Вольфрамовые заготовки ТУ 48-19-54-91: технические характеристики и применение
Вольфрамовые заготовки по ТУ 48-19-54-91 — полуфабрикаты из металлического вольфрама технической чистоты, выпускаемые в виде штабиков, прутков и заготовок для последующей механической и электрофизической обработки. Стандарт распространяется на продукцию, полученную методами порошковой металлургии: прессование, спекание и последующая термомеханическая обработка. Содержание основного элемента — не менее 99,9 % (марки ВЧ, ВТ). Суммарная доля примесей регламентируется по каждому элементу отдельно.
Сортамент и геометрические параметры
Заготовки поставляются в виде цилиндрических штабиков и прямоугольных брусков. Диаметр цилиндрических заготовок — от 3 до 40 мм, длина — от 100 до 600 мм. Прямоугольные заготовки выпускаются сечением от 5 5 до 50 50 мм. Предельные отклонения по диаметру — 0,5 мм для горячепрессованных и 0,1 мм для шлифованных заготовок. Кривизна прутков не превышает 0,5 % длины. Торцы обрезаются перпендикулярно оси, допускается фаска до 1 45.
Физико-механические свойства
Вольфрам — тугоплавкий металл с температурой плавления 3422 C. Плотность спечённых заготовок — 19,1–19,3 г/см, что составляет 98–99 % от теоретической. Твёрдость по Виккерсу — 350–450 HV в зависимости от режима обработки. Предел прочности при растяжении для деформированных заготовок — 800–1200 МПа при 20 C. Модуль упругости — 410 ГПа. Коэффициент теплового расширения — 4,5 10 К в диапазоне 20–1000 C. Теплопроводность — 173 Вт/(мК).
| Параметр | Марка ВЧ | Марка ВТ | Метод контроля | Норма |
|---|---|---|---|---|
| Содержание W, % | 99,95 | 99,90 | Масс-спектрометрия | ТУ 48-19-54-91 |
| Плотность, г/см | 19,2–19,3 | 19,1–19,25 | Гидростатическое взвешивание | ГОСТ 20018 |
| Твёрдость, HV | 380–450 | 350–420 | Виккерс, нагрузка 10 кгс | ГОСТ 2999 |
| Предел прочности, МПа | 900–1200 | 800–1100 | Растяжение, 20 C | ГОСТ 1497 |
| Кислород, % | 0,003 | 0,005 | Восстановительное плавление | ТУ 48-19-54-91 |
Технология получения
Исходное сырьё — вольфрамовый порошок, восстановленный из триоксида вольфрама водородом. Порошок прессуется в заготовки при давлении 200–400 МПа, затем спекается при 2200–2500 C в водородной среде. Для повышения плотности и механических свойств применяется высокотемпературная ковка или прокатка при 1400–1600 C. Финальная обработка — шлифование алмазным инструментом для достижения заданных допусков.
Области применения
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) — заготовки под последующее легирование торием или лантаном.
- Экраны и фокусирующие элементы в электронно-лучевых установках и рентгеновских трубках.
- Тигли и оснастка для вакуумного испарения металлов в установках магнетронного напыления.
- Балансировочные грузы и инерционные элементы в авиационных гироскопах.
- Заготовки для изготовления фильер в производстве вольфрамовой проволоки.
- Мишени для ионно-плазменного напыления в микроэлектронике.
Условия эксплуатации
Изделия из вольфрамовых заготовок работоспособны в вакууме и инертных средах при температурах до 2500 C. В окислительной атмосфере применение ограничено 400–500 C без защитных покрытий. Стойкость к термическим ударам зависит от структуры: нерекристаллизованный материал выдерживает циклирование 20–1000 C без растрескивания. Водородная среда при высоких температурах вызывает охрупчивание при наличии примесей углерода.
Приёмка и контроль
Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием марки, химического состава, плотности и результатов механических испытаний. Входной контроль включает ультразвуковую дефектоскопию для выявления внутренних раковин и трещин. Допускается выборочный контроль макроструктуры на поперечных шлифах. Несоответствие по плотности более 1 % от номинала — основание для возврата партии.
Вопросы и ответы
Какое содержание вольфрама обеспечивают заготовки по ТУ 48-19-54-91?
Марка ВЧ — не менее 99,95 %, марка ВТ — не менее 99,90 %. Содержание примесей нормируется по каждому элементу: кислород, углерод, азот, железо, молибден.
При какой температуре спекаются заготовки?
Спекание проводится в водородной среде при 2200–2500 C. Последующая горячая деформация — при 1400–1600 C для повышения плотности до 98–99 % теоретической.
Можно ли использовать заготовки без дополнительной обработки?
Да, для применения в качестве экранов, грузов или электродов при условии соответствия геометрии. Для прецизионных деталей требуется шлифование и полирование.
Какой срок службы вольфрамовых заготовок в вакуумных печах?
При рабочей температуре до 2000 C и остаточном давлении не выше 10 Па ресурс составляет 500–2000 циклов в зависимости от тепловых нагрузок и наличия примесей в атмосфере.
