Вольфрамовые пластины ГОСТ 25400-90: характеристики, марки и применение
Вольфрамовые пластины ГОСТ 25400-90 — это горячекатаный или спечённый прокат из металлического вольфрама технической чистоты, поставляемый в виде прямоугольных листов толщиной от 0,5 до 20 мм. Стандарт регламентирует химический состав, механические свойства и предельные отклонения по толщине и ширине. Материал сохраняет прочность при температурах до 2500 C в вакууме или инертной среде, что определяет его применение в высокотемпературных узлах.
Технические параметры и марки
Согласно ГОСТ 25400-90, пластины изготавливают из вольфрама марок ВЧ (чистотой не менее 99,95 %), ВТ (технический) и ВМ (с легирующими добавками). Плотность спечённого вольфрама составляет 19,1–19,3 г/см, температура плавления — 3410 C. Предел прочности при растяжении для горячекатаных пластин достигает 600–1100 МПа в зависимости от степени деформации и направления прокатки.
- ВЧ — вольфрам чистотой 99,95 %, применяется в электронно-лучевых установках и ионных имплантерах.
- ВТ — технический вольфрам с содержанием примесей до 0,1 %, используется для экранов и тиглей.
- ВМ — вольфрам с добавками оксида лантана или тория, эмиссионные катоды и сварочные электроды.
- ВТ-10 — сплав с 10 % никеля и меди, применяется в качестве тяжёлых сплавов для радиационной защиты.
Сортамент и допуски
Пластины поставляются шириной от 50 до 500 мм и длиной от 100 до 1000 мм. Предельные отклонения по толщине для пластин толщиной 1–5 мм составляют 0,2 мм, для 5–20 мм — 0,5 мм. Косина реза не превышает 3 мм на 100 мм длины. Поверхность не должна иметь трещин, расслоений и включений глубиной более половины допуска на толщину.
| Марка | Толщина, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа | Макс. рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| ВЧ | 0,5–3 | 19,3 | 800–1100 | 2500 (вакуум) |
| ВТ | 3–10 | 19,1 | 600–900 | 2200 (инертная среда) |
| ВМ | 1–5 | 19,2 | 700–1000 | 2400 (вакуум) |
| ВТ-10 | 5–20 | 17,0–17,5 | 900–1200 | 1800 |
Области применения
Вольфрамовые пластины ГОСТ 25400-90 востребованы в вакуумных печах сопротивления, где они служат нагревателями и экранами тепловых зон. В электронно-лучевых испарителях для нанесения тонких плёнок пластины выполняют функцию тиглей-испарителей. В установках ионной имплантации из них изготавливают фокусирующие электроды и диафрагмы. Также материал применяется в качестве мишеней для магнетронного распыления при производстве микроэлектронных структур.
- Вакуумные термические печи — нагревательные элементы и тепловые экраны.
- Электронно-лучевые установки — тигли-испарители и катодные узлы.
- Ионные имплантеры — электроды и диафрагмы пучка.
- Магнетронные распылительные системы — мишени для осаждения плёнок.
- Сварочное производство — вставки для электродов контактной сварки.
- Радиационная защита — экраны в медицинских и промышленных ускорителях.
Условия эксплуатации и обработки
При нагреве выше 400 C на воздухе вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому эксплуатация допускается только в вакууме не хуже 10 Па или в среде аргона, гелия, водорода. Механическая обработка пластин проводится твёрдосплавным инструментом с охлаждением; шлифование — алмазными кругами. Сварка возможна электронно-лучевым или лазерным методом в защитной атмосфере.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура вольфрамовых пластин по ГОСТ 25400-90?
В вакууме — до 2500 C для марки ВЧ, в инертной среде — до 2200 C. На воздухе эксплуатация ограничена 400 C из-за окисления.
Чем отличаются марки ВЧ и ВТ?
ВЧ содержит не менее 99,95 % вольфрама и предназначена для электронно-лучевых и ионных установок. ВТ — технический вольфрам с примесями до 0,1 %, применяется для экранов и тиглей.
Какой допуск по толщине у пластин толщиной 3 мм?
Для толщин 1–5 мм предельное отклонение составляет 0,2 мм согласно ГОСТ 25400-90.
Можно ли обрабатывать вольфрамовые пластины резанием?
Да, но только твёрдосплавным инструментом с интенсивным охлаждением. Шлифование выполняется алмазными кругами.
