Вольфрамовые заготовки ВНД-МП в Минске

Вольфрамовые заготовки ВНД-МП: технические характеристики и применение

Вольфрамовые заготовки ВНД-МП — это полуфабрикаты из вольфрама марки ВНД (вольфрам низколегированный дисперсно-упрочнённый), изготовленные методом порошковой металлургии с последующей механической обработкой. Аббревиатура «МП» в обозначении указывает на металлургическое производство и подтверждает соответствие заготовок требованиям ТУ для вакуумно-плавильного и порошкового передела. Материал сохраняет высокую плотность — 19,1–19,3 г/см — и отличается стабильной мелкозернистой структурой с размером зерна 5–15 мкм.

В отличие от чистого вольфрама марки ВЧ, дисперсно-упрочнённые заготовки ВНД-МП содержат микродобавки оксидов лантана или иттрия (0,5–2,0 % масс.), которые тормозят рост зерна при высокотемпературном отжиге и повышают длительную жаропрочность. Это делает их пригодными для работы в условиях интенсивного термического нагружения.

Технические параметры

Сортамент и геометрия

Заготовки ВНД-МП поставляются в виде прутков, штабиков и пластин с припуском под финишную обработку. Типовые позиции сортамента:

• прутки диаметром 10–80 мм, длина 200–600 мм;
• штабики квадратного сечения 20 20 — 60 60 мм;
• пластины толщиной 5–40 мм, ширина до 200 мм;
• цилиндрические заготовки под электроэрозионную резку;
• трубные заготовки под глубокое сверление;
• заготовки под изостатическое прессование.

Предельные отклонения по диаметру — не более 0,5 мм для прутков и 1,0 мм для пластин. Кривизна прутков не превышает 0,5 мм на 100 мм длины. Торцы обрабатываются токарно или шлифуются для обеспечения перпендикулярности.

Технология получения

Производство ВНД-МП включает восстановление вольфрамового ангидрида водородом, легирование оксидами лантана, прессование заготовок и высокотемпературное спекание в водородной среде при 2200–2400 C. Дополнительная горячая изостатическая обработка (HIP) при давлении 150–200 МПа устраняет остаточную пористость и повышает плотность до теоретической. Финальная механическая обработка выполняется на алмазном инструменте.

Области применения

Благодаря сочетанию тугоплавкости и стойкости к термической усталости заготовки ВНД-МП применяются в следующих системах и оборудовании:

• электроды для вакуумно-дугового и электронно-лучевого плавления;
• экраны и футеровка камер установок ионной имплантации;
• мишени магнетронного распыления в микроэлектронике;
• детали узлов трения высокотемпературных печей сопротивления;
• элементы рентгеновских трубок и коллиматоров;
• оснастка для горячего прессования тугоплавких порошков.

В металлургии заготовки ВНД-МП используются как расходуемые электроды при получении слитков особо чистого вольфрама, а также как конструкционные элементы тиглей для выращивания монокристаллов лейкосапфира. В авиакосмической отрасли из них изготавливают сопловые вкладыши и теплозащитные экраны.

Условия эксплуатации

Рабочий диапазон температур для ВНД-МП в вакууме или инертной среде — от –50 C до +2200 C. В окислительной атмосфере предельная температура ограничена 600 C из-за интенсивного образования летучего триоксида вольфрама. При нагреве выше 1400 C наблюдается собирательная рекристаллизация, снижающая пластичность; для её подавления применяют дисперсное упрочнение оксидами лантана.

Вопросы и ответы