Пруток вольфрамовый ВИ-10: характеристики, сортамент и применение
Пруток вольфрамовый ВИ-10 — металлопродукция из вольфрама технической чистоты, легированного оксидом лантана (LaO) в количестве 1,0–1,5 % по массе. Марка ВИ-10 относится к лантанированным вольфрамовым сплавам и выпускается в виде круглых прутков, подлежащих обработке давлением и механической обработке. Наличие оксида лантана обеспечивает стабильную мелкозернистую структуру, повышенную пластичность при комнатной температуре и высокую эмиссионную способность. Прутки ВИ-10 сохраняют форму при нагреве до 2000 C в вакууме или инертной среде, что выгодно отличает их от чистого вольфрама, склонного к рекристаллизационному охрупчиванию.
Технические параметры и сортамент
Прутки ВИ-10 изготавливают методами порошковой металлургии с последующей ротационной ковкой или волочением. Диаметр варьируется от 1,0 до 30 мм, длина — от 200 до 2000 мм. Плотность материала составляет 19,1–19,3 г/см, температура плавления — около 3410 C. Предел прочности при растяжении для прутков диаметром 3–10 мм находится в диапазоне 600–900 МПа, относительное удлинение — 5–15 %. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV. Прутки поставляются в шлифованном, полированном или травленом состоянии с шероховатостью Ra 1,6 мкм.
| Диаметр, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HV |
|---|---|---|---|---|
| 1,0–3,0 | 19,1–19,2 | 800–950 | 3–8 | 400–450 |
| 3,0–6,0 | 19,2–19,3 | 700–850 | 6–12 | 380–430 |
| 6,0–12,0 | 19,2–19,3 | 600–750 | 8–15 | 350–400 |
| 12,0–30,0 | 19,1–19,3 | 550–700 | 10–18 | 330–380 |
Области применения
Прутки ВИ-10 востребованы в тех узлах, где требуется сочетание тугоплавкости, эмиссионной стабильности и стойкости к термическому циклированию. Основные направления:
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) нержавеющих сталей, титана и алюминиевых сплавов — лантан обеспечивает лёгкий поджиг дуги и низкий расход электрода.
- Катоды и держатели катодов в электронно-лучевых установках, вакуумных напылительных системах и рентгеновских трубках.
- Нагреватели высокотемпературных печей сопротивления, работающих в среде водорода или аргона при 1600–2000 C.
- Элементы оснастки для горячего прессования, прошивки и штамповки тугоплавких металлов.
- Медицинские имплантаты и рентгенозащитные экраны, где требуется высокая плотность и биологическая инертность.
- Токопроводящие элементы в ускорителях заряженных частиц и термоэмиссионных преобразователях.
Технологические особенности обработки
Прутки ВИ-10 поддаются механической обработке твердосплавным инструментом с износостойким покрытием. Точение и фрезерование рекомендуется выполнять без применения смазочно-охлаждающих жидкостей на водной основе — вольфрам склонен к окислению при нагреве выше 400 C. Для сварки прутков между собой применяют электронно-лучевую сварку в вакууме или диффузионное соединение в среде аргона. Отжиг проводят при 1200–1400 C в вакууме для снятия внутренних напряжений после ковки.
Вопросы и ответы
Чем пруток ВИ-10 отличается от чистого вольфрама?
Введение 1,0–1,5 % оксида лантана подавляет рост зерна при рекристаллизации, повышает пластичность и снижает работу выхода электрона, что улучшает эмиссионные свойства и облегчает механическую обработку.
При какой температуре можно эксплуатировать прутки ВИ-10?
В вакууме или инертной среде — до 2000 C. В окислительной атмосфере рабочий диапазон ограничен 400–500 C из-за интенсивного образования летучего триоксида вольфрама.
Какой диаметр прутка выбрать для TIG-сварки?
Для сварки тонколистовых конструкций (0,5–2 мм) применяют прутки диаметром 1,0–1,6 мм; для толстостенных деталей — 2,4–4,0 мм. Токовая нагрузка на электрод из ВИ-10 достигает 150 А при диаметре 2,4 мм.
Возможна ли поставка прутков ВИ-10 с сертификатом качества?
Да, продукция сопровождается паспортом с указанием химического состава, плотности, механических свойств и результатов ультразвукового контроля на отсутствие внутренних дефектов.
