Пруток вольфрамовый ВНМ5-3: сплав вольфрам–никель–медь для тяжёлых условий эксплуатации
Пруток вольфрамовый ВНМ5-3 — металлопродукция из псевдосплава системы W–Ni–Cu, получаемого методом жидкофазного спекания (пропитки) вольфрамового каркаса расплавом никель-меди. Марка ВНМ5-3 содержит около 95 % вольфрама, никель и медь в соотношении, обеспечивающем плотность 17,0–17,5 г/см. В отличие от чистого вольфрама, пруток ВНМ5-3 поддаётся механической обработке резанием, что позволяет изготавливать из него детали сложной геометрии без применения электроэрозионных методов.
Технические характеристики прутка ВНМ5-3
Материал сочетает высокую плотность, радиационную стойкость и способность к обработке. Прутки поставляются в виде цилиндрических заготовок диаметром от 3 до 100 мм, длиной до 500 мм, с шероховатостью поверхности Ra 3,2 мкм после шлифования. Предел прочности при растяжении — 700–900 МПа, твёрдость по Бринеллю — 220–280 HB. Коэффициент теплового расширения — 5,5–6,5 10 1/C в диапазоне 20–500 C.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 17,0–17,5 | г/см | 20 C | ГОСТ 20018 |
| Предел прочности | 700–900 | МПа | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость | 220–280 | HB | 20 C | ГОСТ 9012 |
| Теплопроводность | 90–110 | Вт/(мК) | 20 C | ГОСТ 7076 |
| Диаметр прутка | 3–100 | мм | шлифование | ГОСТ 6507 |
Области применения
Пруток ВНМ5-3 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой плотности и радиационной защиты. Из него изготавливают:
- экраны и коллиматоры для гамма-терапевтических установок и дефектоскопов;
- противовесы и балансировочные грузы в авиастроении и судостроении;
- электроды для контактной сварки и электроэрозионной обработки;
- детали оснастки для горячей штамповки и прессования;
- компоненты рентгеновских трубок и ускорителей частиц.
Технологические особенности
Пруток ВНМ5-3 обрабатывается твердосплавным инструментом с износостойким покрытием. При точении рекомендуется скорость резания 30–60 м/мин, подача 0,1–0,2 мм/об. Сварка плавлением не применяется из-за склонности к образованию горячих трещин; соединение деталей выполняется пайкой или механическим крепежом. Материал сохраняет прочность при нагреве до 400 C, однако выше этой температуры наблюдается разупрочнение медной связки.
Вопросы и ответы
Чем пруток ВНМ5-3 отличается от чистого вольфрама?
Пруток ВНМ5-3 содержит никель-медную связку, что снижает температуру спекания и делает материал обрабатываемым резанием. Чистый вольфрам хрупок и обрабатывается только шлифованием или электроэрозией.
Какие стандарты регламентируют поставку прутка ВНМ5-3?
Поставка осуществляется по ТУ производителя, согласованным с потребителем. Контроль плотности — по ГОСТ 20018, механические испытания — по ГОСТ 1497.
При какой температуре пруток ВНМ5-3 теряет прочность?
Длительная эксплуатация при температуре выше 400 C приводит к разупрочнению медной связки и снижению предела прочности. Кратковременный нагрев до 600 C допустим без необратимых изменений структуры.
Какой инструмент применяется для обработки прутка ВНМ5-3?
Используются твердосплавные резцы класса ВК с покрытием TiAlN. Скорость резания — 30–60 м/мин, подача — 0,1–0,2 мм/об, глубина резания — до 2 мм.
