» » Обрабатываемость вольфрама
05.02.2017

Как указывалось ранее, монокристалл вольфрама обладает большой пластичностью и высокой прочностью. Однако поликристаллические вольфрамовые болванки как спеченные, так и литые, на холоду хрупки и при деформации разрушаются по межкристаллическим границам в отличие от большинства других металлов, которые при разрушающей деформации разрываются по телу кристаллов. Это можно объяснить тем, что комнатная температура составляет всего 8% от абсолютной температуры плавления вольфрама и при такой относительно низкой температуре кристаллы вольфрама настолько прочны, что при деформации разрушение происходит по более хрупким областям дезориентированных групп атомов — по межкристаллическим границам.
При повышенных температурах в пределах 1300—1400° болванки вольфрама с однородной мелкозернистой структурой, полученные металлокерамическим путем, поддаются ковке, не разрушаясь.
Плоские заготовки, предназначенные для прокатки в лист, проковываются на пневматических или рессорных молотах при подогреве заготовок перед ковкой в электрических печах до 1500—1600° в водородной атмосфере.
При дальнейшей прокатке по мере уменьшения толщины листа его температура перед подачей в валки постепенно снижается до 1300—1400°, затем до 1000° и ниже. На самых тонких толщинах, около 0,2 мм, нагрев листа перед валками производится при 200—300°.
Для получения более тонкой ленты применяется прокатка в «пакетах».
Для проковки штабиков квадратного сечения в круглые прутки, предназначенные для волочения проволоки, применяется так называемая «ротационная» ковочная машина специальной конструкции (рис. 59). Рабочим инструментом машин служит пара плашек (отдельно изображенных на рис. 60) с полуцилиндрическими рабочими поверхностями, образующими при соприкосновении плашек цилиндрический канал с входной и выходной конусными распушками. Плашки вращаются вокруг оси штабика и под действием периферийных роликов 2 ударяют по накаленному штабику, продвигаемому вдоль канала плашек, с частотой 10000—12000 ударов в минуту.
После проковки партии штабиков через данную пару плашек последние заменяются на следующую пару с меньшим диаметром канала и т. д.
Обрабатываемость вольфрама

По мере уменьшения сечения штабика температура его подогрева перед ковкой постепенно снижается от 1400 до 1200°.
После достижения штабиком в результате ковки примерно удвоенной длины и соответственно уменьшенного сечения штабик подвергается отжигу пропусканием электротока в сварочном аппарате такой же конструкции, которая применяется для высокотемпературного спекания. Отжиг проводят при температуре около 2500°, в результате чего происходит рекристаллизация и закованные поры завариваются. После отжига ковка продолжается до получения прутка диаметром 2—3 мм.
Для сортов вольфрама с повышенным содержанием присадок и с мелкозернистой структурой штабика применяются два промежуточных отжига на первых ступенях ковки (до диаметра 7 мм).
До 5-мм диаметра штабик подается в ковочную машину вручную, а ниже 5 мм подача осуществляется механически и вместо водородной атмосферы для предохранения прутка от окисления применяется смазка его перед подачей в печь коллоидальным раствором графита («аквадаг»).
При проходе через каждую пару плашек достигается уменьшение сечения в среднем на 12—15%.
Пруток, прокованный до 2—3 мм, имеет уже плотную волокнистую структуру (рис. 61) и поступает дальше на волочение.
Обрабатываемость вольфрама

Волочение вольфрама осуществляется сначала на прямолинейном цепном стане, а начиная примерно от 1 мм диаметра, когда проволока приобретает некоторую гибкость, волочение продолжается сначала на блочных станах с диаметрами ведущих барабанов (блоков) около 1—1,5 м, а затем на серии следующих машин все уменьшающихся габаритов и с меньшими диаметрами ведущих катушек.
На тонком волочении при диаметрах проволоки ниже 0,05 мм (до 0,01 мм) диаметр катушек составляет около 10—40 мм. Перед волочанием проволока нагревается до ее прохода через волоку в начальных ступенях волочения на цепном стане до 1000—1100°, а на последующих при постепенно понижающейся температуре, которая на самом тонком волочении снижается до 500—550°.
Обжатия сечения за один переход на операциях волочения составляют 25—30% на крупных диаметрах и 12—13% на небольших.
При волочении в качестве смазки также применяется коллоидальный раствор графита.
После рекристаллизующего отжига, проводимого на первых ступенях ковки, в дальнейших операциях температура нагрева вольфрамовых прутков и проволоки перед ковкой и волочением не превышает температуры рекристаллизации. Следовательно с момента рекристаллизующего отжига вольфрамового прутка до последней стадии тонкого волочения он удлиняется без промежуточной рекристаллизации белее, чем в 200 000 раз, что соответствует обжатию 99,9995%.
Прочность вольфрамовой проволоки увеличивается по мере уменьшения диаметра, и самая тонкая проволока имеет предел прочности при растяжения выше 400 кг/мм2.
Уместно вспомнить, что в течение более 100 лет после получения первых образцов металлического вольфрама он считался «абсолютно хрупким металлом.