Сплав ВД-10

Металлургия с появлением рентгеновского и спектрального методов изучения сделала огромный рывок вперед. Были открыты свойства всех металлов, изучены из взаимодействия с другими элементами в различных пропорциях. Были не только получены сплавы с уникальными характеристиками, но появились задатки получения высокопрочных, таких как сплав ВД-10, по совершенно новой технологии — порошковой. Так она называется благодаря состоянию основного элемента.

Методы получения сверхпрочных сплавов

Высокая тугоплавкость элементов, которые являются его основой, позволяет получить эти элементы в чистом виде только химическим методом. Самый прочный из них вольфрам. В результате реакции восстановления, из оксида удается получить карбид этого элемента. Окончательная обработка проходит в мельнице в течение 2-3 суток, где и получается мелкодисперсный порошок с размером гранул 1-10 мкм.  

Получить сплав из тугоплавких металлов обычным способом невозможно по двум причинам:

1. еще не созданы огнеупоры, которые смогут выдержать температуру расплава выше 1780 ºС;
2. t начала плавления вольфрама 3410 ºC, а он присутствует как основной компонент во всех твердых сплавах, являются точками в которых другие металлы начинают превращаться в газообразное вещество или испаряться, что делает невозможным взаимодействие этих элементов. 

Поэтому их соединяют при доступных температурах. Существует 2 способа получения, которые в зависимости от физико-химических свойств имеют различное назначение: 

1. Метод спекания: порошки карбидов вольфрама и кобальта смешивают и добавляют органический клей. Полуфабрикат помещают в формы, затем выдерживают при температуре 1400-1500 ºC под давлением (~200-300 кгс/см²), кобальт расплавляется, создавая однородную структуру. Для исключения попадания в слиток разрушительный элементов, содержащихся в воздухе, процедуру проводят в защитной (инертной) атмосфере. Клей при такой температуре выгорает полностью.

Эти методом получают сплавы, в основном используемые как напыление для инструмента, работающего в особо сложных условиях. Существует 3 группы, на которые подразделяются эти сплавы, у каждой из них присутствует вольфрам и кобальт, но могут присаживаться титан и тантал.

• карбиды вольфрама и кобальта;
• к вышеперечисленным карбидам добавлен титан;
• к компонентам 2 группы добавляется тантал.

2. Метод литьевой. Это своего рода впаивание тугоплавких частиц, где они попадают в матрицу, состоящую из легкоплавкого металла. Получается 2-фазный твердый раствор, состоящий из компонентного материала — вольфрама — и относительно мягкой матрицы однородного сплава. Также существует разделение по группам матриц:

• железо – никель;
• никель – медь;
• медь.

Технические характеристики и применение сплава ВД 10

Относится к двухкомпонентным вольфрамо–медным сплавам. Маркировка ВД-10 регламентирует содержание меди 10 % от общего химического состава. Эти сплавы различаются содержанием меди, всего до 75 %, которая регулирует физико-химические свойства, увеличивая или уменьшая их.

Среди сплавов этой группы обладает:

• максимальной плотностью 17,0 %;
• минимальных коэффициентом теплового расширения 6,5 ppm/K;
• минимальным коэффициентом теплопроводности 180-190 Вт/м*К. 

Сплав марки ВД-10 применяются в электротехнике. Для чего медь в этом сплаве используется только высшей марки М0, М1 или М2. Отличаются они практическим отсутствием кислорода, т. к. даже при наличии этого элемента в тысячных долях снижает электропроводность.

В понятие электротехники входят современные технически сложные приборы, используемые в военной технике, авиастроении, космических технологиях, медицине, нефтепереработке и т. д. это:

• устройства, которые работают на сверхвысокочастотных волнах;
• с высокой подвижностью электронов.
• блоки питания;
• схемы СВЧ-диапазона;
• технология лазерной обработки;
• системы оптоэлектроники;
• биполярные транзисторы и т. д.

Производство

Высокопрочные сплавы дорогие не столько из-за стоимости сырья, сколько из-за сложной технологии получения карбидов вольфрама и готовых изделий. Поэтому в зависимости от назначения изделия, используется только нанесение композитного сплава на рабочую кромку или контактную часть.   

Получают готовую продукцию двумя способами:

• получение готовой детали из сплава ВД-10 полностью литьевым методом;
• получение части нужной части, которая крепиться методом наплавления на рабочую деталь, придавая нужные характеристики ее поверхности;
• сортового проката.  

После чего для придания точных размеров и форм, полностью советующих параметрам готовой детали, проводят обработку шлифованием на абразивных кругах SiC или с алмазной крошкой и ручной окончательной доводкой.

Поставляется сплав ВД 10 в пластинах, прутках, полосах, лентах, а также готовых изделиях любой сложности. Стоимость сплава в полуфабрикатах составляет от 125 долларов за 1 кг, но может увеличиваться в зависимости от сложности изделия.