Легирование и свойства вольфрама

Легирование вольфрама молибденом и рением повышает пластичность вольфрама. Одним из пластичных сплавов является сплав

75% W + 25% Re. Добавкой рения снижают температуру превращения, что позволяет обрабатывать металл при температурах менее 200° С. Из вольфрамового сплава с 15% Мо в обычных условиях (нагрев, оборудование, штамп) можно изготовлять поковки сложной формы.

Пластичность у вольфрама резко возрастает после рекристаллизационного отжига. С повышением степени деформации металл значительно упрочняется. Например, при температурах деформации ниже 1400° С рост степени деформации от 20 до 80% дает повышение предела прочности от 20 до 120 кг/мм².

В качестве примеров, применяемых на практике степеней деформации, можно привести следующие.

Во время ковки спеченных заготовок на ротационно-ковочных машинах за проход дают обжатие 10—15% и закапчивают ковку при суммарной степени деформации не более 30%. Бойки ротационно-ковочных машин изготовляют из быстрорежущей стали Р18 или твердого сплава ВК15М, содержащего 85% карбида вольфрама и 15% кобальта.

При испытаниях па пластичность осадкой литого вольфрама, нагретого до 1538° С, установлено, что в металле образуются трещины, когда степень деформации достигает 65—66%. Из спеченной полой заготовки вольфрама прессованием изготовляли трубу со степенью деформации 70%.

Увеличение скорости деформирования положительно сказывается на пластичности вольфрама. Многократное деформирование резко увеличивает пластичность вольфрама. Возможность успешного волочения тонкой проволоки при 300— 400° С показывает положительное влияние высокой степени деформации на пластичность наклепанного вольфрама.

Ковка вольфрама с большими степенями деформации возможна, если применять заготовки из предварительно деформированного металла.

Практикой подтверждается целесообразность быстрой и с максимальными степенями деформации ковки и штамповки вольфрама, так как он интенсивно охлаждается.

Для ориентировочных расчетов деформирующего усилия можно использовать следующие данные.

У сплава вольфрама (75%) с молибденом (25%), содержащего 0,11% Zr и 0,05% С, предел прочности при температуре 982° С составляет 68,7 кг/мм², а при 1316° С — 51,5 кг/мм².

У сплавов, содержащих 0,6% Nb + 0,004% С или 0,9% Nb + + 0,018% С, а также у сплава, содержащего 0,1% Zr + 0,001% С предел прочности при 1650° С составляет 25 - 40 кг/мм². Сплав вольфрама, выплавленный в дуговой печи, содержащий 30% рения, после рекристаллизации при температуре 20° С имеет предел прочности 137,1 кг/мм²  и относительное удлинение 5%, а при температуре 1650° С предел прочности 35 кг/мм²  и относительное удлинение 13%.

Наклепанный вольфрам, нагретый до 370° С, имеет предел прочности около 70 кг/мм², а нагретый до 1650° С — около 21 кг/мм². После предварительного рекристаллизационного отжига пределы прочности при этих же температурах составляют 35 и 17 кг/мм².

Для сравнения укажем, что у вольфрама при температуре 1600° С предел прочности такой же, как и у молибдена при 1200° С. У вольфрама, в сравнении с танталом, ниобием и молибденом, пластичность ниже, а напряжение текучести больше (при одинаковых условиях деформирования).

Для снижения усилия деформирования и увеличения стойкости штампов при штамповке применяют технологические смазки. Хорошей теплоизоляционной смазкой служит смесь стеклянного порошка с графитом. Одной из лучших смазок считают аквадаг (раствор коллоидного графита). Хорошо расплавляется смазка из смеси дисульфида молибдена в изопропиловом спирте.

Значительные трудности, возникающие при обработке вольфрама режущим инструментом, побуждают изготовлять поковки с минимальными допусками и припусками, особенно если они имеют сложную форму и крупные размеры.