Пруток вольфрамовый ВТ-15: характеристики, сортамент и применение
Пруток вольфрамовый ВТ-15 — деформированный полуфабрикат из вольфрама технической чистоты, полученный методами порошковой металлургии с последующей ротационной ковкой или волочением. Марка ВТ-15 регламентируется ГОСТ 23949-80 и соответствует содержанию основного металла не менее 99,95 %. Прутки выпускают в виде круглого проката диаметром от 1 до 30 мм, реже — в виде квадрата и шестигранника. Температура начала рекристаллизации ВТ-15 — около 1200 C, что определяет рабочий диапазон эксплуатации в вакууме и инертных средах.
Технические параметры и сортамент
Вольфрамовый пруток ВТ-15 поставляется в двух состояниях: горячедеформированном (ГД) и отожжённом (О). Горячедеформированный прокат сохраняет высокую плотность и минимальную пористость, отожжённый — снижает внутренние напряжения и повышает пластичность при последующей механической обработке. Плотность материала — 19,25–19,3 г/см, температура плавления — 3410 C, модуль упругости — 390–410 ГПа.
| Диаметр, мм | Состояние | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| 1,0–3,0 | О | 900–1100 | 3–6 | Электроды, зонды |
| 3,0–6,0 | ГД | 1100–1400 | 2–4 | Сварочные электроды TIG |
| 6,0–12,0 | ГД | 1000–1300 | 2–5 | Экраны, тигли |
| 12,0–20,0 | ГД | 900–1200 | 3–6 | Нагреватели вакуумных печей |
| 20,0–30,0 | ГД | 800–1100 | 4–8 | Оснастка, балансиры |
Области применения
Благодаря тугоплавкости и низкому давлению паров вольфрамовый пруток ВТ-15 востребован в высокотемпературных узлах, где исключено окисление. Основные направления:
- Неплавящиеся электроды для аргонодуговой сварки (TIG) в среде аргона и гелия.
- Нагреватели и экраны вакуумных печей сопротивления с рабочими температурами до 2500 C.
- Катоды и аноды в электронно-лучевых установках, ионных имплантерах, рентгеновских трубках.
- Балансировочные грузы и инерционные массы в авиационных и ракетных системах.
- Оснастка для электроэрозионной обработки и высокотемпературного прессования.
- Зонды и держатели в установках атомно-слоевого осаждения (ALD) и CVD-реакторах.
Обработка и эксплуатационные ограничения
Механическая обработка прутка ВТ-15 возможна только твёрдосплавным инструментом при обильном охлаждении; шлифование выполняют алмазными кругами. Сварка плавлением затруднена из-за хрупкости шва — соединения формируют пайкой или механическим креплением. При нагреве выше 400 C на воздухе вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому эксплуатация допускается только в вакууме, аргоне, гелии или водороде. Контакт с медью, никелем и железом при высоких температурах вызывает эвтектическое взаимодействие и разрушение поверхности.
Вопросы и ответы
Чем пруток ВТ-15 отличается от ВТ-10?
Марка ВТ-15 содержит не менее 99,95 % вольфрама, ВТ-10 — не менее 99,90 %. Разница проявляется в уровне примесей (кислород, углерод, железо) и, соответственно, в жаропрочности и стабильности эмиссионных свойств.
При какой температуре можно эксплуатировать пруток ВТ-15 на воздухе?
Кратковременно — до 400 C. Выше этой температуры начинается активное окисление с образованием летучего WO. В вакууме и инертных средах рабочий диапазон расширяется до 2500–2800 C.
Поставляется ли пруток ВТ-15 в отожжённом состоянии?
Да, ГОСТ 23949-80 предусматривает поставку в горячедеформированном и отожжённом состояниях. Отжиг снижает твёрдость и внутренние напряжения, облегчая последующую механическую обработку.
Какой инструмент применяется для обработки вольфрамового прутка ВТ-15?
Точение и фрезерование выполняют твердосплавным инструментом (ВК6, ВК8) с интенсивным охлаждением. Шлифование — алмазными кругами. Резка — абразивными или электроэрозионными методами.
