Raskaat seokset ovat volframipohjaisia seoksia, joiden tiheys on vähintään 16,5 g/ cm3 . Raskaat metalliseokset saadaan vain jauhemetallurgisilla menetelmillä .
Raskaiden metalliseosten perusta on volframi , jonka pitoisuus voi vaihdella välillä 76-97%. Volframin lisäksi metalliseoksia ovat yleensä nikkeli , rauta ja kupari , mutta myös muita metalleja voi olla - ( molybdeeni , koboltti , kromi , hopea ). Yleisimmin käytetyt raskaat metalliseokset VNZh (volframi-nikkeli-rauta) ja VNM (volframi-nikkeli-kupari) [1] [2] .
| Seoslaatu | Tiheys g/ cm3 | Koostumus, paino % | |||
| W | Ni | Cu | Fe | ||
| Oleskelulupa 7-3 | 17.0 | 90 | 7 | — | 3 |
| Oleskelulupa 5-5 (muodostunut) | 17.1 | 90 | 5 | — | 5 |
| Oleskelulupa 3.5-1.5 | 17.7 | 95 | 3.5 | — | 1.5 |
| VNM 2-1 | 18.1 | 97 | 2 | yksi | — |
| VNM 3-2 | 17.3 | 95 | 3 | 2 | — |
| VNM 5-3 | 16.8 | 92 | 5 | 3 | — |
| VNM 6-4 | 17.1 | 90 | 6 | neljä | — |
Raskaiden metalliseosten valmistusteknologia perustuu jauhemetallurgisiin menetelmiin . Valumenetelmiä ei voida soveltaa käytettyjen metallien sulamislämpötilojen ja tiheyksien suuren eron vuoksi.
Raskaiden metalliseosten valmistus kyllästämällä huokoinen volframirunko sulalla metallilla perustuu nestefaasin virtaamiseen huokosiin kapillaarivoimien vaikutuksesta ja ei-huokoisen seoksen muodostumiseen. Huokoinen runko saadaan puristamalla ja sintraamalla matalassa lämpötilassa volframijauhetta.
Raskaiden metalliseosten impregnoinnin lisäksi voidaan käyttää tiivisteiden nestefaasisintrausta. Tällöin alkumetallien jauheet puristetaan 100–200 MPa:n paineessa ja sintrataan vetyväliaineessa. Seoksen merkistä riippuen sintrauslämpötila on VNM:lle 1400–1500 °C ja VNZh:lle 1450–1550 °C [3] . Tämä menetelmä voidaan vuorostaan korvata kuumapuristuksella, joka yhdistää samanaikaisesti puristus- ja sintrausprosessin [2] .
Tuloksena olevilla seoksilla on kaksifaasinen rakenne, joka koostuu pyöristetyistä volframirakeista ja sideaineesta, joka on kiinteä volframiliuos Ni–Cu:ssa tai Ni–Fe:ssä. Pyöristettyjen volframirakeiden kasvu ja muodostuminen liittyy nestefaasin kautta tapahtuviin liukenemis-saostumisprosesseihin ja volframihiukkasten sulautumiseen [4] .
Raskaille metalliseoksille on ominaista hyvä työstettävyys ja ne voidaan käsitellä termomekaanisesti. Seosten kovuus on välillä 20–30 HRC VNZh-laaduilla ja 24–30 HRC VNM-laaduilla. VNZh 7-3 -seoksen mekaanisessa ja lämpökäsittelyssä (puristus 22–24 % ja sen jälkeen hehkutus) kovuus voi olla 36–42 HRC. Vetolujuus on 530 MPa - 1200 MPa ja venymä 0,1–27 % [2] [5] .
Raskaiden metalliseosten suuri tiheys sallii niiden absorboida merkittävästi y-säteilyä . Joten, kun seostiheys on 16,5 g/cm3 , absorptiokerroin on 1,5 kertaa suurempi kuin lyijyn, joten niistä valmistetaan suojaverhoja ja säiliöitä radioaktiivisten aineiden varastointiin [1] . Raskaista metalliseoksista valmistetaan alikaliiperisten ammusten ytimiä, pyörien vauhtipyöriä, vastapainoja, sentrifugin säätimiä, sähkökoskettimia, vastushitsauselektrodeja, tasapainottimia, vastapainoja lentokoneiden siivekkeille [2] , inertiapainoja kellojen autotehtaan kanssa [5] . Gyroskooppien ja gyrokompassien roottorit on valmistettu VNM-merkkisistä seoksista , koska ne eivät ole magneettisia [4] .