Вольфрамовые заготовки ТУ 48-19-28-82: технические характеристики и применение
Вольфрамовые заготовки по ТУ 48-19-28-82 — полуфабрикаты из металлического вольфрама технической чистоты, получаемые методами порошковой металлургии. Данный технический документ регламентирует изготовление штабиков, прутков и заготовок круглого и квадратного сечения, предназначенных для дальнейшей механической обработки, электроэрозионной резки и передела в готовые изделия. Материал сохраняет объёмно-центрированную кубическую решётку и температуру плавления 3422 C, что определяет его применение в высокотемпературных узлах и вакуумной технике.
Сортамент и геометрические параметры
Согласно ТУ 48-19-28-82, заготовки выпускаются в виде спечённых или кованых штабиков, а также прутков, прошедших промежуточную деформацию. Диаметр круглых заготовок составляет 10–60 мм, сторона квадрата — 10–50 мм, длина — 200–600 мм. Предельные отклонения по диаметру не превышают 1,5 мм для спечённых и 0,5 мм для кованых заготовок. Кривизна прутка на длине 300 мм — не более 3 мм. Торцы обрезаются перпендикулярно оси с допуском 2.
Химический состав и примеси
Массовая доля вольфрама — не менее 99,9 %. Лимитируемые примеси регламентируются следующим образом:
- молибден — не более 0,010 %
- железо — не более 0,005 %
- кислород — не более 0,005 %
- углерод — не более 0,003 %
- азот — не более 0,002 %
- кремний и щелочные металлы — суммарно не более 0,005 %
Суммарное содержание примесей внедрения контролируется по методикам, установленным ТУ, поскольку именно кислород и углерод определяют склонность к хрупкому разрушению при комнатной температуре.
Физико-механические свойства
Плотность спечённых заготовок — 17,5–18,5 г/см; после ковки и отжига достигается 19,1–19,3 г/см, что соответствует теоретической плотности вольфрама. Твёрдость по Виккерсу для кованых заготовок — 3500–4500 МПа. Предел прочности при растяжении при 20 C составляет 600–900 МПа в зависимости от степени деформации. Переход в хрупкое состояние наблюдается при температурах ниже 200–400 C, поэтому механическая обработка ведётся в нагретом состоянии.
| Параметр | Спечённая заготовка | Кованая заготовка | Отожжённая заготовка | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность, г/см | 17,5–18,5 | 19,1–19,3 | 19,0–19,2 | гидростатическое взвешивание |
| Твёрдость HV, МПа | 2500–3200 | 3500–4500 | 3000–3600 | по Виккерсу |
| Предел прочности, МПа | 350–500 | 600–900 | 500–700 | растяжение при 20 C |
| Относительное удлинение, % | 0–1 | 2–5 | 1–3 | растяжение при 20 C |
| Теплопроводность, Вт/(мК) | 120–140 | 160–173 | 155–170 | стационарный метод |
Области применения
Вольфрамовые заготовки ТУ 48-19-28-82 используются как исходный материал для изготовления электродов вакуумно-дуговых и электронно-лучевых установок, экранов и тиглей в установках зонной плавки, элементов ионных имплантеров, а также мишеней магнетронного распыления. В авиационной и ракетной технике из них изготавливают сопловые вкладыши и теплозащитные экраны, работающие при температурах до 2500 C в инертной среде или вакууме. В электронной промышленности заготовки служат основой для катодов и держателей нитей накала.
- электроды для дуговой сварки в среде аргона
- тигли для испарения металлов в вакуумных напылительных системах
- мишени для магнетронных распылителей
- экраны высокотемпературных печей сопротивления
- заготовки для электроэрозионной резки профильных деталей
Условия эксплуатации и обработки
Механическая обработка заготовок проводится при температуре не ниже 400 C для предотвращения хрупкого скалывания. Шлифование осуществляется алмазным инструментом с обильным охлаждением. При эксплуатации в окислительной среде выше 600 C вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому изделия применяются в вакууме, аргоне или водороде. Стойкость к термическим ударам ограничена из-за низкой пластичности при комнатной температуре.
Вопросы и ответы
Чем регламентируется химический состав вольфрамовых заготовок по ТУ 48-19-28-82?
Состав устанавливается непосредственно техническими условиями: массовая доля вольфрама — не менее 99,9 %, содержание молибдена, железа, кислорода, углерода и азота ограничивается индивидуально с суммарным контролем примесей внедрения.
При какой температуре проводится механическая обработка заготовок?
Точение, фрезерование и резка выполняются при нагреве до 400–600 C, поскольку ниже 200–400 C вольфрам находится в хрупком состоянии и склонен к скалыванию.
Какая плотность достигается после ковки?
Кованые заготовки имеют плотность 19,1–19,3 г/см, что близко к теоретической для вольфрама и обеспечивает стабильные механические свойства.
В каких средах допустима эксплуатация изделий из этих заготовок?
Вакуум, аргон, гелий и водород. В окислительной среде выше 600 C происходит образование летучего триоксида вольфрама и разрушение изделия.
