Пруток вольфрамовый ВНМ: характеристики и применение
Пруток вольфрамовый ВНМ — деформированный полуфабрикат из вольфрама марки ВНМ (вольфрам низколегированный молибденом), получаемый методами порошковой металлургии с последующей горячей деформацией. Марка ВНМ содержит не менее 99,5 % вольфрама с легирующей добавкой молибдена, что повышает технологическую пластичность при сохранении высокой жаропрочности. Прутки выпускаются круглого сечения диаметром от 2 до 40 мм, реже — квадратного и шестигранного профиля, в состоянии после ковки, прокатки или волочения с последующим отжигом.
Технические параметры
Основные физико-механические характеристики прутка ВНМ определяются чистотой исходного порошка и режимом деформации. Плотность материала — 19,1–19,3 г/см, что составляет не менее 99 % теоретической. Температура плавления вольфрама — 3422 C, рабочая температура длительной эксплуатации прутка ВНМ в вакууме или инертной среде достигает 2000–2200 C. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии — 600–900 МПа, после деформационного упрочнения — до 1400 МПа. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр | 2–40 | мм | по ГОСТ 23949 | микрометрия |
| Плотность | 19,1–19,3 | г/см | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Предел прочности | 600–1400 | МПа | 20 C | растяжение |
| Твёрдость | 350–450 | HV | 20 C | Виккерс |
| Рабочая температура | до 2200 | C | вакуум, аргон | испытания на ползучесть |
| Содержание W | 99,5 | % | по массе | спектральный анализ |
Технологические особенности марки ВНМ
Легирование молибденом в количестве 0,5–2 % снижает температуру перехода в хрупкое состояние и облегчает механическую обработку прутка при комнатной температуре. Заготовки ВНМ получают методом холодного изостатического прессования порошка с последующим спеканием при 2200–2400 C и высокотемпературной ковкой. Такая схема обеспечивает мелкозернистую структуру с размером зерна 10–50 мкм и отсутствие внутренних дефектов. Прутки поставляются в отожжённом состоянии, допускающем токарную обработку, фрезерование и шлифование твердосплавным инструментом.
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) вольфрамовых и молибденовых конструкций в среде защитных газов.
- Катодные узлы электронно-лучевых пушек и установок ионной имплантации.
- Нагреватели высокотемпературных вакуумных печей сопротивления с рабочим пространством до 2200 C.
- Токоподводы и держатели в установках зонной плавки и электрошлакового переплава.
- Оснастка для горячей штамповки жаропрочных сплавов на основе никеля и титана.
- Мишени и испарители в магнетронных системах нанесения тугоплавких покрытий.
Условия эксплуатации и совместимость
Пруток ВНМ сохраняет механическую стабильность в вакууме и инертных средах. В окислительной атмосфере при температуре выше 600 C вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому применение требует защитной газовой среды или вакуума. Материал химически инертен к расплавам большинства металлов, за исключением случаев контакта с жидким алюминием и медью при высоких температурах. Коэффициент линейного расширения — 4,5 10 К в диапазоне 20–1000 C, что учитывается при проектировании узлов с разнородными материалами.
Вопросы и ответы
Чем марка ВНМ отличается от чистого вольфрама ВЧ?
ВНМ содержит легирующую добавку молибдена, которая повышает пластичность и снижает температуру хрупкого перехода, тогда как ВЧ — нелегированный вольфрам с более высокой хрупкостью при комнатной температуре.
Какой диаметр прутка ВНМ доступен для поставки?
Стандартный сортамент охватывает диаметры от 2 до 40 мм. Возможно изготовление прутков нестандартного сечения по согласованию с производителем.
При какой температуре можно эксплуатировать пруток ВНМ?
В вакууме или инертной среде — до 2200 C. В окислительной атмосфере рабочий диапазон ограничен 600 C из-за интенсивного образования летучего триоксида вольфрама.
Каким инструментом обрабатывают пруток ВНМ?
Механическая обработка выполняется твердосплавным инструментом (ВК6, ВК8) с обильным охлаждением. Шлифование — алмазными кругами. Резка — электроэрозионным или абразивным методом.
