Вольфрамовые пластины ГОСТ 25409-90 в Минске

Вольфрамовые пластины ГОСТ 25409-90: технические характеристики и применение

Вольфрамовые пластины ГОСТ 25409-90 представляют собой листовой полуфабрикат из спеченного вольфрама марки ВА, ВМ или чистого вольфрама ВЧ, изготовленный методом порошковой металлургии с последующей горячей прокаткой. Норматив устанавливает требования к размерам, предельным отклонениям по толщине, ширине и длине, а также к механическим свойствам при температурах до 1600 C. Материал характеризуется высокой плотностью (19,2–19,3 г/см), температурой плавления 3420 C и низким коэффициентом термического расширения — 4,5 10 К в диапазоне 20–1000 C.

Ключевое отличие пластин по ГОСТ 25409-90 от общего проката вольфрама — регламентированная структура: после механической обработки поверхность не имеет расслоений, трещин и включений, а разнотолщинность в пределах одной партии не превышает 0,05 мм для толщин до 2 мм. Поставка осуществляется в термически обработанном (рекристаллизованном) или нагартованном состоянии, что определяет дальнейшее поведение материала при высокотемпературной эксплуатации.

Сортамент и геометрические параметры

Стандарт распространяется на пластины толщиной от 0,5 до 25 мм, шириной до 400 мм и длиной до 600 мм. Предельные отклонения по толщине для прецизионных применений составляют 0,05 мм при толщине до 1 мм и 0,1 мм для диапазона 1–3 мм. Пластины толщиной свыше 10 мм поставляются с допуском 0,5 мм. Шероховатость обработанной поверхности Ra не более 3,2 мкм, для шлифованных исполнений — Ra 1,6 мкм.

Эксплуатационные свойства и режимы обработки

Вольфрамовые пластины по ГОСТ 25409-90 сохраняют механическую прочность при нагреве до 1200 C без заметной ползучести, что делает их пригодными для длительной работы в вакуумных и инертных средах. При температурах выше 400 C материал подвержен окислению на воздухе, поэтому для высокотемпературных узлов требуется защитная атмосфера аргона, водорода или вакуум не хуже 1,3 10 Па. Теплопроводность пластин составляет 174 Вт/(мК) при 20 C и снижается до 118 Вт/(мК) при 1000 C.

Механическая обработка пластин выполняется только абразивным инструментом — шлифовальными кругами на алмазной связке или электроэрозионным методом. Резка плазмой и лазером ограничена из-за высокой температуры плавления и образования тугоплавких оксидов. Сварка вольфрамовых пластин между собой производится электронно-лучевой сваркой в вакууме или аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочным прутком из того же материала.

Отрасли применения

Пластины из вольфрама по ГОСТ 25409-90 востребованы в производствах, где требуется сочетание жаропрочности, эрозионной стойкости и стабильности геометрии при циклических тепловых нагрузках:

• вакуумная металлургия — нагревательные экраны, токоподводы и контейнеры для спекания тугоплавких соединений;
• производство сапфиров и оптических монокристаллов — тигли и тепловые узлы ростовых установок;
• высокотемпературные печи сопротивления — нагреватели и отражательные экраны при рабочих температурах до 2000 C;
• рентгеновская техника — антикатоды и мишени рентгеновских трубок;
• электронная промышленность — подложки для мощных полупроводниковых приборов и СВЧ-устройств;
• авиакосмическое машиностроение — теплозащитные экраны сопловых блоков и газодинамических трактов.

Контроль качества и приемка

Каждая партия пластин проходит контроль химического состава методом спектрального анализа: содержание основного металла — не менее 99,95 % для марки ВЧ, легирующие добавки оксида лантана (до 1,2 %) или оксида иттрия (до 1,5 %) для марок ВА и ВМ соответственно. Контроль плотности выполняется гидростатическим взвешиванием, контроль микроструктуры — металлографическим анализом на поперечных шлифах. Пластины, предназначенные для вакуумных применений, дополнительно проходят проверку на газовыделение при нагреве до 1500 C.

Вопросы и ответы