Вольфрамовый штабик ТУ 48-19-30-91: спечённые заготовки из вольфрама технической чистоты
Вольфрамовый штабик по ТУ 48-19-30-91 — это спечённая заготовка из металлического вольфрама технической чистоты, получаемая методом порошковой металлургии. Штабик формуется прессованием вольфрамового порошка с последующим высокотемпературным спеканием в водородной среде при температуре 2200–2500 C. Такая технология обеспечивает плотность на уровне 17,0–18,5 г/см при теоретической плотности вольфрама 19,3 г/см. Штабик служит исходной заготовкой для дальнейшей обработки давлением — ротационной ковки, прокатки или волочения — с целью получения прутков, электродов и проволоки.
Согласно ТУ 48-19-30-91 штабики выпускаются квадратного или круглого сечения с размером стороны (диаметра) от 10 до 40 мм и длиной 300–600 мм. Массовая доля вольфрама — не менее 99,9 %. Суммарное содержание примесей регламентируется по категориям чистоты и не превышает 0,1 %. Ключевые лимитируемые примеси — молибден, кислород, углерод, железо, никель, кремний. Кислород в спечённом штабике присутствует в виде оксидных включений, что ограничивает пластичность при комнатной температуре.
Технические характеристики штабика по ТУ 48-19-30-91
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на обработку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля W | 99,9 % | химический анализ | стабильность свойств | основа марки |
| Плотность | 17,0–18,5 г/см | гидростатическое взвешивание | стойкость к ковке | после спекания |
| Твёрдость по Виккерсу | 300–420 HV | HV10 | режим мехобработки | зависит от примесей |
| Содержание Mo | 0,01 % | спектральный анализ | жаропрочность | лимитируемая примесь |
| Содержание O | 0,005 % | восстановительное плавление | пластичность | хрупкость при 20 C |
| Размер сечения | 10–40 мм | штангенциркуль | выбор стана | квадрат или круг |
Области применения
- Заготовки для ротационной ковки прутков, используемых в электродах вакуумно-дуговых печей и установках электронно-лучевой сварки.
- Исходный материал для волочения вольфрамовой проволоки, применяемой в нитях накала, катодах газоразрядных ламп и термоэмиссионных элементах.
- Производство электродов для аргонодуговой сварки в среде инертных газов при сварке титановых и алюминиевых конструкций.
- Изготовление балансировочных грузов, экранов и мишеней в рентгеновской технике и радиационной защите.
- Компоненты высокотемпературных печей сопротивления: токоподводы, нагреватели, тиглевые держатели.
- Заготовки для электроэрозионной обработки и деталей узлов трения, работающих при температуре выше 1600 C.
Особенности переработки и эксплуатации
Спечённый штабик обладает низкой пластичностью при комнатной температуре из-за зернограничных оксидных плёнок. Деформацию проводят при температуре 1400–1600 C с промежуточными отжигами в водороде. Первая ковка обеспечивает степень обжатия не более 10–15 % за проход. При нагреве выше 400 C на воздухе вольфрам интенсивно окисляется с образованием летучего триоксида WO, поэтому горячую обработку ведут в защитных средах или вакууме. Штабик сохраняет прочность при температурах до 2000 C, что определяет его применение в высокотемпературных узлах.
Входной контроль штабика включает проверку плотности, макроструктуры на наличие расслоений и раковин, а также химический анализ по лимитируемым примесям. Отклонение плотности ниже 17,0 г/см свидетельствует о повышенной пористости и риске разрушения при ковке.
Вопросы и ответы
Чем вольфрамовый штабик отличается от вольфрамового прутка?
Штабик — это спечённая заготовка без деформационной обработки, полученная прессованием и спеканием порошка. Пруток изготавливают из штабика ротационной ковкой или прокаткой, что повышает плотность до 19,0–19,2 г/см и придаёт волокнистую структуру.
Какая температура спекания применяется по ТУ 48-19-30-91?
Спекание проводится в водородной среде при 2200–2500 C. Такой режим обеспечивает восстановление оксидов и формирование плотной структуры с остаточной пористостью не более 10–12 %.
Почему штабик хрупкий при комнатной температуре?
Хрупкость обусловлена зернограничными оксидными включениями и высокой температурой перехода хрупкость–пластичность, которая для спечённого вольфрама составляет 200–400 C. Деформацию проводят только в горячем состоянии.
Как хранить вольфрамовые штабики?
Штабики хранят в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не выше 60 %. Контакт с влагой и агрессивными средами не допускается во избежание поверхностной коррозии и насыщения кислородом.
