2 Виды и причины брака вольфрамовых прутков и проволоки

Виды брака набраны курсивом.

Понижена температура первичной рекристаллизации; структура после рекристаллизации не соответствует техническим требованиям; высокая скорость испарения (образование пор по границам зерен); величина ползучести проволоки при высокой температуре выше нормы (возможен обрыв проволоки при испытании). Эти виды брака проволоки относятся только к марке ВА, их причины указаны в п.п. 1-9.

1) Содержание примесей CaO, MigO (рисунок 1.7), А1₂О₃ (рисунок 1.8) в вольфрамовом ангидриде больше, чем допускается.

2) Прокалка паравольфрамата аммония при низкой температуре или при недостаточном перемешивании (много неразложенного паравольфрамата, и как следствие получение мелкозернистых порошков при восстановлении WO₃ по принятым режимам (рисунки 1.8, 1.9, 1.17в, г).

3

Рисунок 1.17 – Микроструктура проволоки диаметром 1,25 мм из вольфрама марки ВА после испытания на ползучесть (×200):

а, б – выдержавшая испытание; в, г – не выдержавшая испытание.

) Не произошло химического взаимодействия присадки с WO₃ вследствие прокалки паравольфрамата при высокой температуре (700-800°С) или неправильного подкислення суспензии соляной кислотой (рисунки 1.7, 1.9).

4) Неравномерное распределение присадки в WО₃ (быстрый слив присадки в суспензию WО₃, недостаточное перемешивание последней при упарке и преждевременное выключение мешалки) - рисунок 1.9.

5) В вольфрамовый ангидрид введено присадки меньше или больше, чем положено.

6) Штабики изготовлены из мелкозернистого металлического порошка или из порошка, вторая стадия восстановления которого проведена во влажном водороде (рисунки 1.7, 1.8, 1.17в, г).

7) Расход водорода при получении металлического порошка марки ВА менее 2 м³/ч на одну трубу.

8) Снижение температуры сварки штабиков из мелкозернистых порошков с целью предотвращения вспучивания их (рисунок 1.8).

9) Сварка штабиков (вторая стадия) во влажном водороде (рисунки 1.9, 1.17в, г).

Штабики ломаются при ковке с квадрата или на их поверхности и поверхности прутков образуются глубокие поперечные трещины.

1. Малая плотность штабиков (плохой провар как следствие изготовления их из крупных порошков или несоблюдения режимов сварки).

2. Недостаточно обрублены непроваренные концы штабиков (трещины будут только на концах прутков).

3. Внутренние переплавки и вздутия как следствие изготовления штабиков из мелких порошков, неравномерного распределения присадки, быстрого подъема температуры при сварке или сварке при более высокой температуре (более 94% тока переплавки).

4. Сварка штабиков вольфрама марки ВА во влажном водороде («точка росы» близка к +20°С).

5. Содержание примесей выше нормы. Для вольфрама типа ВА это может быть результатом изготовления штабиков из очень мелких порошков), сильное (серое) окисление штабиков па операции низкотемпературного спекания.

6. Крупнозернистые штабики (рисунок 1.18) или очень мелкозернистые штабики (более 20000 зерен/мм²).

7. Ковка с повышенными обжатиями за переход и при заниженной температуре.

8. Неудовлетворительная наладка машины.

9. Велика мощность ковочной машины для данного размера штабиков.

Рисунок 1.18 – Структура крупнозернистого штабика вольфрама

марки ВА (×7).

Рисунок 1.19 – Расслой в вольфрамовом прутке (торцевой шлиф ×20).

Поверхность прутков «рубленая».

Велика скорость подачи прутков в ковочную машину.

«Сетка трещин» на поверхности прутков.

1. Недостаточная плотность штабиков и недостаточно прочная связь по границам зерен (может быть за счет большого количества окислов металла, например, ThO₂ и др.).

2. Высокая температура ковки (≥1500°С) также содействует образованию «сетки трещин».

В прутках после отжига обнаружен расслой.

Прессованные штабики имели расслой.

Расслой в прутках диаметром менее 7-10 мм (рисунок 1.19).

Занижена температура ковки штабиков и прутков, неправильно Подобран комплект бакенов, ковка бакенами с удлиненным каналом, высокие обжатия за переход.

Расслой в проволоке (рисунок 1.20).

Рисунок 1.20 – Расслой в вольфрамовой проволоке (×200):

а – торцевой шлиф; б, в – долевые шлифы.

Наличие расслоя и глубоких поперечных трещин в кованых Прутках, волочение проволоки при пониженной температуре, с повышенным обжатием за переход и через некачественные фильеры (длинный или овальный рабочий канал), отжиг проволоки в процессе волочения при заниженной температуре.

Заусеницы и отслоения тонких волоком (рисунок 1.11) на поверхности проволоки.

Глубокие трещины и «сетка трещин» на поверхности исходных прутков, некачественные фильеры (трещины и другие дефекты), некачественная смазка.

Хрупкая при изгибе проволока диаметром более 0,3 мм (излом прямой).

а) Крупные зерна в сечении проволоки (рисунок 1.21) могут быть следствием очень крупных зерен у исходных отожженных прутков или перегрева прутков при ковке.

б) Наличие дефектов на поверхности проволоки, возможно и карбидов вольфрама.

Хрупкая при изгибе проволока диаметром более 0,3 мм (излом с расслоем).

Рисунок 1.21 – Микроструктура хрупкой при изгибе вольфрамовой проволоки диаметром более 0,3 мм (×200).

Расслой в исходных кованых прутках, волочение прутков и проволоки при заниженной температуре, с высокими обжатиями за переход.

Неравномерный диаметр проволоки по длине.

Завышенная температура муфеля и фильеры при волочении (если проволока выходит из фильеры с видимым накалом, она местами растягивается); повышенные обжатия при волочении; волочение через некачественную или разработанную фильеру; неравномерное натяжение проволоки при волочении (проволока протягивается через фильеры «рывками»).

Овальная (некруглая) проволока.

Волочение через овальную фильеру.

Вьющаяся проволока.

Волочение через неправильно поставленную фильеру или трение о твердый предмет при намотке па катушку (проволока при перемотке идет «из-под нити» или трется о борта катушки).

Пониженный или повышенный предел прочности проволоки.

Разные условия волочения по температуре, обжатиям за переход, скорости и др.; разные режимы промежуточного отжига.

Пониженная прочность проволоки при изгибе (при спирализации или намотке на плоскую оправку).

Наличие расслоя, высокий и низкий предел прочности при растяжении, близкий к выходному размеру промежуточный отжиг проволоки; дефекты поверхности проволоки; неравномерное распределение присадки в проволоке марок типа ВТ-7 - ВТ-10.

Различная величина удельного электросопротивления по длине проволоки.

Неравномерный диаметр по длине проволоки. Понижение температуры и увеличение обжатия за переход увеличивают электросопротивление проволоки (и наоборот).

Проволока с неравномерным распределением примесей также имеет различное удельное электросопротивление.

Негладкая проволока.

Неправильное положение фильеры при волочении, неровная намотка на катушки, волочение через некачественные фильеры, прорезан ролик (основные - первые две причины).

Риски на поверхности проволоки (рисунок 1.22).

Рисунок 1.22 – Риски на поверхности проволоки (×7).

Основная причина для проволоки большого диаметра - попадание в канал фильеры твердых частиц (абразив печи и срезанные заусеницы) при волочении с диаметра 2,75 до 1,5 мм, вследствие чего в фильере образуются наросты.

Наличие рисок у проволоки тонких диаметров, как правило, вследствие некачественного канала фильеры или наличие твердых частиц в смазке

«Трудна отжигающаяся проволока».

Трудно подобрать режим отжига для топкой перенагартованной или отожженной близко к выходному размеру в процессе волочения проволоки, для вьющейся проволоки (диаметр кольца на нижнем пределе требований ТУ), для проволоки с большим разбросом механических свойств по длине.

Механические свойства отожженной проволоки не в норме, проволока хрупкая.

Причины те же, что в предыдущем пункте, а также невыполнение условий отжига проволоки по температуре, скорости прохождения через печь, величине натяга и состоянию оборудования (возможно конструкции его). Следует отметить, что по этому дефекту часто забраковывается годная проволока из-за несоблюдения условий отжига ее (большой диаметр и малая длина муфеля печи, что заставляет увеличивать температуру отжига; велика скорость перемотки проволоки через муфель, отжиг в печи с искривленным муфелем).

Изменение формы тела накала из проволоки марки ВА диаметром более 0,6 мм.

Применение проволоки с величиной ползучести выше нормы.

Отжиг тела накала перед монтажом в приборы или обжиг его в приборах при температуре, значительно ниже рабочей (ниже температуры вторичной рекристаллизации).

Загрязнение тела накала углеродсодержащими веществами или соединениями, содержащими никель, железо, алюминий.

Изменение формы тела накала из проволоки марки ВА диаметром менее 0,6 мм.

Применение проволоки, структура которой после рекристаллизации не соответствует техническим требованиям.

Неправильные режимы изготовления, термической обработки, обжига в приборах и загрязнение поверхности тела накала.