Вольфрамовый порошок ПВ-2: характеристики, фракционный состав и применение
Вольфрамовый порошок ПВ-2 — металлургический продукт, получаемый восстановлением триоксида вольфрама водородом при температуре 700–900 C. Марка ПВ-2 регламентируется ГОСТ 21348-75 и выпускается с содержанием основного металла не менее 99,92 %. Продукт предназначен для металлургического передела, а не для прямого легирования стали. Ключевое отличие от марки ПВ-1 — более широкий гранулометрический диапазон и допускаемое содержание примесей, что определяет область применения: производство штабиков методом порошковой металлургии, изготовление электродов, наплавочных шихт и мишеней для вакуумного напыления.
Технические параметры и химический состав
Порошок ПВ-2 имеет насыпную плотность 2,5–4,5 г/см и удельную поверхность 0,15–0,35 м/г. Гранулометрический состав по ГОСТ 21348-75 для марки ПВ-2: остаток на сите 160 мкм — не более 1 %, на сите 100 мкм — не более 5 %, на сите 71 мкм — не более 20 %. Средний размер частиц (d50) составляет 20–40 мкм. Частицы имеют полиэдрическую или осколочную форму, полученную при восстановлении.
Содержание примесей жёстко нормируется, поскольку они влияют на спекаемость и свойства готовых изделий. Кислород в ПВ-2 — не более 0,25 %, что требует восстановительной атмосферы при спекании. Влажность — не более 0,1 %. Порошок пирофорен в мелких фракциях, поэтому хранится в герметичной таре под инертным газом.
| Параметр | Значение для ПВ-2 | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля вольфрама | 99,92 % | ГОСТ 14338.1 | Чистота спечённой заготовки | Основа марки |
| Кислород | 0,25 % | ГОСТ 14338.4 | Восстановительная среда при спекании | Требует H |
| Насыпная плотность | 2,5–4,5 г/см | ГОСТ 19440 | Заполнение пресс-форм | Зависит от фракции |
| Остаток на сите 71 мкм | 20 % | ГОСТ 18318 | Однородность шихты | Ситовой анализ |
| Влажность | 0,1 % | ГОСТ 19440 | Пористость заготовок | Сушка перед прессованием |
Технологические свойства и поведение при переработке
Порошок ПВ-2 относится к среднедисперсным шихтовым материалам. При холодном изостатическом прессовании (ХИП) давлением 150–250 МПа формируются заготовки относительной плотностью 55–65 %. Дальнейшее спекание в водороде при 2200–2400 C обеспечивает усадку до 95–98 % теоретической плотности. Для получения беспористого вольфрама применяют горячее изостатическое прессование при 1800–2000 C и давлении 150–200 МПа.
При плазменном напылении ПВ-2 подаётся в плазменную струю с дисперсностью 20–45 мкм; более крупные фракции вызывают нерасплавленные включения в покрытии. Для наплавочных шихт порошок смешивают с порошками на основе никеля или кобальта в соотношении, обеспечивающем требуемую твёрдость наплавленного слоя. В производстве тугоплавких электродов для сварки в аргоне ПВ-2 служит исходным материалом для прессования и последующего спекания.
Области применения
- Производство вольфрамовых штабиков и прутков методом порошковой металлургии для последующей ковки и волочения.
- Изготовление электродов для дуговой сварки в защитных газах и плазменной резки металлов.
- Наплавочные шихты для упрочнения деталей горно-металлургического оборудования (зубья ковшей, шнеки, дробильные молотки).
- Мишени для магнетронного и электронно-лучевого напыления в микроэлектронике и оптике.
- Легирующие добавки в шихту для получения жаропрочных сплавов и тяжёлых сплавов типа ВНЖ.
- Компонент шихты для производства твёрдых сплавов на основе карбида вольфрама (WC-Co).
Условия хранения и меры безопасности
Порошок ПВ-2 хранится в герметичных металлических барабанах или полиэтиленовых контейнерах в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не выше 60 %. Мелкие фракции пирофорны: при контакте с открытым пламенем или при интенсивном трении возможно самовоспламенение. Работы проводятся в вытяжных шкафах с использованием респираторов класса защиты не ниже P3. Порошок не токсичен, но при вдыхании аэрозоля возможен пневмокониоз.
Вопросы и ответы
Чем ПВ-2 отличается от ПВ-1?
ПВ-2 имеет более широкий гранулометрический состав и допускает большее содержание примесей (кислород до 0,25 % против 0,15 % у ПВ-1). ПВ-1 применяется для ответственных изделий электронной техники, ПВ-2 — для общего металлургического передела.
Какой средний размер частиц у вольфрамового порошка ПВ-2?
Средний размер частиц (d50) составляет 20–40 мкм. Остаток на сите 71 мкм — не более 20 %, на сите 100 мкм — не более 5 %.
При какой температуре спекается ПВ-2?
Спекание в водородной среде проводится при 2200–2400 C. Для горячего изостатического прессования температура составляет 1800–2000 C при давлении 150–200 МПа.
Можно ли использовать ПВ-2 для напыления?
Да, для плазменного напыления применяется фракция 20–45 мкм. Более крупные частицы не успевают расплавиться и образуют дефекты в покрытии.
Как хранить вольфрамовый порошок ПВ-2?
В герметичной таре под инертным газом или в сухом помещении при влажности не выше 60 %. Мелкие фракции пирофорны, поэтому контакт с открытым огнём и интенсивное трение недопустимы.
