Пруток вольфрамовый В-ППМ: характеристики и применение
Пруток вольфрамовый В-ППМ — металлопродукция из вольфрама технической чистоты, изготовленная методом порошковой металлургии с последующей плазменной или электронно-лучевой плавкой. Маркировка В-ППМ расшифровывается как вольфрам, полученный по технологии плазменной плавки в вакууме. Содержание основного элемента — не менее 99,95 %. Плотность материала — 19,1–19,3 г/см. Температура плавления — 3410 C. Прутки выпускаются диаметром от 2 до 60 мм, длиной до 2000 мм, в виде круглого проката с шлифованной или полированной поверхностью.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Единица | Допуск |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр | 2–60 | Микрометрия | мм | 0,05 |
| Плотность | 19,1–19,3 | Гидростатика | г/см | 0,1 |
| Температура плавления | 3410 | Справочные данные | C | — |
| Предел прочности | 600–1100 | Растяжение | МПа | 50 |
| Твёрдость по Виккерсу | 350–450 | HV10 | HV | 20 |
| Электросопротивление | 0,055 | Четырёхзондовый | Оммм/м | 5 % |
Структура и физико-механические свойства
Пруток В-ППМ отличается крупнозернистой столбчатой структурой, формирующейся при направленной кристаллизации расплава. Средний размер зерна — 100–500 мкм. Такая структура обеспечивает высокую ползучесть при температурах выше 2000 C. Модуль упругости — 410 ГПа. Коэффициент теплового расширения — 4,5 10 К. Теплопроводность — 173 Вт/(мК). Материал сохраняет механическую стабильность в вакууме и инертных средах до 2500 C. На воздухе интенсивное окисление начинается при 400–500 C с образованием летучего триоксида вольфрама WO.
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) в среде защитных газов
- Катоды электронно-лучевых пушек и ионных источников в установках магнетронного напыления
- Экраны и футеровка высокотемпературных вакуумных печей сопротивления
- Токоподводы и держатели в установках зонной плавки и электрошлакового переплава
- Мишени для распыления в системах PVD-нанесения покрытий
- Балансировочные грузы и инерционные массы в авиационной и ракетной технике
Технология производства
Исходное сырьё — вольфрамовый порошок с чистотой 99,99 %. Формование заготовок выполняется методом холодного изостатического прессования при давлении 200–300 МПа. Спекание проводится в водородной среде при 2200–2400 C. Далее следует плазменная плавка в вакууме с остаточным давлением не выше 1 10 Па. Полученный слиток обрабатывается ротационной ковкой при 1400–1600 C для устранения литейных дефектов. Финальная операция — бесцентровое шлифование до достижения заданного диаметра и шероховатости Ra 1,6 мкм.
Условия эксплуатации
Пруток В-ППМ работоспособен в вакууме 10–10 Па и в среде аргона, гелия, азота. Водород вызывает охрупчивание при температурах выше 1000 C. Контакт с углеродом при 1400–1600 C приводит к образованию карбидов WC и WC, снижающих пластичность. Рекомендуемый температурный диапазон длительной эксплуатации — от –50 C до 2200 C в инертной среде. При циклических тепловых нагрузках ресурс определяется скоростью роста зерна и накоплением дислокаций.
Вопросы и ответы
Чем пруток В-ППМ отличается от В-МП?
В-ППМ получают плазменной плавкой в вакууме, что обеспечивает более низкое содержание примесей внедрения (кислород 0,005 %, азот 0,003 %). В-МП — металлокерамический вольфрам, спечённый без плавки, с более высоким содержанием газовых примесей и меньшей плотностью.
Какой диаметр прутка доступен для поставки?
Стандартный сортамент охватывает диаметры от 2 до 60 мм. Прутки диаметром до 20 мм поставляются в шлифованном исполнении, свыше 20 мм — с обточенной поверхностью. Длина — до 2000 мм.
При какой температуре пруток В-ППМ окисляется на воздухе?
Интенсивное окисление с образованием летучего WO начинается при 400–500 C. Выше 700 C скорость убыли массы достигает 10 г/(смч). Для работы при высоких температурах требуется вакуум или инертная среда.
Применяется ли пруток В-ППМ для сварки алюминия?
Да, электроды из В-ППМ используются при аргонодуговой сварке алюминиевых сплавов на переменном токе. Вольфрам обеспечивает стабильное горение дуги и стойкость к эрозии при плотности тока до 100 А/мм.
