Вольфрамовая полоса ВРН: характеристики, маркировка и применение
Полоса вольфрамовая ВРН — деформированный полуфабрикат из вольфрама вакуумно-дугового переплава, поставляемый в виде прямоугольного профиля с регламентированными допусками по толщине и ширине. Аббревиатура ВРН расшифровывается как «вольфрам раскисленный никелем» либо, в зависимости от нормативной документации предприятия-изготовителя, «вольфрам, рафинированный в вакууме»; фактическая маркировка уточняется в сертификате качества. Материал сохраняет высокую плотность — 19,1–19,3 г/см — и температуру плавления около 3410 C, что определяет его применение в условиях интенсивного нагрева и контакта с расплавами.
Технические параметры и состояние поставки
Полоса ВРН изготавливается методами порошковой металлургии с последующей вакуумной дуговой плавкой и горячей деформацией (ковка, прокатка). Содержание основного элемента — не менее 99,9 % W. Примеси нормируются по кислороду, углероду, азоту и металлам с низкой упругостью пара. Поставляемое состояние — деформированное (нагартованное) либо рекристаллизованное после отжига в вакууме или водороде.
- Толщина полосы — 0,1–6,0 мм
- Ширина — 10–200 мм
- Длина мерная или кратная — до 2000 мм
- Плотность — 19,1–19,3 г/см
- Твёрдость по Виккерсу (деформированное состояние) — 350–450 HV
- Предел прочности при растяжении — 800–1400 МПа
Физико-механические свойства
Вольфрам ВРН сохраняет прочностные характеристики при температурах, при которых конструкционные стали и никелевые сплавы теряют несущую способность. Модуль упругости — 400–410 ГПа. Коэффициент линейного расширения при 20–1000 C — 4,4–5,0 10 К. Теплопроводность — 160–170 Вт/(мК). Температура рекристаллизации деформированного металла — 1200–1400 C; выше этого порога наблюдается рост зерна и охрупчивание, что учитывается при выборе режимов эксплуатации.
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 19,1–19,3 | 20 C | г/см | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 800–1400 | 20 C, деформированное состояние | МПа | растяжение по ГОСТ 1497 |
| Твёрдость | 350–450 | 20 C | HV | ГОСТ 2999 |
| Теплопроводность | 160–170 | 20–100 C | Вт/(мК) | стационарный метод |
| Температура плавления | 3410 | атмосферное давление | C | справочные данные |
Технологические особенности и обработка
Полоса ВРН поддаётся механической обработке только твердосплавным инструментом (ВК6, ВК8) либо электроэрозионной и лазерной резкой. Сварка плавлением затруднена из-за хрупкости шва; соединение выполняют пайкой в вакууме или водороде припоями на основе меди, серебра или палладия. Отжиг проводят в вакууме не хуже 1 10 Па или в осушенном водороде при 1000–1300 C для снятия нагартовки.
Области применения
- Нагреватели сопротивления вакуумных печей и печей с восстановительной атмосферой
- Экраны тепловой защиты в установках электронно-лучевой и лазерной сварки
- Катоды и испарители в магнетронных системах нанесения покрытий
- Токоподводы и держатели в электролизёрах расплавов солей
- Оснастка для горячего прессования тугоплавких порошков
- Мишени для ионно-плазменного напыления в микроэлектронике
Нормативная база и приёмка
Полоса вольфрамовая ВРН поставляется по техническим условиям предприятия-изготовителя или по ГОСТ 23949 (вольфрам для электродов) в части химического состава. Приёмо-сдаточные испытания включают контроль геометрии, плотности, химического анализа и, при необходимости, механических свойств. Сертификат качества содержит номер плавки, массу партии и результаты измерений.
Вопросы и ответы
Чем полоса ВРН отличается от вольфрамовой полосы ВА?
Маркировка ВРН указывает на раскисление или рафинирование в вакууме, тогда как ВА — вольфрам, полученный методом вакуумно-дугового переплава без дополнительного раскисления. Различие отражается в содержании примесей внедрения и, как следствие, в пластичности при комнатной температуре.
При какой температуре эксплуатируется полоса ВРН без потери прочности?
Длительная работа возможна до 1200 C в вакууме или инертной среде. В окислительной атмосфере вольфрам интенсивно окисляется выше 400–500 C с образованием летучего триоксида, поэтому требуется защитная среда или покрытие.
Какой инструмент применяется для резки полосы ВРН?
Применяют электроэрозионную резку, лазерную резку в среде аргона, а также абразивную обработку алмазным инструментом. Механическая резка твердосплавным резцом возможна при малых сечениях и обильном охлаждении.
Поставляется ли полоса ВРН в отожжённом состоянии?
Да, по согласованию с потребителем полоса поставляется после вакуумного отжига при 1000–1300 C. Отожжённый металл имеет более низкую твёрдость и повышенное относительное удлинение, что облегчает последующую формовку и гибку.
