Полоса молибденовая

Полоса молибденовая

Полоса молибденовая — плоский полуфабрикат прямоугольного сечения из чистого молибдена либо сплава на его основе. Материал применяют в электровакуумных приборах, вакуумных печах, высокотемпературной оснастке, электронной технике, нагревателях, тепловых экранах, токоподводах, штампованных деталях.

Для полос используют марки МЧ, МЧВП, МРН. В отдельных проектах встречаются ЦМ-2А, TZM, молибден-рениевые композиции. Марка определяет происхождение заготовки, содержание примесей, пластичность, поведение после нагрева.

Для неотожжённых полос МЧ, МЧВП применяется ТУ 48-19-272-83. Документ предусматривает холоднокатаные изделия толщиной 0,1–0,5 мм, горячекатаные — 0,6–6,0 мм. Для электровакуумной промышленности используется ТУ 11-90 (Яе0.021.055 ТУ) с марками МЧ, МРН. Отожжённые полосы МЧ для глубокой вытяжки регулирует действующий ГОСТ 25442-82.

Основные марки

Не следует выбирать марку только по температуре плавления. Для детали важны состояние после прокатки, рекристаллизация, рабочая атмосфера, механическая нагрузка.

Полоса МЧ

МЧ — чистый молибден порошкового происхождения. По ТУ 48-19-272-83 материал получают из спечённых молибденовых заготовок. Для указанного документа массовая доля молибдена должна составлять не менее 99,95 %.

Полосу МЧ используют для тепловых экранов, элементов электровакуумных приборов, нагревателей сопротивления, держателей, плоских токопроводов. Материал подходит для лазерного раскроя, штамповки, гибки при допустимом состоянии.

Для электронных приборов ТУ 11-90 предусматривает МЧ группы А в неотожжённом состоянии толщиной 0,05–3,50 мм. Отожжённая группа В выпускается в диапазоне 0,10–0,30 мм.

Полоса МЧВП

МЧВП производят из вакуумплавленного исходного металла. ТУ 48-19-272-83 указывает применение вакуумплавленных слитков, полученных из спечённых штабиков МЧ.

Такой материал применяют в вакуумной технике, электронной промышленности, высокотемпературных узлах с повышенными требованиями к структуре. По указанным ТУ для МЧВП нормируется содержание кислорода до 0,0050 %, водорода до 0,0008 %, азота до 0,005 %.

МЧВП нельзя считать просто более дорогой разновидностью МЧ. Способ получения иной, поэтому решение принимают по требованиям чертежа либо технологической документации.

Полоса МРН

Марка МРН предусмотрена ТУ 11-90 для вспомогательных деталей электронной техники, технологической оснастки. Материал поставляется неотожжённым толщиной 0,10–3,50 мм.

МРН применяют там, где не требуется использовать основной материал МЧ для функциональной детали. Это могут быть держатели, технологические элементы, вспомогательные части приборов.

Выбор МРН должен быть указан в документации. Заменять МЧ на МРН только по совпадению размеров некорректно.

Размеры по ТУ 48-19-272-83

Для полос МЧ, МЧВП предусмотрен конкретный сортамент. Холоднокатаную продукцию получают толщиной от 0,10 до 0,50 мм, горячекатаную — от 0,6 до 6,0 мм.

Таблица основана на сортаменте ТУ 48-19-272-83. Для конкретной поставки нужно учитывать класс точности, допустимые отклонения.

Холоднокатаная полоса

Толщины 0,1–0,5 мм по ТУ 48-19-272-83 получают холодной прокаткой в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Переворот направления выполняют после значительной общей деформации заготовки.

Холодная прокатка повышает прочность, снижает пластичность. Такое состояние удобно для плоских экранов, жёстких элементов, деталей без глубокой вытяжки.

Для толщины 0,1–0,5 мм ТУ устанавливает минимальный предел прочности при растяжении примерно от 80 до 90 кгс/мм², что соответствует ориентировочно 785–883 МПа в зависимости от размера.

Горячекатаная полоса

Горячекатаный диапазон по ТУ 48-19-272-83 составляет 0,6–6,0 мм. Такая продукция используется для более массивных держателей, оснований, токопроводов, печной оснастки.

Поверхность после прокатки должна быть очищена от оксидной плёнки. Для холоднокатаного материала ТУ требует обезжиривания. Не допускаются расслоения, раковины, оксиды, механические повреждения, выводящие размер за нормативный допуск.

При толщине свыше 2 мм кромки могут поставляться без обрезки. До 2 мм включительно края должны быть обрезаны без надрывов, заусенцев.

Отожжённая полоса для глубокой вытяжки

Для деталей сложной формы применяется ГОСТ 25442-82. Росстандарт указывает документ как действующий. Стандарт распространяется на отожжённые полосы МЧ для изготовления электровакуумных деталей методом глубокой вытяжки.

Нормативные толщины:

0,10; 0,15; 0,20; 0,30 мм.

Ширина находится в диапазоне 50–150 мм, длина — не менее 150 мм.

После прокатки полосы проходят термообработку. Поверхность имеет шероховатость Ra не более 1,25 мкм. Кромки должны быть обрезаны.

Это уже не обычная жёсткая полоса под экран. Материал рассчитан на глубокую пластическую деформацию.

Способность к гибке

Неотожжённые полосы толщиной до 0,5 мм по ТУ 48-19-272-83 должны выдерживать изгиб до параллельности сторон. Радиус оправки зависит от толщины:

После испытания не допускаются разрывы, расслоения.

ГОСТ 25442-82 задаёт ещё более жёсткое испытание для отожжённой продукции: изгиб на 180° вокруг оправки радиусом, соответствующим толщине полосы 0,1–0,3 мм.

Нормативное испытание не следует превращать в универсальный конструкторский радиус. Реальная деталь может иметь несколько гибов, отверстия, локальные напряжения.

Глубокая вытяжка

ГОСТ 25442-82 предназначен именно для изделий, которые формуют глубокой вытяжкой. Стандарт нормирует глубину сферической лунки по Эриксену: не менее 3,0 мм для толщин 0,10–0,15 мм, не менее 4,0 мм для 0,20–0,30 мм.

Такая продукция нужна для чашеобразных, колпачковых, корпусных элементов электровакуумной техники.

Неотожжённую полосу МЧ 0,3 мм по ТУ 48-19-272-83 нельзя автоматически использовать вместо материала по ГОСТ 25442-82. Размер совпадает, состояние металла — нет.

Полоса для электронных приборов

ТУ 11-90 охватывает молибденовые полосы порошкового происхождения для электронной техники. Холоднокатаный диапазон составляет 0,05–0,60 мм, горячекатаный — 0,70–3,50 мм.

Для МЧ группы А толщиной 0,10–0,30 мм при прокатке в двух направлениях временное сопротивление должно быть не менее 888 МПа. Отожжённый материал группы В имеет минимум 685 МПа, относительное удлинение от 2 до 3 % по направлению испытания.

Для полос свыше 0,20 мм ТУ ограничивает серповидность величиной 2 мм на участке 300 мм. Коробоватость на базе 100 мм — до 3 мм вдоль, до 2 мм поперёк.

Масса молибденовой полосы

Для расчёта принимают плотность около 10,22 г/см³.

Масса одного погонного метра:

m = b × t × 0,01022

где b — ширина в мм, t — толщина в мм.

Например, заготовка 2×100×250 мм имеет массу около 0,511 кг.

Тепловые экраны

Тонкая полоса МЧ применяется в многослойных тепловых экранах вакуумных печей. Типичные рабочие сечения — 0,1–0,5 мм.

Экран отражает тепловое излучение от горячей зоны. Для такой задачи выгоднее несколько тонких слоёв, разделённых зазором, чем массивная сплошная стенка.

Полосу закрепляют с учётом теплового расширения. Жёсткая фиксация длинного элемента способна вызвать коробление при нагреве.

Нагревательные элементы

Из молибденовой полосы изготавливают резистивные нагреватели вакуумных печей. Рабочий элемент выполняют прямым, П-образным, меандровым.

Сопротивление рассчитывают:

R = ρ × L / A,

где A = b × t.

Если при одинаковой ширине уменьшить толщину с 1 до 0,5 мм, площадь сечения уменьшится вдвое. Электрическое сопротивление при равной длине возрастёт примерно в два раза при одинаковой температуре.

Поэтому нагреватель выбирают не по ширине либо толщине отдельно. Требуется полный расчёт геометрии.

Вакуумные печи

Молибден сохраняет свойства при температурах, значительно превышающих рабочий диапазон обычных конструкционных сталей. Поэтому из полос формируют нагреватели, держатели, экраны внутри вакуумных установок.

Главное условие — атмосфера. В присутствии кислорода нагретый молибден активно окисляется. Высокотемпературные элементы работают в вакууме, аргоне либо иной специально выбранной защитной среде.

Температуру плавления нельзя использовать как допустимый рабочий предел. Реальная температура ограничивается механической нагрузкой, ползучестью, рекристаллизацией, атмосферой.

Электровакуумные приборы

Для электронных приборов применяют МЧ, МРН. Полосы служат основаниями, экранами, электродами, анодными элементами, держателями.

Тонкие детали требуют стабильной толщины. Изменение сечения влияет на электрические свойства, жёсткость.

Для продукции этой группы особенно важны поверхность, плоскостность, чистота перед сборкой вакуумного прибора.

Резка

Толщина до 0,5 мм позволяет использовать прецизионные ножницы, штамп, лазер. Для более массивных полос применяют лазерную, электроэрозионную либо механическую обработку.

Кромка не должна иметь глубоких надрывов. Острый дефект становится концентратором напряжений при гибке.

Для вакуумной детали после раскроя поверхность очищают от технологических загрязнений.

Штамповка

Тонкие полосы подходят для вырубки, пробивки отверстий, неглубокой формовки. Для серьёзной вытяжки лучше применять специально отожжённый материал по ГОСТ 25442-82.

Радиусы пуансона, матрицы должны соответствовать состоянию металла. Слишком острый переход вызывает локальный надрыв.

Если материал после высокотемпературного отжига стал крупнозернистым, его пластичность при комнатной температуре может снизиться.

Механическая обработка

Полосы 1–6 мм можно сверлить, фрезеровать, шлифовать. Работа требует жёсткого закрепления, острого инструмента.

Молибден не любит сильной ударной нагрузки. При плохой фиксации край способен сколоться.

Для резьбового отверстия желательно оставить достаточный запас материала до кромки. Острые внутренние переходы уменьшают стойкость детали к циклической нагрузке.

Сварка

Для соединения молибдена используют электронно-лучевую, лазерную, аргонодуговую сварку по подходящей технологии.

Нагретый металл следует защищать от кислорода. Загрязнение шва снижает пластичность, повышает риск хрупкого разрушения.

Для печных экранов часто рациональнее механическое крепление. Молибденовые винты, заклёпки позволяют заменить отдельную секцию без сварочного ремонта.

Состояние поверхности

ТУ 48-19-272-83 требует обезжиренной поверхности холоднокатаной полосы. Горячекатаная продукция должна быть очищена от оксидной плёнки. Расслоения, раковины, оксиды, значительные механические повреждения не допускаются.

Для отожжённой полосы глубокой вытяжки ГОСТ 25442-82 ограничивает шероховатость значением Ra 1,25 мкм.

Требования к поверхности особенно важны при вакуумной эксплуатации. Масло либо органическое загрязнение при нагреве повышает газовыделение.

Как выбрать полосу

Для жёсткого экрана либо нагревателя можно рассматривать неотожжённую МЧ по ТУ 48-19-272-83.

Для детали из вакуумплавленного материала выбирают МЧВП.

Для глубокой вытяжки применяют отожжённую МЧ по ГОСТ 25442-82.

Для основных деталей электронной техники подходит МЧ по ТУ 11-90. Для вспомогательной оснастки может применяться МРН.

Толщину назначают по механической либо электрической функции. Сечение нагревателя рассчитывают по сопротивлению. Экран выбирают по жёсткости, конструкции креплений.

Что указать в заявке

Корректное обозначение должно включать марку, толщину, ширину, длину, состояние, норматив.

Например:

Полоса молибденовая МЧ, 0,3×130 мм, холоднокатаная, неотожжённая, 1 класс, ТУ 48-19-272-83.

Для МЧВП:

Полоса МЧВП 1×100×250 мм, горячекатаная, ТУ 48-19-272-83.

Для глубокой вытяжки:

Полоса молибденовая МЧ 0,2×100×150 мм, отожжённая, ГОСТ 25442-82.

Для электронной техники:

Полоса МЧ-1-0,2×150-В-П2 Яе0.021.055 ТУ.

Последнее обозначение соответствует примеру ТУ 11-90: марка МЧ, первый класс точности, толщина 0,2 мм, ширина 150 мм, отожжённое состояние, прокатка в двух направлениях.

Типичные ошибки

Первая ошибка — путать полосу с лентой. У продукции могут быть разные ТУ, состояние, размеры.

Вторая — использовать ТУ 48-19-272-83 для отожжённой полосы глубокой вытяжки. Этот документ относится к неотожжённой продукции; для глубокой вытяжки действует ГОСТ 25442-82.

Третья — заменять МЧ на МЧВП либо МРН только из-за одинакового размера.

Четвёртая — выбирать нагреватель без расчёта полного сечения.

Пятая — выполнять резкую гибку массивной неотожжённой полосы без проверки допустимого радиуса.

Шестая — эксплуатировать молибденовый элемент при высокой температуре на воздухе без защиты от окисления.

FAQ

Какие марки используют для молибденовой полосы

Основные марки — МЧ, МЧВП, МРН. Для специальных высокотемпературных деталей применяются легированные молибденовые материалы.

Какой ГОСТ действует на молибденовую полосу

Для отожжённых полос МЧ, предназначенных для глубокой вытяжки, действует ГОСТ 25442-82. Росстандарт подтверждает его действующий статус.

Какие толщины предусмотрены ГОСТ 25442-82

0,10; 0,15; 0,20; 0,30 мм. Ширина — 50–150 мм, длина — не менее 150 мм.

Какие толщины предусмотрены ТУ 48-19-272-83

Холоднокатаные — 0,1–0,5 мм, горячекатаные — 0,6–6,0 мм.

Чем МЧ отличается от МЧВП

МЧ производят из спечённой порошковой заготовки. МЧВП получают из вакуумплавленного металла.

Что такое МРН

Это марка молибдена, предусмотренная для вспомогательных деталей, оснастки в электронной технике по ТУ 11-90.

Сколько весит полоса 1×100 мм

Около 1,02 кг на метр при расчётной плотности 10,22 г/см³.

Сколько весит 3×100 мм

Около 3,07 кг/м.

Подходит ли полоса для нагревателей

Да. Молибденовые полосовые нагреватели применяют в вакуумных, защитно-газовых печах. Геометрию подбирают по сопротивлению, мощности, температуре.

Можно ли штамповать молибденовую полосу

Да, но способность к формованию сильно зависит от состояния. Для глубокой вытяжки следует применять специально отожжённый материал по ГОСТ 25442-82.

Что указать при заказе

Нужны марка, толщина, ширина, длина, состояние, класс точности, нормативный документ. Для нагревателя дополнительно задают требования к поверхности, геометрии, направлению прокатки.