Вольфрамовый круг ВРН в Минске

Вольфрамовый круг ВРН: характеристики и применение

Вольфрамовый круг ВРН — это прецизионная заготовка круглого сечения из вольфрама марки ВРН (вольфрам редкоземельный, легированный нитридом иттрия), получаемая методом порошковой металлургии с последующей горячей механической обработкой. Материал относится к группе тугоплавких металлов с температурой плавления 3422 C и сохраняет механическую прочность при нагреве до 1600–1800 C, что делает его востребованным в узлах, работающих в условиях экстремальных тепловых нагрузок.

Ключевая особенность кругов ВРН — наличие оксида иттрия (YO) в количестве 1,5–2,5 %, который формирует мелкодисперсную структуру и подавляет рекристаллизацию при высокотемпературной эксплуатации. По сравнению с чистым вольфрамом марки ВЧ, материал ВРН демонстрирует более высокую температуру рекристаллизации (1400–1500 C против 1100–1200 C) и повышенную жаропрочность, что критично для длительной работы при температурах выше 2000 C.

Технология производства и сортамент

Заготовки формируются методом изостатического прессования с последующим спеканием в водородной среде при 2800–3000 C и горячей ротационной ковкой. Плотность готового материала достигает 19,1–19,3 г/см, что составляет 98–99 % от теоретической. Механическая обработка выполняется шлифованием и полированием до шероховатости Ra 0,4–0,8 мкм.

Сортамент кругов ВРН включает диаметры от 10 до 120 мм, поставляемые в прутках мерной длины 300–1000 мм. Допуски на диаметр соответствуют классу точности h9–h11, отклонение от круглости не превышает 0,05 мм. По требованию заказчика возможна поставка заготовок с фасками, центровыми отверстиями и аттестацией химического состава.

Эксплуатационные свойства

Вольфрамовые круги ВРН характеризуются комплексом физико-механических параметров, определяющих их применение в высокотемпературных узлах:

• Предел прочности при растяжении — 350–450 МПа при 20 C, 200–250 МПа при 1600 C;
• Модуль упругости — 400–410 ГПа, сохраняется до 80 % при нагреве до 2000 C;
• Теплопроводность — 160–170 Вт/(мК) при комнатной температуре;
• Температурный коэффициент линейного расширения — 4,5 10 К в диапазоне 20–1000 C;
• Рабочая температура в окислительной среде — до 500 C, в инертной или восстановительной — до 2500 C.

Материал устойчив к воздействию расплавов щелочных металлов, жидкого цинка и ртути, однако подвержен окислению при нагреве на воздухе выше 400–500 C, что требует применения защитной атмосферы или вакуума в рабочих условиях.

Области применения

Круги ВРН используются в качестве исходных заготовок для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур, вакуума и агрессивных сред:

• Электроды для дуговой сварки в среде аргона — обеспечивают стабильное горение дуги и минимальный износ при токах до 500 А;
• Нагреватели и экраны высокотемпературных вакуумных печей — работают при 2000–2400 C в среде водорода или вакуума;
• Катоды и аноды электронно-лучевых установок — выдерживают плотность тока до 50 А/см;
• Тигли для выращивания монокристаллов сапфира и оксидных соединений — устойчивы к расплавам при 2050–2100 C;
• Токовводы и контактные элементы высоковольтной аппаратуры — сочетают электропроводность с термостойкостью;
• Формообразующий инструмент для горячего прессования тугоплавких порошков.

Особенности механической обработки

Вольфрам ВРН относится к труднообрабатываемым материалам: хрупкость при комнатной температуре и высокая твердость требуют применения алмазного инструмента и абразивной обработки. Точение и фрезерование выполняются только твердосплавным инструментом с охлаждением, при этом толщина снимаемого слоя за проход не превышает 0,1–0,2 мм. Отрезка заготовок производится алмазными дисками с обильным охлаждением либо электроэрозионным методом. Сверление отверстий диаметром менее 5 мм рекомендуется выполнять на электроэрозионных станках во избежание сколов кромок.

Вопросы и ответы