуумных электропечей сопротивления с рабочей температурой до 2000 C.
- Катоды и аноды в установках ионно-плазменного напыления, магнетронных распылительных системах.
- Токоподводы и держатели в электронно-лучевых сварочных установках.
- Элементы оснастки для горячего прессования тугоплавких порошков и спекания керамики.
- Контакты и электроды в дуговых газоразрядных лампах высокого давления.
- Балансировочные грузы и экраны в авиационной и ракетной технике.
Механическая обработка
Полоса ВН-5 поддаётся резке электроэрозионным и лазерным методами, шлифовке алмазным инструментом, полировке. Обработка резанием твердосплавным инструментом возможна только при подогреве заготовки до 400–600 C. Сварка выполняется электронно-лучевым способом в вакууме; пайка — припоями на основе меди и серебра с предварительным никелированием поверхности.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура полосы ВН-5 в вакууме?
В вакууме 10–10 Па полоса сохраняет механическую целостность до 2000 C. В инертной среде (аргон, гелий) — до 1800 C. В воздушной атмосфере без покрытия — не выше 800–1000 C из-за интенсивного окисления.
Чем марка ВН-5 отличается от ВА и ВТ?
ВН-5 — нелегированный вольфрам технической чистоты. ВА содержит алюминий и кремний (до 0,01 %), ВТ — легирован торцем для повышения эмиссионной стойкости. ВН-5 применяется там, где требуется максимальная чистота и стабильность физических свойств.
Поставляется ли полоса ВН-5 в отожжённом состоянии?
Да. Отжиг проводится в вакууме или водороде при 1200–1400 C. Отожжённая полоса имеет твёрдость 300–340 HV и относительное удлинение 2–5 %, что облегчает последующую формовку и гибку.
Какие стандарты регламентируют поставку полосы ВН-5?
ГОСТ 23949-80 устанавливает марки и химический состав вольфрама, ТУ 48-19-27-90 — сортамент и технические требования к прокату. Возможна поставка по ASTM B760 для прутков и полос из вольфрама.
