Вольфрамовые пластины ГОСТ 25415-90 в Минске

Вольфрамовые пластины ГОСТ 25415-90: технические характеристики и применение

Вольфрамовые пластины по ГОСТ 25415-90 — это деформированные полуфабрикаты из металлического вольфрама технической чистоты, изготовленные методами порошковой металлургии с последующей прокаткой и отжигом. Стандарт регламентирует марки, размеры, предельные отклонения и механические свойства листов толщиной от 0,1 до 6,0 мм. Материал сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку и температуру плавления 3422 C, что определяет его применение в условиях экстремального нагрева и вакуума.

Марки и химический состав

ГОСТ 25415-90 устанавливает две основные марки вольфрама в виде пластин:

• ВТ-1 — вольфрам технической чистоты с содержанием основного элемента не менее 99,90 %; суммарная доля примесей не превышает 0,10 %.
• ВТ-2 — вольфрам с регламентированным содержанием примесей до 0,25 %, допускается повышенное количество кислорода и углерода.
• Примеси нормируются по кремнию, железу, никелю, алюминию, кальцию, магнию, молибдену.
• Кислород в ВТ-1 — не более 0,005 %, в ВТ-2 — не более 0,010 %.

Химический состав подтверждается сертификатом качества и входным спектральным анализом. Наличие примесей внедрения напрямую влияет на хрупкость и температуру перехода в хрупкое состояние.

Сортамент и предельные отклонения

Пластины поставляются в отожжённом состоянии с шероховатостью поверхности Rz 20–Rz 80. Кромки обрезаются механически или гидроабразивом. Толщина контролируется в нескольких точках по длине листа.

Физико-механические свойства

Плотность вольфрамовых пластин составляет 19,1–19,3 г/см. Предел прочности при растяжении для отожжённого ВТ-1 — 600–800 МПа, относительное удлинение — 2–5 %. Твёрдость по Виккерсу — 3500–4200 МПа. Модуль упругости — 410 ГПа. Коэффициент теплопроводности — 163–173 Вт/(мК) при 20 C. Удельное электрическое сопротивление — 0,055–0,060 мкОмм.

Пластины сохраняют прочность при нагреве до 1600 C в вакууме и до 1200 C в инертной среде. На воздухе интенсивное окисление начинается выше 400 C с образованием летучего триоксида вольфрама WO, поэтому эксплуатация в окислительной атмосфере без защитных покрытий недопустима.

Технология производства

Исходное сырьё — вольфрамовый порошок, получаемый восстановлением триоксида водородом. Формование заготовок выполняется холодным изостатическим прессованием, спекание — при 2200–2500 C в водородной среде. Далее следует горячая прокатка при 1400–1600 C и промежуточные отжиги для снятия наклёпа. Финальная операция — химическое травление для удаления поверхностного загрязнения и оксидных плёнок.

Области применения

• Электроды и катоды в электронно-лучевых и ионно-плазменных установках.
• Экраны и теплозащитные элементы вакуумных печей сопротивления.
• Мишени для магнетронного напыления в микроэлектронике.
• Контакты высоковольтных вакуумных выключателей и разрядников.
• Балансировочные грузы и имитаторы массы в авиационной технике.
• Подложки для эпитаксиального роста в полупроводниковом производстве.

Условия эксплуатации и ограничения

Вольфрамовые пластины работают в вакууме не хуже 10 Па, в среде аргона или гелия. При циклическом нагреве выше 1400 C наблюдается рекристаллизация и рост зерна, что снижает пластичность. Механическая обработка возможна только твёрдосплавным инструментом или электроэрозионным способом. Сварка плавлением затруднена из-за высокой теплопроводности и склонности к образованию горячих трещин.

Вопросы и ответы