Вольфрамовые заготовки ВА в Минске


Вольфрамовые заготовки ВА: технические характеристики и применение

Вольфрамовые заготовки марки ВА — это полуфабрикаты из металлического вольфрама технической чистоты, полученные методом порошковой металлургии. Марка ВА расшифровывается как «вольфрам алюмосиликатный»: в её состав вводят микродобавки кремния и алюминия в связанном состоянии, которые выступают раскислителями и модификаторами структуры. Содержание вольфрама — не менее 99,9 %. Именно наличие кремния и алюминия отличает ВА от вакуумно-плавленого вольфрама и от легированных марок ВТ (торированный), ВР (рениевый), ВЛ (лантанированный).

Заготовки ВА выпускают в виде штабиков, прутков, пластин и цилиндров, полученных спеканием и последующей механической обработкой. Типичная плотность — 19,1–19,3 г/см, что близко к теоретической для вольфрама (19,25 г/см). Пористость не превышает 1–2 %. Температура плавления вольфрама — 3422 C, что определяет ключевое преимущество марки: работа при температурах, недоступных для тугоплавких сплавов на основе молибдена или тантала.

Технические параметры заготовок ВА

ПараметрЗначениеМетод контроляВлияние на эксплуатациюПримечание
Содержание W 99,9 %ГОСТ 14339.1Стабильность испарения в вакуумеSi, Al — микродобавки
Плотность19,1–19,3 г/смГидростатическое взвешиваниеИнерционность, теплопроводностьЗависит от режима спекания
Температура плавления3422 CСправочные данныеРабота в зоне высоких температур—
Предел прочности при 20 C600–900 МПаИспытание на растяжениеМеханическая обработкаЗависит от диаметра
Твёрдость по Виккерсу3500–4200 МПаГОСТ 2999ИзносостойкостьСпечённое состояние
Максимальная рабочая температурадо 2500 CВ вакууме или инертной средеОграничение по окислениюНа воздухе — до 400 C

Сортамент и типоразмеры

  • Штабики квадратного сечения 10 10 — 40 40 мм, длина до 600 мм.
  • Прутки круглого сечения диаметром 3–30 мм, длина до 1000 мм.
  • Пластины толщиной 2–20 мм, ширина до 200 мм.
  • Цилиндры и тигли для вакуумных печей.
  • Заготовки под электроэрозионную и алмазную обработку.

Области применения

Заготовки ВА востребованы там, где требуется сочетание тугоплавкости, низкого давления насыщенного пара и химической инертности. В вакуумных электропечах сопротивления из них изготавливают нагреватели, экраны тепловой изоляции и токоподводы. В электронно-лучевых и ионно-плазменных установках — испарители, тигли и катоды для нанесения покрытий. В сварочном производстве — неплавящиеся электроды для сварки в инертных газах (хотя для этой задачи чаще применяют торированные или лантанированные марки).

В полупроводниковой промышленности заготовки ВА служат основой для изготовления держателей подложек и элементов оснастки, работающих в среде аргона и водорода при 1200–1800 C. В авиакосмической отрасли — для балансировочных грузов, сопловых вкладышей и теплозащитных элементов, где плотность 19,2 г/см и температура плавления выше 3400 C дают преимущество перед молибденом и танталом.

Технология получения

Исходное сырьё — вольфрамовый ангидрид или паравольфрамат аммония, восстанавливаемый водородом до порошка. Порошок прессуют в заготовки при давлении 200–400 МПа, затем спекают в водородной среде при 2200–2500 C. Дальнейшая обработка — ковка, прокатка или механическая доводка до требуемых размеров. Микродобавки кремния и алюминия вводят на стадии шихты; они связывают кислород и снижают содержание газовых включений, что повышает плотность и однородность структуры.

Вопросы и ответы

Чем марка ВА отличается от ВТ и ВР?

ВА — вольфрам с кремнеалюминиевыми микродобавками, без тория и рения. ВТ содержит оксид тория (1,5–2 %), ВР — рений (до 5 %). ВА дешевле, не радиоактивен, но уступает ВР по пластичности при комнатной температуре.

При какой температуре заготовки ВА можно эксплуатировать на воздухе?

Без защитной атмосферы — не выше 400 C из-за интенсивного окисления. В вакууме или инертной среде (аргон, гелий) — до 2500 C.

Как обрабатывают вольфрамовые заготовки ВА?

Механическая обработка затруднена из-за твёрдости 3500–4200 МПа. Применяют алмазный инструмент, электроэрозионную резку, шлифование. Точение возможно только твердосплавным инструментом с обильным охлаждением.

Какая плотность у заготовок ВА и почему она важна?

19,1–19,3 г/см. Высокая плотность обеспечивает эффективное экранирование ионизирующего излучения и большую инерционную массу в балансировочных узлах.