Вольфрамовый круг ВЛ: характеристики, марки и применение
Вольфрамовый круг ВЛ — пруток из вольфрама марки ВЛ (чистота не менее 99,95 % W), полученный методом порошковой металлургии с последующим спеканием и ротационной ковкой. Марка ВЛ относится к вольфраму высокой чистоты без легирующих добавок и нормируется по содержанию примесей: суммарная доля посторонних элементов не превышает 0,05 %. Круг выпускается в виде прямых штабиков диаметром от 1 до 30 мм и длиной до 1000 мм; поверхность — шлифованная или полированная, без окисной корки.
Технические параметры круга ВЛ
Основной нормируемый показатель — плотность, достигающая 19,2–19,3 г/см у деформированного металла. Пористость не превышает 0,5 %. Температура плавления вольфрама — 3422 C, что определяет рабочий диапазон изделия в вакууме и инертных средах до 2500 C. На воздухе без защитной атмосферы окисление начинается уже при 400–500 C с образованием летучего триоксида WO, поэтому круг ВЛ применяют преимущественно в вакуумных или аргоновых камерах.
| Диаметр, мм | Плотность, г/см | Предел прочности, МПа | Твёрдость HV | Длина, мм |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 19,25 | 1100 | 360 | 500 |
| 6 | 19,28 | 980 | 350 | 1000 |
| 10 | 19,30 | 850 | 340 | 1000 |
| 16 | 19,30 | 720 | 330 | 800 |
| 25 | 19,28 | 600 | 320 | 600 |
Области применения
Круг ВЛ востребован там, где требуется сочетание тугоплавкости, низкого давления насыщенного пара и стабильной эмиссии:
- Электроды для аргонодуговой сварки (TIG) алюминиевых сплавов, титана и нержавеющих сталей — в паре с присадками АК5 и АМг6.
- Катоды и испарители в установках электронно-лучевого напыления (EB-PVD) для нанесения жаростойких покрытий на лопатки ГТД.
- Токоподводы и держатели нагревателей в вакуумных печах сопротивления с рабочим полем до 2200 C.
- Мишени магнетронного распыления для получения плёнок W в микроэлектронике и при производстве тонкоплёночных резисторов.
- Балансировочные грузы и инерционные массы в приборах авионики, где требуется высокая плотность при малом объёме.
- Заготовки для электроэрозионной обработки (EDM) при прошивке отверстий в жаропрочных сплавах на основе никеля.
Технологические особенности
Вольфрам марки ВЛ обрабатывается только методами шлифования, электроэрозии или лазерной резки — лезвийная обработка неэффективна из-за твёрдости выше 320 HV и склонности к хрупкому разрушению при комнатной температуре. Пластичность металла проявляется при нагреве выше 800–1000 C, что учитывают при гибке и правке круга. Сварка вольфрама возможна только в среде аргона или в вакууме; соединения с медью и сталью выполняют через пайку припоями на основе серебра или никеля.
Вопросы и ответы
Чем вольфрам ВЛ отличается от марок ВТ и ВЧ?
ВЛ — вольфрам высокой чистоты с минимальным содержанием примесей (не более 0,05 %). Марки ВТ и ВЧ содержат легирующие добавки (торий, лантан, иттрий), которые повышают эмиссионную способность, но снижают пластичность и требуют радиационного контроля при обработке.
При какой температуре можно эксплуатировать круг ВЛ на воздухе?
Без защитной атмосферы — не выше 400 C из-за интенсивного окисления с образованием летучего WO. В вакууме или аргоне рабочая температура достигает 2500 C.
Какой диаметр круга ВЛ применяется для TIG-сварки?
Для сварки алюминия используют электроды диаметром 1,6–4,0 мм, для нержавеющих сталей — 1,0–3,2 мм. Ток подбирают в диапазоне 60–200 А в зависимости от толщины свариваемого металла.
Как обрабатывают вольфрамовый круг ВЛ?
Применяют алмазное шлифование, электроэрозионную или лазерную резку. Токарная и фрезерная обработка нецелесообразны из-за высокой твёрдости и хрупкости материала при нормальной температуре.
