Как изготавливается штабик вольфрама: технология обработки

у вольфрама несколько полезных механических качеств.

одно из них высочайшая стабильность размеров во времени и отсутствие напряжений в нем.

но вольфрам для таких применений должен быть отожженым при температуре более 1300. при этом делается чрезвычайно хрупким. примерно как чугун. у катаного или тянутого вольфрама структура слоистая, максимальная пластичность достигается при 400-600 градусах, хотя есть сведения что и при 250ти, но у меня получались иные цифры. возможно из-за тго что я работал с вольфрам-рениевым сплавом (2 проц рения). твердость в общем невысокая. как у каленой стали.

В последние годы вольфрам обрел широкую популярность, ведь его часто используют в производстве жаропрочной продукции, которая дополнительно будет подвергаться существенным нагрузкам.

Вольфрам представляет собой металл, плавление которого происходит при температуре в 2019 градусов по шкале Цельсия. К наиболее значимым свойствам материала относится плотность, коэффициент линейного расширения и электросопротивление.

Штабик из вольфрама получается при изготовлении самого сплава, и потому он считается полуфабрикатом. Применяется материал при сборке жаростойких печей, к примеру, для варки высокопрочных сталей и всевозможных деталей из них. Продукт характеризуется пористой структурой и высоким уровнем устойчивости. Производится вольфрамовый штабик посредством нагревания большого количества водорода.

Особенности производства

Процесс производства состоит из двух этапов:

  1. Нагрев материала в водородной среде. Эта процедура повышает прочность будущего изделия. Водород при этом обладает огромным значением, потому что позволяет избежать окисления продукта. Материал на этой стадии находится внутри печи примерно 30−40 минут.
  2. Затем вольфрам отправляется в холодильную камеру, в которой он подвергается охлаждению водой. Далее следует процедура охлаждения с помощью сухого водорода.

Такая схема позволяет не только улучшить вид изделия и обеспечить его пористую структуру, но и восстановить пленку на поверхности материала.

Сварка штабика из вольфрама

Изделие при сварке помещается между парой контактов. Затем оно охлаждается водой, и через конструкцию пропускается электроток, запускающий процедуру плавления. Для этой цели зачастую применяется трансформатор. На крупносерийных производствах пользуются генераторами.

Если изготавливается крупный вольфрамовый штабик, то применяется такая технология варки, как встык. При этом получается небольшое количество отходов, а сама работа пройдет очень качественно. Однако, все зависит от уровня плотности имеющегося материала. Чем ниже этот показатель, тем труднее обрабатывать металл.

Ковка изделия

Эта процедура предполагает заранее сваренный штабик. Его обработка невозможна при комнатных температурных показателях, потому что эта разновидность металла крайне хрупка при таких условиях. Такую деформацию следует осуществлять при температуре примерно в 2019 градусов Цельсия. Происходит данная процедура на ротационном станке для ковки, когда материал приобретет высокую пластичность.

Есть несколько сортов вольфрама, которые различаются габаритами кристаллов структуры штабика. Также желательно знать, с каким именно сортом металла вам придется иметь дело, так как большая часть значительных разрушений происходит потому, что штабик был обработан неправильно или недостаточно. Крупные кристаллы, как правило, находятся на поверхности, более мелкие частицы расположены в центре. Эта разница габаритов в процессе ковки проявляет себя трещинами, которые постепенно разрушают и деформируют изделие.

Для того чтобы этого избежать, лучше применять прямоугольные, а не квадратные штабики. Благодаря двусторонней проковке изделия повышаются его прочностные характеристики.

Вольфрамовая продукция

Волочение, прокат и ковка штабиков осуществляется лишь при высоких температурах. Каждая методика обработки нуждается в определенном температурном режиме. Из вольфрама делаются следующие изделия:

  • электроды;
  • прутья.

Вольфрамовые электроды не плавятся, потому их нередко используют для сварки металла и сталей высоколегированного типа. С их помощью можно добиться надежного и качественного шва. Помимо этого, из такой проволоки делаются спирали для лампочек и термопары. Прутья из этого металла считаются самыми распространенными вольфрамовыми изделиями.

Штабики — самое частое сырье для их производства. Для изготовления прутка из вольфрама его обрабатывают с помощью специального ротационного устройства. Сплав перерабатывается при высокой температуре, так как материал, сделанный при комнатной температуре, характеризуется крайне хрупкой структурой.

Помимо этого, следует выделить ряд этапов обработки вольфрама.

  1. На самом первом этапе диаметр вольфрамовых прутьев не превышает 7 мм. При этом длина штапика была от 10 до 15 см. Температура, которая используется на этой стадии, составляет 2019 градусов. Молибден применяется в качестве нагревателя.
  2. На второй стадии получается диметр в 4,2 мм. Температурные показатели уменьшаются до 2019 градусов.
  3. Финальный этап предполагает получения диаметра в 2,75 мм.

Вольфрамовые прутья различаются и марками. Самые основные: ВЛ, ВТ, ВЧ, ВИ и ВА, материал марок ВИ, ВЛ, ВТ производится при самых высоких температурных показателях. В качестве сырья используются слитки из вольфрама, которые получаются посредством плавления. Горячая обработка при этом не осуществляется, так как вольфрамовые слитки включают в себя грубые кристаллы, а обработка высокой температурой обусловит их растрескивание. Слитки, вместо этого, прессуют.

Невозможно произвести обработку вольфрама в домашних условиях, зато стоимость его вполне доступна. Покупать изделия из этого металла очень выгодно и удобно.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ооюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.04.75 (21) 2122233/01 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з В 22F 3/20

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.762.86 (088.8) Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 20.12.76 (72) Авторы изобретения

В. М. Амосов, Н. М. Зеленцова и В. И, Тираспольский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ВОЛЬФРАМА

ГосУдарстввнный комитат (23) Приоритет

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству тугоплавких металлов, используемых в электротехнической и электронной промышленности в качестве токовводов газоразрядных и электровакуумных приборов.

Известен способ изготовления спеченных изделий из вольфрама, заключающийся в прессовании из порошка штабиков, их спекании и сварке, обработке давлением, ротационной ковке и шлифовании в заданный размер (1).

Недостаток известного способа состоит в том, что получаемые прутки из вольфрама имеют поликристаллическую структуру, склонны к хрупкому разрушению и не могут использоваться в качестве токовводов в электровакуумных приборах.

Известен способ изготовления изделий из вольфрама для токовводов электровакуумных приборов, заключающийся в прессовании порошковых заготовок, их спекании и сварке, ротационной ковке заготовок и волочении прутков (2).

Недостаток этого способа заключается в том, что при сварке токовводов в стекло при

1100 — 2019 С наблюдается охрупчивание и разрушение материала, связанное с первичной рекристаллизацией, что приводит к большим отходам материала.

Наиболее близким прототипом по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления монокристаллических изделий из вольфрама для токовводов электровакуумных приборов, заключающийся в прессовании порошка вольфрама в штабики, спекании и сварке штабиков, ротационной ковке и электронно-лучевой зонной плавке с последующим шлифованием до требуемого диаметра (3).

Недостаток известного способа заключает10 ся в больших отходах материала при шлифовании вольфрамовых прутков до необходимого размера, достигающих 24 кг на 1 кг изделий, и сложностью процесса шлифования.

15 Целью изобретения является упрощение процесса изготовления монокристаллических токовводов из вольфрама.

Поставленная цель достигается тем, что спрессованные штабики из порошка вольфра20 ма спекают, сварпвают, обрабатывают давлением, затем отжигают при 2019 — 2019 С в защитной атмосфере, растягивают на 20 — 30% при 600 — 800 С и повторно отжигают при

2800 — 2019 С в защитной атмосфере в течение

25 8 — -12 час со скоростью нагрева 20—

30 град/час.

Предложенный способ упрощает процесс изготовления монокристаллических изделий из вольфрама за счет устранения операции шли30 фования и позволяет сократить потери вольфрама до 0,2 кг на 1 кг изделий.

533451

Формула изобретения

Составитель А. Соловей

Техред В. Рыбакова

Корректоры: Л. Брахнина и Н. Аук

Редактор Е. Шепелева

Заказ 2363/19 Изд. М 2019 Тира>к 2019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного ком пста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример. Вольфрамовый порошок прессуют в штабики на гидравлическом прессе при удельном давлении 4 т/см, штабики спекают в атмосфере водорода при температуре 2019 С в течение 30 мин. Спеченные вольфрамовые штабики сваривают на сварочном аппарате типа ЦЭП-223 «Электропечь» и обрабатывают давлением-ковкой на ротационной ковочной машине типа В-201 при 2019 — 2019 С собжатием за проход 15%, Деформированные вольфрамовые прутки отжигают в водороде при 2019 С в течение 1 час, растягивают на разрывной машине на 25 /о при 700 С и повторно отжигают при 2019 С в течение 10 час в атмосфере водорода при скорости подъема температуры 25 град/час.

Получены монокристаллические вольфрамовые изделия диаметром 1 — 2 мм с ориентацией вблизи направления (011 ).

Потери материала составляют 0,2 кг на 1 кг изделий.

Способ изготовления спеченных изделий из вольфрама, включающий прессование порошка, спекание, сварку и обработку давлением, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления мопокристалличсских токовводов, после обработки давлением изделия отжигают в защитной атмосфере при

2500—2700 С, затем подвергают растяжению на 20 — 30% при б00 — 800 С и повторно отжигают в защитной атмосфере при 2019 — 2019 С в течение 8 — 12 час со скоростью нагрева 20—

10 30 град/час.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки:

1. Меерсон Г. А., Зеликман А. Н., «Металлургия редких металлов», «Металлургиздат», 1955, с. 158 — 174.

2. «Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов», М,, «Энергия», 1973, с. 184.

3. Савицкий Е. М., Бурханов Г. С., «Мо25 нокристаллы тугоплавких и редких металлов», М., «Наука», 1972, с. 242 — 249.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении расходуемых электродов титановых сплавов методом полунепрерывного прессования через проходную конусную матрицу

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения крупногабаритных заготовок из композиционного материала на основе металлической матрицы предпочтительно из алюминиевых и магниевых сплавов, армированных частицами неметаллических тугоплавких соединений

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению крупногабаритных полуфабрикатов в виде прутка, шестигранника, квадрата, прямоугольной шины, трубы и других профилей из порошковых и дисперсно-упрочненных материалов на основе меди, или никеля, или алюминия, или других цветных металлов, или их сочетаний, предназначенных для изготовления деталей электротехнического назначения в машиностроении

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству изделий из металлических порошков

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления антифрикционных материалов с твердыми смазками на основе меди, предназначенных для получения деталей триботехнического назначения (самосмазывающихся износостойких подшипников скольжения в узлах трения)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов с металлической матрицей, армированной тугоплавкими наполнителями

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий, а именно расходуемых электродов из металлических порошков, используемых в электрометаллургии

Изобретение относится к порошковой металлургии и может использоваться для изготовления длинномерных изделий из металлических нанопорошков

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу прессования брикетов из шихтовых материалов, в частности из титановых сплавов, содержащих образующиеся в процессе механической обработки изделий отходы

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при прессовании брикетов из шихтовых материалов титановых сплавов

Способ изготовления спеченных изделий из вольфрама