 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Структура осадка, получаемого методом осаждения из газовой фазы, определяется главным образом температурой восстановления и составом смеси, а также давлением и скоростью парогазового потока, концентрацией фторида, структурой, размерами и формой поверхности, на которую производится осаждение.
Методом осаждения из газовой фазы можно получать тугоплавкие покрытия. При нанесении покрытия весьма существенным является требование хорошей сцепляемости его с подложкой. На степень сцепляемости влияет целый ряд факторов. Однако доминирующим оказывается взаимодействие подложек с WF6. Хорошая сцепляемость вольфрама наблюдалась с теми подложками, которые либо совсем не взаимодействуют с WF6 (графит, молибден), либо менее активны по отношению к нему в условиях осаждения, чем водород (кобальт, никель). При осаждении на металлы, которые в силу своей большей активности по отношению к WF6, чем водород, образуют устойчивые нелетучие (железо, хром, цирконий) или легколетучие (тантал, титан, ниобий) фториды, сцепляемость вольфрама оказалась неудовлетворительной. Исследование сцепляемости позволяет заключить, что природа многих металлов (хром, железо, цирконий, титан, ниобий, тантал) в сочетании с условиями осаждения вольфрама из смеси WF6H2 исключает возможность осаждения на них хорошо сцепленных вольфрамовых покрытий. Для получения качественных покрытий на этих металлах необходимо их защищать подслоем другого металла, имеющего хорошую сцепляемость с вольфрамом.
Метод осаждения вольфрама и других тугоплавких материалов из газовой фазы позволяет решать такие важные проблемы, как создание термостойких сопловых блоков больших диаметров, коррозионно-стойких, износостойких и жаростойких покрытий, неразъемных соединений из тугоплавких металлов, армированных изделий из вольфрама, деталей из легированного вольфрама и его карбидов и пр. Этот метод можно считать перспективным еще и потому, что он позволяет получать покрытия заданной плотности, ориентации и разной толщины, изменять свойства осадка путем введения легирующих элементов и, кроме того, может быть использован как способ соединения тугоплавких металлов путем осаждения нужного материала в зазоре между соединяемыми элементами.
К недостаткам метода осаждения из газовой фазы следует отнести сложность получения равномерных покрытий на крупногабаритных или сложнопрофильных изделиях, достаточно высокую стоимость исходного сырья - WF6, столбчатую структуру, прочность границ которой значительно меньше прочности самого зерна. При поперечной нагрузке такие осадки могут разрушаться при напряжениях более низких, чем предел текучести материала осадка.
Технология обработки давлением тугоплавких металлов имеет свои особенности, главной из них является высокая температура начала и конца деформации, равная соответственно 2200 и 1500° С. Хладноломкость вольфрама технической чистоты вынуждает деформировать его при повышенных температурах. Выше температуры рекристаллизации вольфрам сравнительно легко поддается горячей обработке давлением (прокатке, ковке, прессованию). Сильное размягчение вольфрама наблюдается при температуре 1600-2000° С, однако высокая активность к газам заставляет вести процесс обработки при более низких температурах, и поэтому в значительной степени приходится увеличивать удельное давление.
Предварительную обработку производят с целью придания металлу определенной формы и для изменения литой структуры. Обработку давлением производят при температурах, когда рекристаллизация полностью не протекает. Для литого вольфрама технической чистоты температура нагрева под прессование составляет 1500-2000° С, заканчивается прессование при 800-1000° С. Слитки обычно прессуют в прутки или заготовки в форме сляба для дальнейшей прокатки на лист. Исходными заготовками для трубок могут быть отливки из вольфрама в виде труб, полученные методом центробежного литья. Прессование является важнейшей подготовительной операцией при обработке вольфрама давлением, которая измельчает грубую структуру и придает слитку форму, удобную для дальнейшей переработки.
Для получения более мелкого зерна и равномерных механических свойств по сечению прессование ведут через матрицу, т. е. в условиях неравномерного всестороннего сжатия. Перед прессованием производят обдирку слитков.
Для уменьшения износа матрицы прессование ведут со смазкой жидким стеклом. Важным фактором при прессовании через очко является скорость деформации. При чрезвычайно больших скоростях металл способен выдерживать большую деформацию, чем при обычных скоростях. Вольфрам часто выдавливают в стальных оболочках из низкоуглеродистой стали, являющейся как бы смазкой.
Интересны опыты по прессованию вольфрамовых слитков взрывом при скорости прессования 50,8 м/с. Степень деформации получается при этом около 98% .
Дальнейшую обработку слитков после разрушения литой структуры производят прокаткой, волочением, штамповкой, ротационной ковкой или выдавливанием. Начальную операцию прокатки вольфрама проводят при температуре 1200- 1300°C, по мере уменьшения сечения заготовки температура нагрева иод прокатку снижается. Заготовки из вольфрама толщиной 1-2 мм прокатывают при температуре 700-800° С. На начальных стадиях прокатки дают максимально возможные обжатия (20-40%) за проход с целью дальнейшего измельчения зерна. Прокатку обычно осуществляют на дуостанах.
Постепенное снижение температуры прокатки способствует получению волокнистой структуры, что понижает температурный порог хрупкости и увеличивает пластичность вольфрама. Это благоприятное действие связано, по-видимому, с разрушением хрупких пленок на границах зерен.
В США некоторые фирмы разрабатывают методы и обработку давлением в помещении с инертной средой. При этом предусматривается либо дистанционное управление процессом, либо обслуживающий персонал работает в скафандрах в камерах, наполненных аргоном. Эти конструкции хотя и дороги, но перспективны в производстве тугоплавких металлов. Обработка в инертной среде дает возможность значительно поднять температуру деформации и тем самым снизить удельное давление на
инструмент, повысить качество получаемых полуфабрикатов, увеличить производительность.
Известно, что штампуемость материала определяется его пластической устойчивостью и упрочнением. Глубокая штамповка листов вольфрама ограничивается как размерами, так и мощностью оборудования. Обжатие листового или полосового вольфрама на 67-77% обеспечивает хорошую штампуемость и достаточные механические свойства. При обжатии на 75-85%. штампуемость оказывается более ограниченной. Важную роль играет обжатие за один проход, правильный выбор числа переходов и температуры отжига для снятия напряжений. Установлено, что лучше всего обрабатывать вольфрам в среде водорода с нагревом до температуры 980-1150° С. При температуре 870° С штампуемость его ограничена, при 1260° С коробится инструмент, а вольфрам проявляет склонность к рекристаллизации. Очень высокая теплопроводность вольфрама приводит к тому, что температура в различных сечениях детали быстро выравнивается. Поэтому для штамповки его можно нагревать на воздухе, не опасаясь интенсивного окисления. Однако длительный нагрев до высоких температур все же следует проводить в нейтральной или восстановительной среде.
Отжиг вольфрама для повышения штампуемости и снятия остаточных напряжений проводят в водороде с предварительной обдувкой водородом в интервале температур 980-1260° С, длительность отжига 0,5-8 ч. Чем выше температура, тем меньше продолжительность отжига. В зависимости от температуры отжига твердость снижается с НВ 450 при 800° С до НВ 330 при 2000° С.
При прессовании тугоплавких металлов при высоких температурах применяют массивные матрицы, специальные вставки и смазки на основе стекла. Нагрев заготовок производят в основном в электрических печах сопротивления до 1656° С и в индукционных до 2000° С. В печах создается нейтральная среда или ведется обдувка заготовок водородом при давлении 30- 40 мм вод. ст.
Горячая обработка вольфрама и его сплавов давлением производится при температуре 1200-2000° С. Предварительно деформированные заготовки обрабатывают при 1200-1400° С. С увеличением степени механического упрочнения температура рекристаллизации повышается. Вольфрам технической чистоты имеет температуру рекристаллизации 1450° С.
Предварительно деформированный вольфрам имеет мелкодисперсную структуру. Включения газов и неметаллических примесей находятся в мелкодисперсном виде, распределены равномерно, границы кристаллов тонкие и чистые. Такая структура приводит к повышению механических свойств и пластичности. Наибольшая пластичность получается при деформации прессованием при температуре 1200-1650° С и при обжатии 50-80%.
В предварительно деформированном состоянии заготовки можно прессовать при более высоких степенях деформации.
Деформацию вольфрамовых сплавов следует проводить с минимальным числом переходов и применять быстроходные вертикальные гидравлические прессы со скоростью деформирования 0,1-0,3 м/с и высокоскоростные импульсные установки со скоростью до 30-60 м/с.
Представляют интерес результаты экспериментов по электропластической прокатке проволоки из вольфраморениевого сплава ВР-27ВП. Легирование вольфрама рением существенно изменяет такие свойства, как пластичность, прочность, температуру перехода из хрупкого состояния в пластичное, электрические свойства, свариваемость и т. д.
Сущность метода электропластической прокатки состоит в том, что электрический ток проходит через зону активного пластического деформирования. Эксперименты, которые проводились на станке мод. У1187, потребовали его модернизации: изоляции рабочего валка от станины, верхней и нижних кассет. Через зону деформации пропускали ток силой 500-600 А от низковольтного выпрямителя при напряжении 1-2 В. Так как рабочие валки массивны, охлаждаются и смазываются интенсивно веретенным маслом, то джоулева теплота отводится из зоны обработки. Это важно для исключения влияния на эффект электропластичности нежелательных термических процессов.
Повышение пластичности вольфрама является следствием увеличения подвижности дислокаций под действием движения электронов проводимости.
Используя метод электропластической прокатки, получили микроленту из сплава ВР-27ВП с большим коэффициентом формы при сохранении упругих и прочностных свойств нагартованной проволоки. Получить микроленту прокаткой вольфрамовой проволоки в холодном состоянии не удается, и только нагрев и промежуточные отжиги обеспечивают прокатку с коэффициентом формы около 1,5. По данным, при прокатке вольфрамовой проволоки диаметром 0,26 мм за шесть проходов получена лента толщиной 25 мкм. Коэффициент формы в этом случае составил 30, степень обжатия свыше 90%, плотность тока 2000-2200 А/мм2.
Сварку вольфрама осуществляют или плавлением при подогреве не ниже 500° С, или с применением присадочной проволоки из молибдена, тантала. Особенностями сварных соединений вольфрама являются очень большая хрупкость и склонность к образованию трещин. После вакуумного отжига (1800° С в течение 1 ч) хрупкость несколько снижается. Деформация сварных соединений вольфрама возможна при нагреве выше 700°С.
Пайку деталей из вольфрама производят припоями на основе титана, циркония, ванадия, железа, кобальта, серебра. Применяют также сложные припои, например Pt 3,6% и W 15%. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ