После спекания вольфрамовые и молибденовые штабики на холоду хрупки. Однако в нагретом состоянии (1300-1400 °С) штабики можно подвергать ковке, а затем волочению или прокатке в листы. С ростом степени деформации пластические свойства металлов возрастают, а температура обработки понижается.

После спекания вольфрамовые и молибденовые штабики на холоду хрупки. Однако в нагретом состоянии (1300 -1400 °С) штабики можно подвергать ковке, а затем волочению или прокатке в листы. С ростом степени деформации пластические свойства металлов возрастают, а температура обработки понижается.

Ковку штабиков квадратного сечения в круглые прутки, предназначенные для волочения проволоки, осуществляют на ротационных ковочных машинах. Принцип их действия состоит в том, что штабик, предварительно нагретый в печи (в водородной среде), получает большое число ударов (10000 – 12000 в 1 мин) от двух ковочных плашек, вращающихся с большой скоростью вокруг оси вольфрамового прутка и совершающих возвратно-поступательное движение по диаметру в пазах вращающегося вала машины.

Число ударов в 1 мин зависит от количества роликов и числа оборотов шпинделя. Изменяя диаметр плашек, получают прутки диаметром 2 – 3 мм, которые далее поступают на волочение проволоки в нагретом состоянии сначала на крупных цепных и блочных волочильных станах с применением фильер из твердых сплавов (от 2 до 0,5 мм), затем на машинах многократного среднего и тончайшего волочения (от 0,5 до 0,01 мм). Для волочения вольфрамовой проволоки тоньше 0,3 мм применяют алмазные фильеры.

Структура спеченного вольфрамового штабика и кованого прутка

Структура спеченного вольфрамового штабика (а) и кованого прутка (б), диаметром 2,5 мм х 100

 

Температура волочения вольфрамовой проволоки изменяется по мере уменьшения диаметра проволоки от 800 до 500 °С. В процессе ковки и волочения исходная равновесная структура заготовки превращается в “волокнистую”, состоящую из мелких кристаллов, ориентированных вдоль оси обработки. На всем протяжении обработки давлением вольфрамовый пруток только один раз подвергается промежуточному отжигу выше температуры рекристаллизации. На всех последующих ступенях ковки и волочения температура нагрева ниже температуры рекристаллизации, так как в рекристаллизованном состоянии вольфрам хрупок. Таким образом, без рекристаллизующих промежуточных отжигов вольфрам выдерживает громадную суммарную деформацию с удлинением (и соответственно с уменьшением сечения) до 100000 ~ 200000 раз, что без рекристаллизующих отжигов не допускает ни один металл.

Тонкая вольфрамовая проволока имеет высокую прочность – более 4 ГПа.

В отличие от вольфрама рекристаллизующий отжиг обработанного молибдена не приводит к повышению его хрупкости. Поэтому в процессах обработки молибдена давлением применяют несколько рекристаллизующих отжигов. Большая пластичность молибдена позволяет проводить тонкое волочение проволоки (а также прокатку тонкой ленты) без нагрева.

Аналогичные принципы обработки спеченных заготовок вольфрама и молибдена давлением с предварительным подогревом положены в основу плоской ковки, прокатки в листы и ленты.

Заготовки плавленых молибдена и вольфра ма вследствие крупной зернистой структуры трудно поддаются деформации. Для измельчения зерна такие заготовки подвергают обработке экструзией с нагревом (прессование заготовки через матрицу). При этом методе схема напряженного состояния (благодаря всестороннему сжатию) более равномерна, чем при ковке. Молибденовые заготовки перед экструзией нагревают до 1400 – 1700°С, вольфрамовые до 1600 – 1900 °С. Для защиты от окисления нагретые заготовки экструдируют в металлических оболочках. После экструзии металлы становятся более пластичными, что позволяет проводить их обработку с целью получения листов, проволоки и других изделий.

 

Источник: Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. "Металлургия редких металлов", 1991