Вольфрамовый круг ТУ 48-19-274-91: технические характеристики и применение
Вольфрамовый круг по ТУ 48-19-274-91 — это горячекатаный или кованый полуфабрикат из металлического вольфрама технической чистоты, выпускаемый в виде прутков круглого сечения. Данный технический документ регламентирует сортамент, химический состав и механические свойства проката, предназначенного для дальнейшей механической обработки и использования в высокотемпературных узлах. В отличие от вольфрамовых прутков по ГОСТ 14318, круг по ТУ 48-19-274-91 ориентирован на определённый диапазон диаметров и состояние поставки, что важно учитывать при проектировании оснастки и элементов печей.
Сортамент и состояние поставки
Круг поставляется диаметром от 3 до 60 мм. Длина прутков — немерная, обычно в пределах 200–1500 мм в зависимости от диаметра. Состояние поверхности — чёрное (после прокатки или ковки) либо шлифованное. Для ответственных деталей заказывают круги с удалённым поверхностным слоем, поскольку именно в нём концентрируются дефекты и примеси, снижающие жаропрочность.
- Диаметр — 3–60 мм
- Предельные отклонения по диаметру — от 0,1 до 1,0 мм в зависимости от типоразмера
- Состояние поверхности — чёрное, обточенное, шлифованное
- Марка материала — вольфрам технической чистоты (W)
- Массовая доля вольфрама — не менее 99,9 %
Химический состав и примеси
Материал нормируется по содержанию примесей, которые определяют поведение металла при нагреве. Кислород, азот, углерод и водород — основные элементы внедрения, охрупчивающие вольфрам. Их суммарное содержание жёстко ограничено, поскольку даже десятые доли процента резко снижают пластичность при комнатной температуре.
| Примесь | Массовая доля, % | Влияние | Метод контроля | Норма ТУ |
|---|---|---|---|---|
| Кислород | 0,005 | Охрупчивание, образование оксидов | Вакуум-плавка, спектральный анализ | нормируется |
| Азот | 0,003 | Снижение пластичности | Химический анализ | нормируется |
| Углерод | 0,008 | Образование карбидов, хрупкость | Кулонометрический анализ | нормируется |
| Железо | 0,005 | Снижение температуры рекристаллизации | Спектральный анализ | нормируется |
| Молибден | 0,01 | Легирующий эффект, изменение свойств | Спектральный анализ | нормируется |
Физико-механические свойства
Вольфрам — тугоплавкий металл с температурой плавления около 3422 C. Круг по ТУ 48-19-274-91 сохраняет прочность при нагреве до 1600–2000 C в вакууме или инертной среде. На воздухе интенсивное окисление начинается выше 400–500 C с образованием летучего триоксида вольфрама, поэтому эксплуатация возможна только в защитной атмосфере или вакууме.
- Плотность — 19,25–19,3 г/см
- Температура плавления — 3422 C
- Предел прочности при растяжении (20 C) — 600–1100 МПа в зависимости от состояния
- Модуль упругости — 400–410 ГПа
- Твёрдость по Виккерсу — 3000–4000 МПа (в деформированном состоянии)
- Теплопроводность — 163–173 Вт/(мК)
Технологические особенности обработки
Вольфрам обладает высокой хрупкостью при комнатной температуре — переход в пластичное состояние происходит выше 200–400 C. Механическая обработка круга (точение, фрезерование, шлифование) ведётся с предварительным нагревом заготовки либо с использованием специальных режимов. Сварка плавлением затруднена из-за высокой теплопроводности и склонности к образованию трещин; соединения выполняют пайкой в вакууме или диффузионной сваркой.
Области применения
Круг из вольфрама по ТУ 48-19-274-91 применяется в узлах, где требуется сочетание тугоплавкости, высокой плотности и стабильности геометрии при нагреве. Типовые потребители — предприятия электронной, металлургической и аэрокосмической отраслей.
- Электроды для вакуумно-дуговой и электронно-лучевой плавки
- Нагреватели высокотемпературных печей сопротивления (вакуумные, водородные)
- Экраны и теплозащитные элементы в установках CVD/PVD
- Мишени для магнетронного распыления в микроэлектронике
- Балансировочные грузы и инерционные элементы в авиаприборостроении
- Оснастка для горячего прессования тугоплавких порошков
Вопросы и ответы
Чем вольфрамовый круг по ТУ 48-19-274-91 отличается от прутка по ГОСТ 14318?
ТУ 48-19-274-91 задаёт собственный сортамент и более узкие допуски по примесям внедрения для ряда типоразмеров; ГОСТ 14318 охватывает более широкую номенклатуру. При заказе следует ориентироваться на конкретные требования к чистоте и диаметру.
Можно ли эксплуатировать круг на воздухе при 1000 C?
Нет. Интенсивное окисление вольфрама начинается выше 400–500 C с образованием летучего WO. Рабочая среда — вакуум, аргон, водород или азот.
Какой диаметр доступен для поставки?
Стандартный диапазон — 3–60 мм. Круги большего диаметра изготавливаются по отдельным согласованиям, так как ограничены технологией прокатки и ковки.
Требуется ли предварительный нагрев при токарной обработке?
Да. Из-за хрупкости при комнатной температуре обработку резанием ведут с нагревом заготовки до 200–400 C либо применяют электроэрозионные методы.
