Спосіб підвищення пластичності молібдену і вольфраму та їх сплавів

Спосіб підвищення пластичності молібдену і вольфраму та їх сплавів шляхом термічної обробки, який відрізняється тим, що метали попередньо відпалюють у хімічно активному порошковому середовищі, що містить, мас. %: 3 титан алюміній церій-лантанова лігатура фтористий натрій решта - 15-25, - 1-3, - 3-7, - 0,5-1, - розріджувач (прототип). Відпал молібдену і вольфраму проводять при 850°С і тривалість процесу досягає 20 годин, причому експозиція зростає із збільшенням товщини оброблюваного металу. Крім цього, процес трудомісткий, особливо затрачається багато часу і матеріалів на упакування контейнерів, у яких проводять відпал. Мета корисної моделі - підвищення пластичності металів і зменшення браку виготовлених деталей. Поставлена мета досягається тим, що молібден і вольфрам попередньо відпалюють у хімічно активному порошковому середовищі, що містить (мас. %): титан - 28, хром - 30, магній - 25, церій - 3, лантан -5 і розріджувач (оксид алюмінію) - решта, а потім їх насичують одним із металів V-A гр упи, надаючи перевагу ніобію, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: ніобій - 90-95; оксид алюмінію - решта. Компоненти порошкового середовища виконують такі функції. Титан і хром поглинають вуглець, азот і кисень із тугоплавких металів. Магній поглинає кисень в області низьких температур. Церій і лантан поглинає в основному водень, а також вуглець і кисень. Розріджувач (оксид алюмінію) запобігає спіканню основних компонентів суміші, а також припіканню їх до поверхні молібдену і вольфраму. Титан, хром, магній, церій і лантан використовуються у вигляді порошків зернистістю 100140мкм. Порошок оксиду алюмінію (Аl2О3) застосовується зернистістю 40-80мкм. При початковому використанні порошкової суміші всі компоненти змішують між собою з метою одержання однорідної маси. Відпал тугоплавких металів із використанням порошкової суміші проводять у вакуумній печі (р=0,001Па) в спеціальних контейнерах, які виготовлені із жаростійких сплавів. Для проведення відпалу використовували листовий прокат молібдену і вольфраму, з якого виготовляли зразки розміром 40х20х0,2мм. Перед проведенням відпалу контейнер упаковували в такій послідовності. На дно контейнера насипали однорідну суміш компонентів товщиною 20±5мм, а потім у шар суміші вертикально вставляли зразки молібдену (вольфраму), віддаль між якими становила 5-7мм, а до стінок контейнера - 15±5мм. Встановлені зразки повністю засипали сумішшю із одночасним її ущільненням, причому товщина шару суміші над верхнім краєм зразків повинна бути не менше 30±5мм. Після упакування контейнера його поміщали у вакуумну піч (р=0,001Па) і нагрівали 3663 4 до температури, що нижче на 200°С від 0,4Тр, (де Тр - температура рекристалізації тугоплавкого металу). Процес тривав 6 годин. Потім температуру піднімали до 0,4Тр. Експозиція складала 6 годин. Після закінчення процесу контейнер охолоджували разом із пічкою до 20±5°С, а потім його розпаковували і відокремлювали на ситі порошкову суміш від оброблених зразків. Суміш зберігають у герметичній тарі з метою запобігання контакту з парами води. Постійну активність порошкової суміші підтримують перед кожним її повторним використанням шляхом уведення 1% титану, хрому і магнію, а також 0,5% церію і лантану. Активність суміші забезпечується протягом 8-10-разового її використання. Зразки тугоплавких металів після відпалу мають рівномірний світло-сірий колір. Під час відпалу молібдену і вольфраму в хімічно активній суміші домішки проникнення, що знаходяться на межі зерен, дифундують із глибини металу на поверхню, де вони адсорбуються компонентами порошкового середовища. Після відпалу молібденових і вольфрамових зразків у хімічно-активному середовищі їх насичують одним із металів V-A гр упи, надаючи перевагу ніобію. Насичення проводять у вакуумній печі (р=0,001Па) при температурі 1200°С протягом 2 годин. З цією метою використовують порошок ніобію зернистістю 40-60мкм і оксиду алюмінію зернистістю 80-100мкм. Компоненти суміші змішують між собою з метою одержання однорідної маси. Схема завантаження зразків у контейнер аналогічна вище описаній. Після закінчення процесу насичення контейнер охолоджують разом із пічкою до 20±5°С, а потім його розпаковують і відокремлюють на ситі насичуючу суміш від зразків. Суміш зберігають у герметичній тарі. Після 10-разового використання суміші до неї добавляють 1% порошку ніобію. Молібден і вольфрам після насичення мають світлий сірий колір. Металографічним аналізом макродефектів у поверхневих шарах молібдену і вольфраму не виявлено. В результаті відпалу молібденових і вольфрамових зразків у хімічно активному середовищі та насичення їх ніобієм значно зростає пластичність металів порівняно з необробленими. Для оцінки пластичності використовували число перегинів (ГОСТ 13813-68). За один перегин приймали згин зразка на 90° і повернення його у початкове положення. Згин зразків проводять в обидва боки у спеціальному пристрої. Зменшення вмісту ніобію в суміші нижче вказаного інгредієнту погіршує пластичність металів, а підвищення його концентрації призводить до налипання порошку до поверхні тугоплавких металів і погіршення їх чистоти. Для оцінки ефективності використання заявленого способу зразки тугоплавких металів відпалювали в хімічно-активній суміші, а потім насичували їх ніобієм. Концентрація ніобію в суміші досягала 90 мас. % (варіант „а"), 93 мас. % (варіант „б") і 95 мас. % (варіант „в"). Водночас для порівняння відпалювали зразки молібдену і вольфраму в суміші, що містила (мас. %): титан - 25, алюміній - 3, 5 3663 6 церій-лантанова лігатура - 3, му підвищується в 3 рази, а кількість браку зменфтористий натрій - 1, шується в 2 рази порівняно з прототипом. оксид алюмінію (прототип) - решта. Заявлений об'єкт має такі переваги порівТемпература процесу - 850°С, а тривалість - 20 няно з прототипом: збільшує в 2-3 рази пластичгодин. У кожному випадку використовували партію ність тугоплавких металів і в 2 рази зменшує кільз п'яти пластин кожного металу. Із відпалених плакість браку при виготовленні виробів із них; забезстин розміром 40х20х0,2мм шляхом екструзії вигопечує багаторазове використання суміші, що товляли стаканчики і лодочки з відношенням висосприяє зменшенню вартості способу підвищення ти до діаметру 5:2 і довжини до висоти 3:1, пластичності молібдену та вольфраму. відповідно. Вироби бракувати за такими дефектаСпосіб підвищення пластичності молібдену і ми: розірвані краї, тріщини та глибокі риски на вольфраму та їх сплавів може знайти застосуванзовнішній поверхні. Результати випробувань приня для обробки фольги, дроту, листово го прокату ведені в таблиці. та прутків тугоплавких металів, які використовуОдержані результати свідчать, що заявлении ються для виготовлення різних деталей електронспосіб дозволяє в 2 рази підвищити пластичність них, світлоте хнічних пристроїв і виробів молібдену і зменшити в 2 рази кількість браку під спеціального призначення методами механічної час виготовлення виробів. Пластичність вольфраобробки. Таблиця Кількість перегинів, шт. Брак, % Метал Варіант „а" Вольфрам Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Варіант „в" 15 30 6 50 Молібден Варіант „б" 18 25 8 46 20 20 12 30 Підписне Прототип Пат. СРСР №1809987 10 40 4 60 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститупромислов ої в ласності”, вул. Глазунов а, 1, м. Київ – 42, 01601