Як видно з розглянутих матеріалів перших глав, гаряча обробка тугоплавких металів ускладнюється високими температурами їх плавлення, високою схильністю до окислення і газонасичених при підвищених температурах, низькою пластичністю і високою температурою переходу з крихкого в пластичний стан.
Зазначене ще більш ускладнюється тим, що в даний час листи і стрічки з тугоплавких металів виготовляють в виробничих умовах на наявному прокатному обладнанні. Це обмежує випуск необхідних напівфабрикатів і готових виробів, так як існуюче обладнання призначене для прокатки матеріалів з меншим, ніж у тугоплавких металів, опором деформації і при більш низьких температурах.
Гарячу прокатку тугоплавких металів виробляють з отриманих пресуванням або куванням заготовок товщиною 25-80 мм при температурах, близьких до пресування або куванні. Зі зменшенням товщини прокочується листа температуру підігріву поступово зменшують. Це забезпечує створення волокнистої структури, про яку зазначалося раніше. Зниження температури прокатки забезпечує також зниження окислення і поліпшення якості поверхні аркуша.
В даний час для гарячої прокатки тугоплавких металів починають застосовувати прокатні стани, обладнані спеціальним пристроєм для регулювання прогину валків, і виготовляють стани з більш жорсткою конструкцією з метою зменшення різнотовщинності гуркоту.
Для отримання вольфрамових аркушів прокаткою застосовують в основному порошкові заготовкі.Горячая прокатка листів з спечених штабиков вольфраму зазвичай починається в температурному інтервалі 1540-1650 ° С. Зі зменшенням товщини листа температура нагріву знижується аж до кімнатної при прокатці тонких листів.
Останнім часом з'явилася можливість отримання вольфрамових листів та стрічок методом прокатки попередньо пресованих злитків, отриманих електронно-променевого плавкою. Для цього злиток діаметром 70-80 мм пресують на смугу шириною 50-60 мм і товщиною 20-25 мм. Потім з поверхні заготовки механічним шляхом видаляють окалину, (дефекти і піддають відпалу в вакуумі при температурі близько 1800 ° С протягом 1 год.
Отримана таким чином заготовка вольфраму має більшу деформуємість, ніж спеченная; і прокатку такого матеріалу можна проводити на двовалкової станах в інтервалі температур 1000-1400 ° С. Питомий тиск прокатки при температурі 1400 ° С і обтисненні 25-30% становить 510 Мн / м2 (51 кг / мм2), а при, обтисненні 60 65% зростає до 625 Мн / м2 (62,5 кг / мм2). Після обтиску на 60-65% для зняття внутрішніх напружень заготовку піддають відпалу при температурі 1250 ° С.
При подальшій прокатці починаючи з товщини заготовки 2-3 мм температуру прокатки поступово знижують спочатку до 1000-1100 ° С, а при товщині 0,5 мм до 600 ° С. При цьому зменшується і час нагрівання до 1-3 хв, а при товщині заготовки 1 мм до декількох секунд. При гарячої прокатки щоб уникнути різкого охолодження прокочується заготовки і утворення тріщин на валках застосовують підігрів валків до температури 200-250 ° С.
Швидкість прокатки зазвичай становить 0,5-2,0 м / сек. Ступінь деформації, при якій вольфрам і його сплави ще досить пластичні, коливається в межах 10-15% за прохід. Тонкі листи (до 0,125 мм) прокочують в пакетах і на багатовалкових станах. Прокаткою в пакетах при порівняно низьких температурах отримують листи хорошої якості з чистою поверхнею.
Проводячи проміжні отжиги, але не допускаючи рекристалізації структури, зазначеним способом можна отримати листи вольфраму товщиною в кілька десятків мікрон. При цьому температура порога крихкості значно знижується і може досягти кімнатної температури. Виробництво великих листів з вольфраму обмежується як розмірами вихідної заготовки, так і потужністю нагрівального і прокатного обладнання.
За наявними даними, за кордоном приступили до виробництва вольфрамових аркушів шириною 1015 мм і товщиною 0,5 мм. Найбільший розвиток отримало виробництво листів з молібдену. Вихідну заготовку для прокатки молібдену отримують пресуванням порошків з подальшим спіканням, а також пресуванням і куванням литої заготовки. Отриману заготівлю перед прокаткою піддають відпалу при температурі 1400 ° С в середовищі водню або в вакуумі і прокочують.
Зазвичай перед вакуумним отжигом проводять механічну зачистку заготовок з метою видалення дефектів і окисленого шару. Якщо метал отжигают в водні, то зачистку можна проводити і після відпалу. Прокочують молібден зазвичай в інтервалі температур 1200-1250 ° С. З одного нагріву заготовку товщиною 25-30 мм обжимають до 4-5 мм, після цього метал піддають травленню і механічним шляхом видаляють дефекти.
Подальша прокатка листів до товщини 1 мм проводиться в температурному інтервалі 500-600 ° С. Прокатку листів товщиною 11 мм проводять в температурному інтервалі 1000-1100 ° С з поворотом на 90 ° після кожного проходу. Якщо прокатувати такі листи при більш низьких температурах, то можливе утворення розшарувань і поява крихкості.
При гарячої прокатки на повітрі листи молібдену насичуються киснем, зміст якого іноді підвищується в двадцять разів у порівнянні з його вмістом у вихідному матеріалі. Забруднення поверхні гарячекатаних на повітрі листів можна бачити після відпалу з повною рекристалізацією, так як в поверхневих газонасичених шарах рекристалізація не протікає на відміну від внутрішніх шарів, відносно чистих і повністю Рекре-сталлізованних.
Окислений поверхневий шар видаляється травленням в суміші кислот HN03 і Н3РО4. Для зняття внутрішніх напружень листи отжигают в вакууме.Сіловие параметри при прокатці аркушів з мало легованого молібдену, за даними Н. І. Корнєєва, С. Б. Певзнера, Е. І. Разуваєва і І. Г. Скугарьова, майже в два рази вище , ніж при прокатці листів із сталі. Питомий тиск при прокатці починаючи з 10% обтиску інтенсивно зростає і сягає максимального значення при стисненні близько 40%; при подальшому збільшенні обтиснень питомий тиск змінюється незначно.
Нагрівання і гаряча прокатка ніобію і танталу на повітрі супроводжуються інтенсивним окисленням і газонасичених. Це знижує пластичність, зменшує вихід придатної продукції і знижує якість виробів. Листи з технічного ніобію і його сплавів, виплавлених в дугового печі, отримують прокаткою в гарячому стані з попередньо кованої або пресованої заготовки.
Перед гарячої прокаткою вихідну заготовку (зазвичай розмірами 40X120X500 або 60Х X180X600 мм) піддають механічній обробці або травленню, а потім вакуумному гомогенізують відпалу. Ніобій технічної чистоти віджигається протягом 3-4 ч при температурі 1350-1450 ° С.
Гарячу прокатку ніобію проводять в інтервалі температур 1000-1400 ° С з обтисканнями за прохід до 40- 50%, якщо дозволяє потужність обладнання. Ніобій з підвищеним вмістом домішок (0,03% Ог; 0,05% N2 і 0,1% С) прокочують при більш високих температурах, що досягають 1500 ° С, і з невеликим обтисненням за прохід. Зазвичай в гарячому стані прокочуються заготовки до товщини 10-6 мм. Заготовки меншої товщини прокочують в теплому стані при 250-300 ° С або навіть при кімнатній температурі.
Питомі тиску під час гарячої прокатки ніобію менше питомих тисків, що виникають під час прокатки вольфраму і молібдену (рис. 114). Наприклад, при прокатці ніобію з обтисканнями 30-40% питомі тиску майже в два рази нижче, ніж при прокатці вольфраму.
Сплави ніобію, містять вольфрам і молібден типу 5ВМЦ і ТК-5, прокочують з пресованої заготовки при температурах 1200-1400 ° С зазвичай до товщини 10-12 мм. Далі слід механічна обробка і отжиг при температурах 1200-1300 ° С протягом 1-2 год, тепла прокатка при температурі 400 ° С до товщини 6-4 мм і закінчується процес прокаткою при кімнатній температурі.
Середні питомі тиску при прокатці сплавів ніобію мають більш високі значення, ніж при прокатці чистого ніобію. Тому прокатку сплавів проводять з меншими на 15-20% обтисканнями за прохід.
Слід зазначити, що після гарячої прокатки тугоплавких металів на повітрі, особливо ніобію і танталу, потрібно проводити механічну обробку заготовок перед наступною холодної прокаткою для видалення дефектів і окисленого шару. Це викликає великі втрати металу і знижує вихід придатної продукції. При виробництві ниобиевих листів із заготовок, попередньо прокатаних на повітрі при високих температурах, вихід придатної продукції може скласти всього 50%.
Є дані, що показують, що листи з тугоплавких металів можна отримувати новим методом - обробкою циліндричної труби, що обертається на масивній оправці, роликом, який переміщається аналогічно різцю. Таким способом після багаторазових проходів стінку труби товщиною близько 10 мм зменшують до 0,3 мм. Потім розкатану трубу розрізають і проводять подальшу обробку.
При цьому процесі внаслідок локалізації деформованої зони можна застосовувати великі обтиску за прохід і отримувати широкі листи з більш точними розмірами по товщині. Локалізація при цьому зони нагрівання не вимагає громіздких нагрівальних пристроїв. Трубну заготовку для прокатки в цих випадках також отримують методом пресування.
