» » Производство компактного ковкого молибдена металлокерамическим методом
05.02.2017

Описанные ранее физико-химические и технологические основы производства компактного ковкого вольфрама в большой степени распространяются и на другие тугоплавкие металлы. Поэтому в описании производства компактного ковкого молибдена, аналогичного производству вольфрама, мы приведем только отличительные черты, специфические для производства молибдена.
Молибденовый порошок 99,95%-ной чистоты, восстановленный водородом из молибденового ангидрида, более мелкозернист, чем стандартный вольфрамовый порошок. Средняя величина зерен порошка молибдена составляет около 1,5—2μ. при насыпном весе 2,2—2,8
В связи с большей удельной поверхностью молибденового порошка спрессованные штабики получаются более прочными, чем вольфрамовые. При прессовании применяется давление до 3 т/см2, в результате чего получаются штабики с 40%-ной пористостью.
Предварительное спекание проводится при 1200° в таких же условиях и в таких же печах, как и для вольфрама.
Высокотемпературное спекание (сварка) производится в аппаратах такого же типа, какие описаны выше для производства вольфрама.
В связи с мелкозернистостью порошка молибдена процесс усадки при сварке молибденовых штабиков проходит с большей скоростью и процесс сварки завершается при довольно коротком времени выдержки (около 10—15 мин.) при силе тока, составляющем 90% от тока переплавки (температура 2200—2400°). В результате сварки пористость штабика снижается до 10—15%. Штабик приобретает равноосную полиэдрическую структуру, характеризуемую зернистостью 2500—5000 зерен на 1 мм2.
В связи с тем, что значительная часть чистого молибдена используется для изготовления проволок, предназначенных для обмотки электропечей, а также для лент и листов, применяемых в радиоламповой и других отраслях промышленности, часть молибденовых штабиков изготовляют больших размеров, сечением до 60х60 мм при длине около 800 мм.
Сварка штабиков больших сечений требует очень высокой силы тока (несколько тысяч ампер), что создает затруднения в системе электропитания, вызывает необходимость в громоздких токоподводящих шинах больших сечений и т. п.
Для уменьшения температуры сварки, а следовательно, и силы тока применяют активизацию процесса спекания молибдена при сварке путем незначительного увлажнения водорода (посредством предварительного пропускания водорода через воду при 20—40°). Активизация взаимодействия частиц металла в процессе спекания в присутствии следов влаги объясняется влиянием окислительно-восстановительных реакций, как описано выше для случая сварки вольфрама в увлажненном водороде. В атмосфере увлажненного водорода удается снизить температуру сварки молибдена до 1600—1700°.
При соответственно удлиненной продолжительности процесса сварки (иногда для больших штабиков до 2 час.) с целью выравнивания структуры по сечению штабика удается спекать крупные молибденовые штабики при такой пониженной температуре до большой плотности — около 10 г/см3, т. е. приближающейся к плотности беспористого металла (10,3 г/см3). Формирующаяся в этих условиях крупнозернистая структура штабика в данном случае не служит препятствием, так как молибден отличается от вольфрама большей пластичностью и такие штабики успешно подвергаются горячей ковке.
Условия эксплуатации молибденовых изделий в подавляющем большинстве случаев не требуют никаких специальных присадок, за исключением молибденовой проволоки, применяющейся в радиоламповой промышленности, требующей небольшой присадки окиси тория.
Молибден более пластичен, чем вольфрам, но все же ковка молибденовых штабиков, волочение проволоки больших диаметров и прокатка толстых пластин проводятся при подогреве.
На первых ступенях ковки штабики подогреваются до 1300—1400°, а на последующих ступенях обработки температура постепенно снижается. Молибденовую проволоку диаметром ниже 0,3 мм можно протягивать без нагрева при необходимости получения наиболее гладкой поверхности проволоки. Однако это вызывает увеличенный расход волок, и поэтому при отсутствии повышенных требований к качеству поверхности молибден обычно и до более тонких диаметров (до 0,1 мм) протягивают с подогревом.
Прокатка листового молибдена на тонких размерах (ниже 1 мм) производится на холоду.
Существенное отличие свойств молибдена от свойств вольфрама заключается в том, что при комнатной температуре молибден с равноосной структурой при условии достаточной химической чистоты разрывается при разрушающем усилии по кристаллам, а не по межкристаллическим границам.
В отличие от вольфрама рекристаллизация обработанного молибдена не повышает его крупности. В связи с этим в процессах обработки молибдена давлением применяют несколько промежуточных отжигов вблизи температуры рекристаллизации с целью снятия наклепа, уменьшения твердости и повышения пластичности.
Тянутая неостуженная молибденовая проволока диаметром около 0,2 MM имеет предел прочности при растяжении 220—240 кг/мм2 при относительном удлинении немногим более 1%. После отжига при 1000—1100° предел прочности снижается до 85—90 кг/мм2, а относительное удлинение увеличивается до 15—16%.