Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Пруток вольфрамовый ВД-25: сплавы вольфрама с оксидом тория
Пруток вольфрамовый ВД-25 — это полуфабрикат из вольфрамового сплава, легированного оксидом тория (ThO) в количестве около 2,5 % по массе. Марка ВД-25 относится к группе тугоплавких металлов с гетерофазным упрочнением: дисперсные частицы диоксида тория тормозят рекристаллизацию и повышают жаропрочность вольфрамовой матрицы. Прутки изготавливают методами порошковой металлургии с последующей ротационной ковкой или волочением, что обеспечивает плотность не ниже 18,5 г/см и продольную волокнистую структуру.
В отличие от чистого вольфрама, сплав ВД-25 сохраняет механическую стабильность при температурах выше 1600 C и обладает пониженной работой выхода электронов, что критично для эмиттеров и электродов. Пруток поставляется в виде круглого проката диаметром от 2 до 40 мм, длиной до 2000 мм, в нешлифованном или шлифованном исполнении. Отклонения по диаметру регламентируются техническими условиями, типичный допуск — h9–h11 в зависимости от способа финишной обработки.
Технические характеристики прутка ВД-25
| Параметр | Единица | Значение | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | г/см | 18,5–18,8 | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Содержание ThO | % масс. | 2,3–2,7 | по шихте | химический анализ |
| Предел прочности | МПа | 900 | 20 C, деформированный | растяжение |
| Температура рекристаллизации | C | 1800–2000 | выдержка 1 ч | металлография |
| Твёрдость | HV | 380–450 | 20 C | Виккерс |
| Работа выхода | эВ | 2,6–2,8 | вакуум 10 Па | метод Кельвина |
Области применения
Пруток ВД-25 востребован там, где требуется сочетание высокой температуры эксплуатации и стабильной эмиссионной способности. Основные направления:
- Электроды и катоды дуговых и плазменных установок, включая сварку в среде аргона неплавящимся электродом (TIG) при токах до 400 А.
- Эмиттеры электронно-лучевых пушек для вакуумных напылительных систем и электронно-лучевой сварки.
- Нагреватели высокотемпературных печей сопротивления с рабочей атмосферой водорода или инертных газов.
- Токоподводы и токовводы в установках электрошлакового переплава и вакуумно-дугового переплава.
- Детали ионных источников и ускорителей заряженных частиц, работающие в условиях бомбардировки ионами.
- Оснастка для горячего прессования тугоплавких порошков и спекания изделий из карбида вольфрама.
Технологические особенности и условия эксплуатации
Сплав ВД-25 обрабатывается только методами шлифования, электроэрозионной или алмазной резки — лезвийная обработка неэффективна из-за твёрдости выше 380 HV. При нагреве на воздухе выше 400 C вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому эксплуатация допускается в вакууме, водороде или инертной среде. Прутки сохраняют форму при термоциклировании в диапазоне 20–1800 C, однако длительная выдержка выше 2000 C вызывает рост зерна и охрупчивание.
Торийсодержащие сплавы требуют соблюдения радиационной безопасности: ThO слаборадиоактивен, при механической обработке образуется пыль, подлежащая сбору и утилизации. Для операций шлифования применяют местную вытяжную вентиляцию и средства индивидуальной защиты. Альтернативой служат сплавы с оксидом лантана (ВЛ) или иттрия (ВИ), но ВД-25 превосходит их по эмиссионной стабильности при высоких плотностях тока.
Вопросы и ответы
Чем пруток ВД-25 отличается от чистого вольфрама?
Легирование оксидом тория в количестве 2,5 % повышает температуру рекристаллизации до 1800–2000 C, снижает работу выхода до 2,6–2,8 эВ и увеличивает длительную жаропрочность. Чистый вольфрам теряет прочность при более низких температурах и обладает меньшей эмиссионной стабильностью.
Какие диаметры прутка ВД-25 доступны?
Стандартный сортамент охватывает диаметры от 2 до 40 мм с допуском h9–h11. Возможно изготовление прутков нестандартного сечения и длины до 2000 мм по согласованию с производителем.
Можно ли эксплуатировать пруток ВД-25 на воздухе?
Кратковременно — до 400 C. Выше этой температуры начинается интенсивное окисление с образованием летучего WO. Для длительной работы при 1000–2000 C требуется вакуум, водород или аргон.
Как обрабатывать пруток ВД-25?
Применяют алмазное шлифование, электроэрозионную резку или лазерную обработку. Твёрдость 380–450 HV исключает эффективное точение и фрезерование стандартным инструментом.
Какие меры безопасности требуются при работе с ВД-25?
Диоксид тория слаборадиоактивен. При шлифовании и резке необходимы вытяжная вентиляция, респираторы и сбор пыли для последующей утилизации в соответствии с нормами радиационной безопасности.