Молибден МЧ

Молибден марки МЧ — чистый металлокерамический молибден, получаемый методом порошковой металлургии. Содержание основного элемента составляет не менее 99,96 %, суммарная массовая доля примесей — не более 0,04 %. Марка МЧ служит основой для выпуска широкого сортамента полуфабрикатов: проволоки, полос, листов, фольги, прутков, штабиков и труб. Обозначение «МЧ» расшифровывается как «молибден чистый».

Химический состав молибдена МЧ

Требования к химической чистоте молибдена МЧ зависят от вида полуфабриката и регламентируются соответствующими стандартами. В сумму контролируемых примесей входят: кальций, магний, кремний, никель, железо и алюминий (если они не являются целевыми присадками).

Для проволоки, предназначенной для источников света (ГОСТ 27266-87), суммарное содержание примесей не должно превышать 0,04 %. Для полос глубокой вытяжки (ГОСТ 25442-82) нормы существенно жёстче — каждая примесь ограничена индивидуально.

Допустимое содержание примесей в молибдене МЧ для полос глубокой вытяжки (ГОСТ 25442-82)

Примесь	Массовая доля, %, не более
Алюминий (Al)	0,004
Железо (Fe)	0,010
Никель (Ni)	0,005
Кремний (Si)	0,010
Кальций (Ca)	0,003
Магний (Mg)	0,002
Углерод (C)	0,005
Кислород (O)	0,008

При этом допускается повышение массовых долей отдельных примесей (алюминия, железа, кальция, магния) при условии сохранения суммы пар: алюминий + железо, кальций + магний.

Физические и механические свойства молибдена

Молибден обладает набором свойств, определяющих его востребованность в высокотемпературной технике и электровакуумной промышленности. Ниже приведены основные характеристики при 20 °C для технически чистого молибдена.

Основные физические свойства молибдена

Параметр	Значение
Температура плавления	2623 °C
Температура кипения	4639 °C
Плотность	10 280 кг/м³
Теплопроводность	139 Вт/(м·К)
Температурный коэффициент линейного расширения	4,8·10⁻⁶ К⁻¹
Удельное электрическое сопротивление	5,0·10⁻⁸ Ом·м
Модуль упругости Юнга	285–300 ГПа

Молибден при нормальных условиях устойчив на воздухе. Заметное окисление начинается при нагреве выше 400 °C, а выше 600 °C происходит интенсивное окисление с образованием триоксида MoO₃. По этой причине высокотемпературная эксплуатация молибденовых изделий требует защитной атмосферы (вакуум, водород, инертный газ).

Механические свойства молибдена существенно зависят от чистоты металла, а также от способа предшествующей термической и механической обработки. Твёрдость по Бринеллю варьируется: для спечённых штабиков — 1,5–1,6 ГПа, для кованых прутков — 2,0–2,5 ГПа, для отожжённой проволоки — 1,4–1,9 ГПа. Предел прочности литого молибдена составляет 400–500 МПа, а отожжённой проволоки — 800–1200 МПа.

Марки молибдена: МЧ и другие

Помимо МЧ, в промышленности применяются другие марки чистого молибдена. Каждая предназначена для определённого круга задач.

Марки чистого молибдена

Марка	Характеристика	Сумма примесей, %, не более
МЧ	Чистый молибден (порошковая металлургия)	0,04
МЧВП	Чистый молибден вакуумной плавки	0,04
МК	С присадкой кремния (повышенная температура рекристаллизации)	0,04
МРН	Молибден расширенных норм	0,08

Марка МЧ является базовой для электровакуумной промышленности. Из неё изготавливается основная номенклатура полуфабрикатов для электронных приборов и источников света. Марка МЧВП отличается способом получения — вакуумной дуговой плавкой — и применяется там, где предъявляются повышенные требования к однородности структуры.

Проволока молибденовая МЧ

Молибденовая проволока — один из наиболее востребованных видов полуфабрикатов марки МЧ. Сортамент проволоки определяется ГОСТ 18905-73, а технические требования к проволоке для источников света — ГОСТ 27266-87.

Проволока изготавливается из молибдена, полученного методом порошковой металлургии, путём волочения. Диаметры — от 15 до 1000 мкм (по ГОСТ 18905-73). Плотность молибдена, принимаемая при расчёте диаметра проволоки по массе отрезка: 10,4 г/см³ для диаметров 15–350 мкм и 10,2 г/см³ для диаметров 351–400 мкм.

По ГОСТ 27266-87 проволока марки МЧ выпускается нескольких типов: К (керновая — для навивки моноспиралей из вольфрама), КС (для биспиралей), ВС (для вспомогательных спиралей). Подразделяется на группы А и Б, а также по классу точности — нормальная и повышенная.

Применение молибденовой проволоки

Основные области использования проволоки из молибдена МЧ: керны при навивке спиралей из вольфрама и его сплавов, вводы тока в источниках света, крючки и подвесы в электровакуумных приборах, сетки электронных ламп, нагревательные элементы высокотемпературных печей (при эксплуатации в защитной атмосфере).

Полосы молибденовые для глубокой вытяжки

Отожжённые молибденовые полосы из молибдена МЧ по ГОСТ 25442-82 предназначены для изготовления деталей электровакуумных приборов методом глубокой вытяжки. Полосы прокатываются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что обеспечивает изотропность механических свойств в плоскости листа.

Размеры полос по ГОСТ 25442-82

Толщина, мм	Допуск, мм	Ширина, мм	Длина, не менее, мм
0,10	±0,01	50–150	150
0,15	±0,01	50–150	150
0,20	±0,01	50–150	150
0,30	±0,02	50–150	150

Полосы должны выдерживать изгиб на 180° вокруг оправки с радиусом, равным толщине полосы, без образования разрывов и расслоений. Глубина вытяжки сферической лунки по Эриксену для полос толщиной 0,10–0,15 мм — не менее 3,0 мм, для толщины 0,20–0,30 мм — не менее 4,0 мм. Шероховатость поверхности Ra — не более 1,25 мкм.

Штабики и прутки из молибдена МЧ

Молибденовые штабики — спечённые заготовки прямоугольного или квадратного сечения, получаемые прессованием молибденового порошка с последующим спеканием при температуре около 2400 °C в атмосфере водорода или вакууме. Штабики являются исходным полуфабрикатом для дальнейшей обработки давлением — ковки, прокатки, волочения.

По ТУ 48-19-3-78 штабики из молибдена МЧ выпускаются двух сортов: сорт А — без дефектов, для производства прутков, проволоки и полос; сорт Б — допускает незначительные поверхностные дефекты, используется как легирующая добавка при выплавке сталей и сплавов.

Прутки из молибдена МЧ изготавливаются ковкой или прокаткой штабиков. Применяются в качестве электродов для плавки стекла, оснастки высокотемпературных печей, а также для механической обработки с получением деталей специального назначения.

Листы и фольга молибденовая

Молибденовый лист получают горячей и холодной прокаткой из кованых заготовок. Толщина листового проката — от 0,5 мм и выше. Фольга молибденовая (толщиной менее 0,5 мм) изготавливается холодной прокаткой с промежуточными отжигами.

Области применения молибденовых листов и фольги: тепловые экраны в высокотемпературных вакуумных печах, комплектующие для электровакуумных приборов, подложки и конструктивные элементы электронных устройств. Молибденовый лист поставляется в различных размерах и состояниях поверхности.

Трубы молибденовые

Молибденовые трубы изготавливаются из марок МЧ и МЧВП. Благодаря высокой механической прочности при повышенных температурах, тугоплавкости и устойчивости к ряду агрессивных сред (соляная, серная и плавиковая кислоты при умеренных температурах), трубы из молибдена применяются в химической промышленности для оборудования, работающего в условиях одновременного воздействия температурных нагрузок и коррозионно-активных реагентов.

Следует учитывать, что молибден интенсивно окисляется на воздухе при температурах выше 400–600 °C, поэтому при высокотемпературной эксплуатации необходима защитная среда.

Нормативные документы на молибден МЧ

Ниже приведены основные стандарты, регламентирующие качество полуфабрикатов из молибдена марки МЧ.

Стандарт	Наименование
ГОСТ 18905-73	Проволока молибденовая. Сортамент
ГОСТ 27266-87	Проволока молибденовая для источников света. Технические условия
ГОСТ 25442-82	Полосы молибденовые отожжённые для глубокой вытяжки. Технические условия
ТУ 48-19-3-78	Молибден металлический в штабиках и пластинах
ТУ 48-19-245-84	Фольга молибденовая
ТУ 48-19-272-83	Полосы молибденовые холоднокатаные

Области применения молибдена МЧ

Молибден МЧ находит применение в нескольких ключевых отраслях. Электровакуумная и электронная промышленность потребляет основной объём продукции: из молибдена МЧ изготавливают керны для навивки спиралей ламп накаливания, вводы тока, сетки электронных ламп, подвесы и крючки, детали корпусов электровакуумных приборов методом глубокой вытяжки.

В высокотемпературной технике молибден МЧ используется для нагревательных элементов и тепловых экранов вакуумных печей, работающих в защитной атмосфере. Экраны из молибдена обеспечивают эффективное отражение теплового излучения при температурах до 1700–1800 °C в вакууме.

В металлургии штабики молибдена МЧ сорта Б применяются как легирующая добавка при производстве конструкционных и инструментальных сталей. Молибден повышает прокаливаемость, жаропрочность и коррозионную стойкость стали.

В стекольной промышленности молибденовые прутки и электроды используются для плавки стекла, поскольку молибден устойчив в расплавленном стекле и не загрязняет его.

Формы поставки

Молибден марки МЧ поставляется в следующих формах: проволока (диаметр от 0,015 до 1,0 мм, в катушках и бухтах), полоса (толщина 0,1–0,5 мм, отожжённая и неотожжённая), лист (толщина от 0,5 мм), фольга (толщина менее 0,5 мм), пруток (различных сечений), штабик (квадратное или прямоугольное сечение), труба. Конкретные размеры и состояние поставки — по согласованию.