Как изготавливается штабик вольфрама: технология обработки

Чтобы изготовить жаропрочное изделие, которое будет эксплуатироваться в тяжёлых условиях, используют вольфрам. Он начинает плавиться при температуре 2019 градусов. Такое свойство становится незаменимым при производстве нитей накаливания, всевозможных сварочных электродов. Штабик вольфрама обладает высокой прочностью, а также высоким электрическим сопротивлением. Вольфрам стал основой жаропрочных сплавов и твёрдых металлов.

Технология изготовления изделия

Вольфрамовый штабик принято считать полуфабрикатом, так как он получается во время изготовления металла. Процесс получения продукта связан с нагреванием водорода, который образуется в огромных количествах. Спекание материала выполняется в несколько этапов.

Для нагревания используется атмосфера водорода — таким образом повышается прочность изделия. Водород защищает деталь от окисления. При определённой температуре материал выдерживается в печи около 30 минут. Затем готовый продукт помещают в холодильник. Здесь он попадает под холодную воду, после чего проводится его охлаждение с использованием сухого водорода. В результате деталь приобретает:

  • Красивый внешний вид.
  • Пористую структуру.
  • Прочную плёнку на поверхности.

Обработка вольфрама выполняется сварочным методом. Штабик зажимают между сварными контактами. Материал охлаждают водой и пропускают ток. В результате нагрева начинает происходить процесс плавления. Подача тока осуществляется электрическим трансформатором. В заводских условиях используется генератор.

В случае больших габаритов вольфрамового штабика, применяется стыковая сварка. Это повышает качество работы и уменьшает количество отходов. Важную роль при такой операции играет плотность материала. Очень сложно обрабатывать металл с низкой плотностью.

Производство методом ковки

Ковке подвергается только сваренный штабик. Его обработка проводится при высокой температуре. Он начинает деформироваться при температуре 2019 градусов. Операция выполняется на ковочной машине ротационного типа. После нагрева увеличивается пластичность материала, он легко обрабатывается.

Сегодня известно несколько видов вольфрама, отличающихся размером кристаллов, из которых состоит структура штабика. Большие кристаллы всегда располагаются на наружной поверхности. Мелкие кристаллы в основном встречаются в середине изделия.

Такая разница размеров во время ковочной обработки может стать причиной появления трещин, которые разрушают деталь. Чтобы такого не происходило, обрабатываются только прямоугольные штабики. Проковка таких изделий происходит со всех сторон, поэтому они отличаются высокой прочностью.

Области применения вольфрама

Обработка детали выполняется только при повышенной температуре. Поэтому из такого металла изготавливают:

  • Сварочные электроды.
  • Прутки.

Эти электроды не плавятся. Их используют для работы с высоколегированными сталями, а также различными металлическими сплавами.

Вольфрамовая проволока применяется для создания нагревательных спиралей в лампах накаливания. Из неё изготавливают термопары, определяющие значение высокой температуры.

Стадии обработки прутков

Если длина штабика не превышает 10−15 см, обработке подвергаются детали диаметром 7 мм. Для получения такого размера поднимают температуру до 2019 градусов. Дополнительным нагревателем выступает молибден.

Для получения изделия диаметром 4,5 мм рабочая температура уменьшается до 2019 °C. Сечение 2,75 мм получается при аналогичной температуре.

Все вольфрамовые прутки подразделяются на несколько групп. Они обозначаются:

  • ВТ.
  • ВЛ.
  • ВИ.
  • ВА.
  • ВЧ.

Для изготовления прутков ВТ, ВЛ, ВИ используется очень высокая температура. Она намного ниже при получении вольфрамовых изделий ВЧ и ВА.

Основой этого материала стали вольфрамовые слитки, изготовленные методом плавления. Горячая обработка таких слитков не делается. Это связано с их структурой, в которую входят грубые кристаллы. При горячей обработке металл начинает трескаться.

Такие слитки обрабатываются горячим прессованием. Степень прессования составляет 90%. Сначала деталь прессуют при температуре 2019 градусов. Затем температуру понижают до 2019 градусов и выполняют повторную операцию. Готовую заготовку отправляют на горячую ковку.

Распространенность на мировом рынке

Больше всего изделий из вольфрама производит Китай. В год он изготавливают 41 тысячу тонн материала. В России эта цифра не превышает 3,5 тысячи тонн. Для получения такого объёма в больших количествах используется вторичное сырье:

  • Остатки карбида вольфрама.
  • Стружка.
  • Порошковый материал.
  • Опилки.

Сегодня наблюдается уменьшение выпуска вольфрамовых нитей. Появилось много альтернативных технологий, касающихся освещения. Вместо обычных лампочек, устанавливают светодиодные лампы. Большой популярностью пользуются люминесцентные осветительные приборы.

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.

В последнее время вольфрам стал очень популярным материалом, который можно использовать для изготовления любых жаропрочных изделий, которые в дальнейшем еще буду и подвергаться самым высоким механически нагрузкам. Зная его свойства, применение вольфрама оказывается незаменимым, например, при изготовлении такой продукции, как нити накалывания, или же сварочных электродов.

Вольфрам — это металл, плавящийся при температуре равным примерно трем тысячам трехсот восьмидесяти градусам. Самыми важными свойствами для данного металла являются плотность, электрическое сопротивление и коэффициент линейного расширения. Также он является основой твердых металлов и многих жаропрочных сплавов.

Вольфрамовый штабик получается в процессе производства самого металла, и поэтому его принято считать неким полуфабрикатом. Используется он при сборке печей, например, для варки стали, а также других не менее важных деталей. Сам продукт изготовления имеет довольно пористую структуру, которая отличается высокой стойкостью. Процесс его изготовления заключается в нагреве водорода, который собирается в больших количествах. Но об этом стоит поговорить немного подробнее.

Изготовление вольфрамовых штабиков

При производстве данного материала его спекают в две стадии:

  1. Нагревание данной продукции в атмосфере водорода. Такое изготовление помогает увеличить и прочность самого получаемого изделия. После его разборки стоит его аккуратно перенести на пластину молибдена и потом отправить в печь. Водород в таком процессе играет огромную роль, так как предотвращает саму получаемую таким образом продукцию от окисления. Выдерживая определенную температуру, материал находится в печи примерно полчаса.
  2. После печи известный уже всем материал отправляется в холодильник, где и проходит охлаждение холодной водой. И уже после этого начинается охлаждение сухим водородом до того момента, пока его не выгрузят.

Такой процесс изготовления дает не только определенный внешний вид, пористую структуру, но и восстанавливается поверхность пленки на материале.

Сварка вольфрам штабика

Вольфрам штабик зажимается для сварки между двумя контактами. После этого он проходит необходимое охлаждение водой и через него пропускают ток, который, нагревая, запускает в нем процесс плавления. Питание током проходит чаще всего с помощью трансформатора. Если же это происходит на большом производстве, то чаще всего используется генератор.

Если вольфрам штабик большой по своим размерам, то тогда стоит использовать такой способ сварки, как встык. Отходов при этом будет немного, а работе будет выполнена качественно. Но все, конечно же, зависит от плотности материала. Чем она ниже, тем сложнее обрабатывать такой металл.

Ковка вольфрамовых штабиков

Для ковки используют штабик, предварительно сваренный. Обработка штабика не может проводиться при комнатной температуре, так как данный металл очень хрупок при такой температуре. Деформацию такого рода стоит проводить

при температуре близкой к 2019 градусам

. Происходит это на ротационной ковочной машине, когда материал становится более пластичным, поддающимся к обработке.

Существуют различные сорта вольфрама, различаются они размером кристаллов, составляющих кристаллическую структуру штабика. Также необходимо конкретно знать, с каким сортом этого материала вы имеете дело, потому что большинство серьезных разрушений происходит при недостаточной обработке штабика в целом. Большие по размеру кристаллы в основном располагаются на поверхности, а вот мелкие кристаллы образуют структуру центра данного изделия. Из-за подобной разницы в размерах при ковке появляются трещины, которые после приведут к разрушению изделия.

Чтобы исключить подобные случаи лучше всего использовать штабики прямоугольного вида, нежели квадратного. За счет проковки прямоугольного изделия с двух сторон увеличивается его прочность, а с уменьшением диаметра увеличивается длина.

Продукция из вольфрама

Ковка, прокатка или волочение вольфрамовых штабиков проходит только при повышении температуры, для каждого типа обработки конкретная температура. К изделиям, которые производят из этого металла, относятся:

  1. Электроды.
  2. Прутки.

Данные электроды не подвергаются плавлению, поэтому их применяют для сварки высоколегированных сталей и металлов различного состава. Они

обеспечивают надежный сварной шов

. Кроме того, из вольфрамовой проволоки изготавливают нагревательные спирали, спирали для ламп накаливания и термопары для определения высоких температур. Вольфрамовые прутки считаются наиболее типовым продуктом из этого сплава.

Штабики – это основной источник для их изготовления. Для того чтобы изготовить вольфрамовый пруток, его подвергают обработке на ротационной ковочной машине. Переработка сплава выполняется при повышенной температуре, потому при комнатной температуре вольфрам является очень хрупким.

Кроме этого, необходимо выделить несколько стадий обработки металла. Каждая последующая стадия отличается от предыдущей стадии диаметром прутка.

  1. На первой стадии обработки диаметр прутков равен приблизительно 7 мм, но только в том случае если перед обработкой длина штабика составляла 10-15 см. Чтобы достичь такого диаметра используют температуру около 1500°С и молибден в качестве нагревателя.
  2. На второй стадии получают диаметр приблизительно 4,5 мм, при этом температуру обработки снижают до 1300°С.
  3. На заключительной, третьей стадии, получают диаметр 2,75 мм.

Также данные прутки различаются по маркам, основные марки это – ВТ, ВЛ, ВИ, ВА и ВЧ. Марки ВТ, ВЛ, ВИ изготавливают при более высоких температурах нежели марки ВА и ВЧ. За основной материал могут быть взяты вольфрамовые слитки, полученные путем плавления. При этом

горячую обработку данных слитков не производят

, потому что они состоят из грубых кристаллов, а горячая обработка приведет к растрескиванию. Вместо этого слитки подвергают двойному горячему прессованию со степенью прессования около 90%.

Первое прессование происходит при температуре равной примерно тысяча девятьсот градусов, а второе при 1500°С. После заготовки подвергаются горячей ковке.

Этот металл невозможно обработать в домашних условиях, но зато на него действует выгодные ценовые условия. Приобретать его выгодно и экономно, так как он стоит недорого.

  • Автор: Николай Иванович Матвеев
  • Распечатать

Оцените статью:

(1 голос, среднее: 1 из 5)