Пруток вольфрамовый W-La15 в Минске

Пруток вольфрамовый W-La15: лантанированный вольфрам для электродов и высокотемпературных узлов

Пруток вольфрамовый W-La15 — металлопродукция из вольфрама, легированного оксидом лантана LaO в количестве около 1,5 % по массе. В отличие от чистого вольфрама и торированного W-ThO, лантанированный сплав не радиоактивен, сохраняет высокую эмиссионную способность и устойчив к рекристаллизации при циклическом нагреве. Прутки выпускают методами порошковой металлургии: прессование, спекание, затем ротационная ковка или волочение с промежуточными отжигами. Готовый прокат имеет плотность 18,8–19,2 г/см, что составляет 97–99 % теоретической плотности вольфрама.

Марка W-La15 относится к дисперсно-упрочнённым композитам: частицы LaO размером 0,5–5 мкм распределены по границам зёрен и тормозят их рост. Это обеспечивает работоспособность до 2200–2400 C в вакууме или инертной среде. На воздухе без защиты вольфрам окисляется уже при 400–500 C с образованием летучего WO, поэтому применение ограничено вакуумными печами, камерами с аргоном и гелием, водородной средой.

Технические характеристики прутка W-La15

Сортамент и геометрия

Прутки поставляют в деформированном (кованом, тянутом) или рекристаллизованно-отожжённом состоянии. Шлифованная поверхность исключает дефекты, инициирующие эмиссионную нестабильность и локальный перегрев. Длина прутков — от 100 до 2000 мм в зависимости от диаметра; для диаметров свыше 12 мм преобладает кованый прокат с продольной текстурой.

• Диаметр 1,0–3,0 мм — тянутые прутки для сварочных электродов и зондов.
• Диаметр 3,0–10,0 мм — электроды TIG, катоды газоразрядных ламп.
• Диаметр 10,0–20,0 мм — токоподводы вакуумных печей, тигли-держатели.
• Диаметр 20,0–30,0 мм — заготовки для электроэрозионной обработки и напыления.

Области применения

Основной потребитель W-La15 — сварочное производство: неплавящиеся электроды для аргонодуговой сварки (TIG) конструкционных, нержавеющих и титановых сплавов. Лантан снижает работу выхода электронов до 2,7–2,8 эВ, что облегчает зажигание дуги и уменьшает её блуждание по сравнению с чистым вольфрамом. Электроды W-La15 применяют на постоянном токе прямой полярности при сварке ответственных трубопроводов, корпусных деталей и авиационных узлов.

В электронной и светотехнической промышленности прутки служат катодами газоразрядных ламп, магнетронов и рентгеновских трубок. В вакуумной металлургии из них изготавливают токоподводы, экраны и держатели нагревателей печей спекания, работающих при 1800–2200 C. В установках ионной имплантации и плазменных напылениях W-La15 применяют как материал сопел и катодных узлов, где важна стойкость к ионному распылению.

• Электроды TIG для сварки нержавеющих сталей, титана, никелевых сплавов.
• Катоды газоразрядных и металлогалогенных ламп.
• Токоподводы и экраны вакуумных печей сопротивления.
• Детали магнетронов и рентгеновских трубок.
• Сопла плазмотронов и узлы ионно-плазменного напыления.
• Заготовки для электроэрозионной прошивки отверстий.

Обработка и эксплуатационные ограничения

Механическая обработка прутка W-La15 ведётся твёрдосплавным инструментом с износостойким покрытием при низких скоростях резания и обильном охлаждении; шлифование — алмазными кругами. Сварка вольфрама затруднена из-за хрупкости и окисления; соединения выполняют пайкой в вакууме или инертной среде припоями на основе меди и серебра. При нагреве выше 1400 C в водороде возможно восстановление оксида лантана с частичной потерей эмиссионных свойств, поэтому ресурс электродов лимитируется условиями среды.

Хранение и транспортировка — в сухой таре, исключающей контакт с влагой и агрессивными средами. Прутки не радиоактивны, что упрощает логистику и утилизацию по сравнению с торированными марками W-ThO.

Вопросы и ответы