Пруток вольфрамовый ВЧДК: вакуумно-дуговой переплав вольфрама высокой чистоты
Пруток вольфрамовый ВЧДК — металлопродукция из вольфрама, полученная методом вакуумно-дугового переплава (ВДП) с последующей термомеханической обработкой. Аббревиатура ВЧДК в маркировке указывает на высокую чистоту и дегазацию металла: содержание примесей внедрения (кислород, азот, водород, углерод) минимизировано, что обеспечивает стабильную эмиссионную способность и высокую температуру рекристаллизации. Прутки выпускают диаметром от 2 до 60 мм, длиной до 2000 мм, в виде круглого проката с шлифованной или полированной поверхностью.
Технические характеристики
Вольфрам ВЧДК сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку с температурой плавления 3422 C. Плотность материала — 19,25–19,3 г/см. Предел прочности при растяжении деформированного прутка достигает 1100–1400 МПа при 20 C, модуль упругости — 400–410 ГПа. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV. Рабочая температура в вакууме или инертной среде — до 2500 C; на воздухе без защитной атмосферы окисление начинается выше 400 C с образованием летучего триоксида WO.
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Содержание вольфрама | 99,95 | по массе | масс-спектрометрия | % |
| Кислород | 0,003 | после ВДП | восстановительное плавление | % |
| Предел прочности | 1100–1400 | 20 C, деформированное состояние | растяжение | МПа |
| Твёрдость | 350–450 | 20 C | Виккерс HV10 | HV |
| Диаметр прутка | 2–60 | шлифованная поверхность | микрометрия | мм |
| Температура рекристаллизации | 1400–1600 | отжиг 1 ч | металлография | C |
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) вольфрамовых и титановых конструкций, включая нерасплавляемые электроды диаметром 1,6–4,0 мм.
- Катодные узлы электронно-лучевых пушек установок вакуумного напыления и электронно-лучевой сварки.
- Испарители и тигли в установках термического напыления плёнок в микроэлектронике.
- Экраны и фокусирующие элементы в рентгеновских трубках и ускорителях заряженных частиц.
- Токоподводы и держатели нагревателей высокотемпературных вакуумных печей сопротивления.
- Балансировочные грузы и инерционные элементы в приборостроении и авиакосмической технике.
Технологические особенности
Вакуумно-дуговой переплав вольфрама проводят в среде остаточного давления не выше 1,3 10 Па с расходуемым электродом. Такая схема обеспечивает удаление газовых примесей и неметаллических включений, что критично для эмиссионных свойств катодов. Прутки ВЧДК поставляют в деформированном (тянутом или кованом) состоянии; для снятия внутренних напряжений применяют отжиг в вакууме при 1200–1400 C. Механическая обработка возможна только твёрдосплавным или алмазным инструментом из-за высокой твёрдости и склонности к хрупкому разрушению при комнатной температуре.
Вопросы и ответы
Чем вольфрам ВЧДК отличается от вольфрама технической чистоты?
Метод ВДП снижает содержание кислорода и азота до 0,003 %, что повышает температуру рекристаллизации и стабильность эмиссии. Технический вольфрам содержит больше примесей внедрения и склонен к охрупчиванию при нагреве.
При какой температуре можно эксплуатировать пруток ВЧДК на воздухе?
Без защитной атмосферы — не выше 400 C из-за интенсивного окисления. В вакууме или аргоне допустима работа до 2500 C.
Какой инструмент применяется для механической обработки прутков ВЧДК?
Твёрдосплавный или алмазный инструмент с обильным охлаждением. Точение и фрезерование проводят при подогреве заготовки выше температуры хладноломкости.
Поставляются ли прутки ВЧДК с сертификатом химического анализа?
Да, каждая партия сопровождается паспортом с результатами масс-спектрометрического анализа по примесям внедрения и металлам.
