Вольфрамовый тигель ЦСВД в Минске

Вольфрамовый тигель ЦСВД: характеристики и применение

Вольфрамовый тигель ЦСВД — изделие из вольфрама марки ЦСВД (чистый спечённый вольфрам, полученный методом вакуумного спекания), предназначенное для работы в условиях высокотемпературных вакуумных и защитно-газовых сред. Марка ЦСВД регламентируется ТУ 48-19-69-90 и обеспечивает чистоту металла не менее 99,95 % по основному элементу. Тигли из этого материала сохраняют геометрическую стабильность при температурах до 2600 C в вакууме и до 2200 C в инертной атмосфере.

Технические параметры вольфрамовых тиглей ЦСВД

Вольфрам марки ЦСВД имеет объёмно-центрированную кубическую решётку с температурой плавления 3422 C. Плотность спечённого материала составляет 19,1–19,3 г/см, что соответствует остаточной пористости не более 1 %. Твёрдость по Виккерсу при 20 C — 350–420 HV. Предел прочности на растяжение при комнатной температуре — 550–700 МПа; при 1600 C снижается до 120–180 МПа. Коэффициент теплопроводности — 155–170 Вт/(мК) при 20 C. Тигли ЦСВД изготавливаются методами порошковой металлургии с последующей механической обработкой, что обеспечивает точность размеров по 10–12 квалитету.

Конструктивные исполнения и типоразмеры

Тигли ЦСВД выпускаются в нескольких конструктивных вариантах, ориентированных на конкретные технологические процессы:

• Цилиндрические тигли с плоским дном — для индукционной плавки тугоплавких металлов и сплавов в вакуумных печах сопротивления.
• Тигли с коническим дном — для направленной кристаллизации монокристаллов методом Чохральского и Бриджмена.
• Тонкостенные тигли с толщиной стенки 1,5–3 мм — для электронно-лучевого испарения в установках вакуумного напыления.
• Тигли с фланцем и технологическими буртами — для крепления в узлах подачи установок термического испарения.
• Составные тигли с вкладышами — для изостатического прессования при температурах свыше 2000 C.

Типовые размеры: внутренний диаметр 20–150 мм, высота 30–200 мм, толщина стенки 1,5–8 мм. Предельные отклонения по внутреннему диаметру — не более 0,1 мм для прецизионных исполнений. Шероховатость внутренней поверхности после алмазного точения — Ra 0,4–0,8 мкм.

Области применения

Вольфрамовые тигли ЦСВД применяются в следующих технологических процессах:

• Вакуумная индукционная плавка жаропрочных никелевых сплавов и специальных сталей в печах типа ВИП.
• Электронно-лучевое испарение металлов в установках магнетронного и термического напыления.
• Выращивание монокристаллов лейкосапфира и тугоплавких оксидов методом горизонтальной направленной кристаллизации.
• Спекание порошковых композиций на основе карбида вольфрама в вакуумных печах сопротивления.
• Термическая обработка изделий из тугоплавких металлов в среде аргона высокой чистоты.
• Испарение металлических плёнок в производстве полупроводниковых приборов и оптических покрытий.

Эксплуатационные ограничения

При работе с тиглями ЦСВД необходимо учитывать следующие факторы:

• Окисление вольфрама начинается при 400 C на воздухе; рабочая среда должна быть вакуумной или инертной.
• Взаимодействие с углеродом при температурах свыше 1400 C приводит к образованию карбидов вольфрама WC и WC.
• Контакт с расплавленными щелочными металлами вызывает интенсивную коррозию.
• Термоциклирование свыше 50 циклов при перепаде температур более 1000 C вызывает рост зерна и охрупчивание.
• Скорость нагрева не должна превышать 15 C/мин для предотвращения термических напряжений.

Вопросы и ответы