Молибденовая полоса

Молибденовая полоса — плоский тонколистовой полуфабрикат прямоугольного сечения из технически чистого молибдена. Основное назначение — изготовление деталей электровакуумных приборов и нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей. Благодаря тугоплавкости молибдена (температура плавления 2620 °C) и низкому коэффициенту теплового расширения, полоса сохраняет геометрическую стабильность при рабочих температурах, при которых большинство конструкционных металлов теряют прочность.

Нормативные документы на молибденовую полосу

Молибденовые полосы выпускаются по двум основным нормативным документам, в зависимости от состояния поставки:

ГОСТ 25442-82 «Полосы молибденовые отожженные для глубокой вытяжки. Технические условия» — распространяется на отожженные полосы, предназначенные для изготовления деталей электровакуумных приборов методом глубокой вытяжки. Изготавливаются из порошковых заготовок молибдена марки МЧ. Прокатка ведётся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, после чего полосы подвергаются термической обработке (отжигу).

ТУ 48-19-272-83 «Полосы молибденовые неотожженные. Технические условия» — распространяется на неотожженные полосы, которые поставляются в горячекатаном или холоднокатаном состоянии. Сортамент неотожженных полос шире: толщина достигает нескольких миллиметров, ширина — до нескольких сотен миллиметров. Допускаются различные марки молибдена — МЧ, МЧВП и другие.

Марки молибдена для изготовления полос

Для производства молибденовых полос применяют технически чистый молибден нескольких марок. Они различаются суммарным содержанием примесей и способом получения:

Молибден МЧ (молибден чистый) — получен методом порошковой металлургии. Суммарное содержание контролируемых примесей (без учёта кислорода) не превышает 0,039 %. Применяется для отожженных полос по ГОСТ 25442-82 и для неотожженных полос по ТУ 48-19-272-83.

Молибден МЧВП (молибден чистый вакуумной плавки) — чистый молибден, дополнительно переплавленный в вакууме. Обладает пониженным содержанием газовых примесей (кислорода и азота). Используется для неотожженных полос по ТУ 48-19-272-83 в тех случаях, когда к изделиям предъявляются повышенные требования по чистоте.

Химический состав молибдена МЧ по ГОСТ 25442-82

Химический состав порошковых заготовок из молибдена марки МЧ, из которых изготавливаются отожженные полосы, должен соответствовать требованиям таблицы 2 ГОСТ 25442-82. Ниже приведены максимально допустимые массовые доли примесей:

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
Молибден (Mo)	Остальное

Допускается повышение массовых долей алюминия и железа при сохранении суммы Al + Fe, а также кальция и магния при сохранении суммы Ca + Mg. Определение примесей выполняется по ГОСТ 14316 (спектральный анализ), ГОСТ 14338.1 (углерод) и ГОСТ 14338.4 (кислород).

Сортамент отожженных полос по ГОСТ 25442-82

Стандарт предусматривает четыре номинальных значения толщины. Ширина полос — от 50 до 150 мм. Минимальная длина — 150 мм. По требованию потребителя полосы могут быть мерной и кратной мерной длины.

Толщина номин., мм	Допуск по толщине, мм	Ширина, мм	Допуск по ширине, мм	Длина, мм, не менее
0,10	±0,01	50–150	+1	150
0,15	±0,01	50–150	+1	150
0,20	±0,01	50–150	+1	150
0,30	±0,02	50–150	+1	150

Обратите внимание: допуск по ширине — односторонний, только в плюс (+1 мм). Допуск по толщине для полос 0,1 мм по требованию потребителя может быть установлен только плюсовым при сохранении поля допуска.

Пример условного обозначения: полоса из молибдена МЧ толщиной 0,1 мм, шириной 50 мм, длиной 150 мм — МЧ-0,1-50-150 ГОСТ 25442-82.

Технические требования и контроль качества

Требования к поверхности

На поверхности полос не допускаются прокатные плены, расслоения и остатки окалины (окислов). Допускаются наколы и отпечатки валков (в пределах допуска по толщине) — не более 5 штук на 150 мм длины, а также царапины в пределах допуска по толщине. Допускается общая волнистость, исчезающая при сворачивании в рулон диаметром 50–60 мм. Шероховатость поверхности Ra по ГОСТ 2789 — не более 1,25 мкм. Кромки полос должны быть обрезаны; рваные кромки не допускаются.

Механические испытания

Каждая полоса в партии подвергается проверке размеров и внешнего вида. Для контроля механических свойств отбирают не менее 2 % полос от партии (не менее трёх штук).

Испытание на изгиб. Полосы должны выдерживать изгиб на 180° вокруг оправки с радиусом, равным толщине полосы (для полосы 0,1 мм — радиус оправки 0,1 мм; для 0,3 мм — радиус 0,3 мм). В месте изгиба не допускаются разрывы и расслоения. Образец шириной 10 мм вырезают под углом 45° к направлению прокатки.

Испытание на вытяжку по Эриксену. Глубина вытяжки сферической лунки (диаметр пуансона 20 мм) должна быть не менее:

Толщина полосы, мм	Глубина вытяжки по Эриксену, мм, не менее
0,10–0,15	3,0
0,20–0,30	4,0

Основные свойства молибдена

Молибден — тугоплавкий переходный металл серебристо-белого цвета с объёмноцентрированной кубической кристаллической решёткой. Ключевые физические свойства, определяющие применение молибденовых полос:

Параметр	Значение
Температура плавления	2620 °C
Температура кипения	4639 °C
Плотность (20 °C)	10 220 кг/м³
Теплопроводность (20 °C)	139 Вт/(м·К)
Удельное электрическое сопротивление (20 °C)	5,2·10⁻⁸ Ом·м
Коэффициент теплового расширения	4,8·10⁻⁶ К⁻¹
Модуль упругости (модуль Юнга)	280–300 ГПа

При нормальных условиях молибден устойчив к окислению. Заметное окисление начинается при температуре около 400 °C, а выше 600 °C молибден быстро окисляется до триоксида MoO₃. Поэтому при эксплуатации в качестве нагревательных элементов молибденовые полосы работают в защитной атмосфере (водород, инертные газы) или в вакууме.

Применение молибденовой полосы

Отожженные полосы по ГОСТ 25442-82 предназначены для изготовления деталей электровакуумных приборов методом глубокой вытяжки. Из них формуют аноды, экраны, катодные узлы и другие компоненты вакуумной электроники. Способность полосы выдерживать глубокую вытяжку (подтверждённая испытанием по Эриксену) позволяет получать детали сложной пространственной формы без разрывов и трещин.

Неотожженные полосы по ТУ 48-19-272-83 используются для изготовления нагревательных элементов высокотемпературных электрических печей, отражательных экранов в вакуумных и защитно-атмосферных печах, а также для различных вспомогательных деталей, работающих при повышенных температурах. Для сравнения, молибденовая фольга толщиной менее 0,1 мм применяется в аналогичных областях, но для более тонких конструктивных элементов.

Упаковка, транспортирование и хранение

Согласно ГОСТ 25442-82, полосы одинаковой толщины комплектуют в пачки массой не более 10 кг. Каждую полосу перекладывают оберточной бумагой. Пачку заворачивают в бумагу с вложением силикагеля (3–5 г) для защиты от влаги и помещают в полиэтиленовый пакет. Для транспортирования пакеты упаковывают в деревянные или фанерные ящики, выстланные парафинированной бумагой. Масса ящика брутто — не более 30 кг.

Хранение — в упаковке изготовителя, в крытом помещении, условия группы Л по ГОСТ 15150. Гарантийный срок хранения — 6 месяцев с момента изготовления.