Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Главная / Виды металла /  

Из всех известных сегодня металлов вольфрам самый тугоплавкий. Он занимает 74-ю позицию периодической системы, имеет ряд схожих свойств с молибденом и хромом, находящимися с ним в одной группе. На вид вольфрам представляет твердое вещество серого цвета, с характерным серебристым блеском.

Основные характеристики вольфрама

Для практического применения наиболее важны высокие показатели следующих характеристик:

  • электрическое сопротивление;
  • коэффициент линейного расширения;

Чистый вольфрам обладает высокой пластичностью, не растворяется в специальном кислотном растворе без предварительного нагрева хотя бы до 5000С.

Он легко вступает в реакцию с углеродом, следствием которой является образование карбида вольфрама известного высокой прочностью. Также металл известен своими оксидами, наиболее распространенный из них вольфрамовый ангидрид.

Его главное преимущество над остальными, возможность восстановления порошка к состоянию компактного металла, с побочным образованием низших оксидов.

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Режущие пластины фирмы Sandvik Coromant с применением карбида вольфрама

Среди основных характеристик, делающих применение вольфрама затруднительным называют следующие:

  • ломкость и склонность к окислению при низких температурах.

Кроме того, высокая температура кипения, а также точка испарения затрудняют добычу компактного материала.

Это интересно: Теплопроводность металлов и сплавов — объясняем по полочкам

СТРУКТУРА

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

В объемно-центрированной кубической ячейке вольфрама атомы располагаются по вершинам и в центре ячейки, т.е. на одну ячейку приходится два атома. ОЦК-структура не является плотнейшей упаковкой атомов. Коэффициент компактности равен 0,68. Пространственная группа вольфрама Im3m.

Сплавы, содержащие вольфрам

Сегодня различают однофазные сплавы вольфрама. Это подразумевает внедрение одного или нескольких элементов. Наиболее известны соединения вольфрама с молибденом. Легирование этим элементом повышает прочность вольфрама при его растяжении. Также к однофазным сплавам относятся системы: вольфрам-титан/цирконий, ниобий, гафний.

Однако большей пластичности придает вольфраму рений, сохраняя остальные показатели на характерном ему высоком уровне. Но практическое применение таких соединений ограничено трудностями при добыче Re.

Поскольку вольфрам наиболее тугоплавкий материал, получить его сплавы трудно традиционным способом. При температуре плавления вольфрама другие металлы уже кипят или даже переходят в газообразную фазу.

Современные технологии позволяют получать ряд сплавов с помощью электролиза.

Например, вольфрам — никель — кобальт, который используется не для изготовления целых деталей, а с целью нанесения защитного слоя на менее прочные металлы.

Также в промышленности все еще остается актуальным способ получения вольфрамовых сплавов, используя методы порошковой металлургии. При этом требуется создание особых условий технологического процесса, который включает в себя наличие вакуума.

Особенности взаимодействия металлов с вольфрамом делают предпочтительными соединения не парного характера, а с использованием 3, 4-х и более компонентов.

Такие сплавы отличаются особенной твердостью, однако малейшее отклонение от процентного содержания того или иного элемента приводит к повышению хрупкости готового сплава.

Процесс производства тугоплавкого вольфрама

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Выделяют три главные стадии для получения редкого металла:

  1. Разложение руды. Извлекаемый металл отделяется от основной массы перерабатываемого сырья. Он концентрируется в осадке или растворе.
  2. Получение химического чистого соединения. Его выделение и очистка.
  3. Из полученного соединения выделяют металл. Так получают чистые материалы без примесей.

В процессе получения вольфрама тоже есть несколько стадий. Исходное сырьё — шеелит и вольфрамит. Обычно в их составе содержится от 0,2 до 2% вольфрама.

  1. Обогащение руды производится при помощи электростатической или магнитной сепарации, флотации, гравитации. В итоге получают концентрат вольфрамовый, который содержит примерно 55−65% ангидрида вольфрама. Контролируется в них и наличие примесей: висмута, сурьмы, меди, олова, мышьяка, серы, фосфора.
  2. Получение вольфрамового ангидрида. Он является сырьём для изготовления вольфрама металлического или же его карбида. Для этого проводится ряд процедур, таких как: выщелачивание спёка и сплава, разложение концентратов, получение вольфрамовой технической кислоты и прочие. В результате этих действий должен получиться продукт, который будет содержать в себе 99,9% трехокиси вольфрама.
  3. Получение порошка. В виде порошка чистый металл может быть получен из ангидрида. Для этого проводится восстановление углеродом или водородом. Углеродное восстановление проводится реже, потому что ангидрид насыщается карбидами и это приводит к хрупкости металла и ухудшению обработки. При получении порошка применяют специальные методы, которые позволяют контролировать форму и размер зёрен, гранулометрический и химический составы.
  4. Получение вольфрама компактного. В основном он в виде слитков или штабиков является заготовкой для изготовления полуфабрикатов: ленты, прутков, проволоки и прочих.

Химические свойства

Проявляет валентность от 2 до 6. Наиболее устойчив 6-валентный вольфрам. 3- и 2-валентные соединения вольфрама неустойчивы и практического значения не имеют.

Вольфрам имеет высокую коррозионную стойкость: при комнатной температуре не изменяется на воздухе; при температуре красного каления медленно окисляется в оксид вольфрама (VI).

Вольфрам в ряду напряжений стоит сразу после водорода, и в соляной, разбавленной серной и плавиковой кислотах почти нерастворим. В азотной кислоте и царской водке окисляется с поверхности.

Растворяется в перекиси водорода.

  • Легко растворяется в смеси азотной и плавиковой кислот:
  • Реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей:
  • Поначалу данные реакции идут медленно, однако при достижении 400 °C (500 °C для реакции с участием кислорода) вольфрам начинает саморазогреваться, и реакция протекает достаточно бурно, с образованием большого количества тепла.

Растворяется в смеси азотной и плавиковой кислоты, образуя гексафторвольфрамовую кислоту H2.

Из соединений вольфрама наибольшее значение имеют: триоксид вольфрама или вольфрамовый ангидрид, вольфраматы, перекисные соединения с общей формулой Me2WOX, а также соединения с галогенами, серой и углеродом.

Вольфраматы склонны к образованию полимерных анионов, в том числе гетерополисоединений с включением других переходных металлов.

ПРИМЕНЕНИЕ

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Благодаря высокой плотности вольфрам является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных и стреловидных оперенных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).

Вольфрам используют в качестве электродов для аргоно-дуговой сварки. Сплавы, содержащие вольфрам, отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию.

Из них изготовляют хирургические инструменты (сплав «амалой»), танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам — важный компонент лучших марок инструментальных сталей.

Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов. Сплав вольфрама и рения применяется в таких печах в качестве термопары.

Для механической обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например, победит, состоящий из кристаллов WC в кобальтовой матрице; широко применяемые в России марки — ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, ВК15, ВК25, Т5К10, Т15К6, Т30К4), а также смесей карбида вольфрама, карбида титана, карбида тантала (марки ТТ для особо тяжёлых условий обработки, например, долбление и строгание поковок из жаропрочных сталей и перфораторное ударно-поворотное бурение крепкого материала). Широко используется в качестве легирующего элемента (часто совместно с молибденом) в сталях и сплавах на основе железа. Высоколегированная сталь, относящаяся к классу «быстрорежущая», с маркировкой, начинающейся на букву Р, практически всегда содержит вольфрам. ( Р18, Р6М5. от rapid — быстрый, скорость).

Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка. Некоторые соединения вольфрама применяются как катализаторы и пигменты. Монокристаллы вольфраматов (вольфраматы свинца, кадмия, кальция) используются как сцинтилляционные детекторы рентгеновского излучения и других ионизирующих излучений в ядерной физике и ядерной медицине.

Дителлурид вольфрама WTe2 применяется для преобразования тепловой энергии в электрическую (термо-ЭДС около 57 мкВ/К). Искусственный радионуклид 185W используется в качестве радиоактивной метки при исследованиях вещества.

Стабильный 184W используется как компонент сплавов с ураном-235, применяемых в твердофазных ядерных ракетных двигателях, поскольку это единственный из распространённых изотопов вольфрама, имеющий низкое сечение захвата тепловых нейтронов (около 2 барн).

Вольфрам (англ. Tungsten) — W

Молекулярный вес 183,84 г/моль
Происхождение названия лат. Spuma lupi («волчья пена») или нем. Wolf Rahm («волчьи сливки», «волчий крем»)
IMA статус подтвержден в 2011 году

Свойства и марки вольфрама

Вольфрам имеет свои механические и физические свойства, а также несколько разновидностей марок.

К физическим свойствам относят:

  • Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияКоэффициент термического линейного расширения — 4,32*10 (-6) м/мК.
  • Сопротивление электрическое — 5,5 мкОм*см.
  • Теплопроводность — 129 Вт/(м*К).
  • Теплоёмкость удельная — 0,147 Дж/(г*К).
  • Температура кипения — 5900 градусов.
  • Температура плавления — 3380 градусов.
  • Плотность — 19,3 г/см3.
  • Атомный диаметр — 0,274 нм.
  • Атомная масса — 183,84 г/моль.
  • Атомный номер — 74.

Механические свойства:

  • Относительное удлинение — 0%.
  • Временное сопротивление — 800−1100 МПа.
  • Коэффициент Пуассона 0,29.
  • Модуль сдвига — 151,0 ГПа.
  • Модуль упругости — 415,0 ГПа.

Отличается этот металл маленькой скоростью испарения даже при 2 тыс. градусов и очень большой точкой кипения — 5900 градусов.

Свойствами, которые ограничивают область использования этого материала, являются малое сопротивление окислению, высокая склонность к ломкости и высокая плотность. На вид он напоминает сталь. Используется для того, чтобы изготавливать сплавы высокой прочности.

Обработать его можно только после нагревания. Температура нагрева зависит от того, какой именно метод обработки вы собираетесь проводить.

Вольфрам имеет такие марки:

  1. Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияМВ — сплав вольфрама и молибдена. Повышается прочность молибдена при сохранении пластичности после обжига.
  2. ВРН — вольфрам без присадки. В нём допустимо повышенное содержание примесей.
  3. ВР — сплав рения и вольфрама.
  4. ВЛ, ВИ, ВТ — вольфрам с присадкой окиси лантана, иттрия и тория соответственно. Повышают эмиссионные свойства вольфрама.
  5. ВМ — вольфрам с ториевой и кремнещелочной присадками. Повышает температуру рекристаллизации и прочность при высоких температурах.
  6. ВА — вольфрам с алюминиевой и кремнещелочной присадками. Увеличивает температуру первичной рекристаллизации, формоустойчивость при больших температурах, а также прочность после отжига.
  7. ВЧ — чистый без присадок.

Продукция из вольфрама

Промышленностью выпускается большое разнообразие продукции из данного тугоплавкого материала. Наиболее распространены вольфрамовые электроды, проволока, вольфрамовый порошок, штабик, лист.

Электроды являются неплавящимися и используются для сварки цветных металлов, высоколегированных сталей, материалов разного химического состава. Они обеспечивают высокую прочность сварного шва. Из вольфрамовой проволоки изготовляют нагреватели, спирали для ламп накаливания.

Читайте также:  Флюгер на крышу и огород своими руками: как сделать его с пропеллером, из металла или пластика

Термоэлектродная проволока из сплава W-Re применяется для изготовления термопар, с помощью которых можно измерять высокие температуры. Порошок вольфрама является основой многих жаропрочных сталей и сплавов и твердых сплавов.

Так, например, данный порошок является основой твердого сплава ВК8.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.AE.05
Dana (7-ое издание)

Источник: https://tpspribor.ru/vidy-metalla/tugoplavkiy-metall-vol-fram.html

Вольфрамовые сплавы

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция
Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция
Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Сегодня вольфрамовые сплавы – это тяжелые сплавы на основе тугоплавкого металла, которые широко используются во многих отраслях промышленности. В каталоге представлены стандартные распространённые марки. Возможен заказ полуфабрикатов (порошка, гранул, слитков, кусков и проч.) либо изделий и деталей, готовых к использованию или сборке машин, техники, установок различной направленности.

Состав и свойства

Содержание основы колеблется, в зависимости от марки. В промышленно-торговой компании «Вольфрамофф» можно купить сплавы с W от 75% до 97% и выше.

В любом вольфрамовом сплаве, независимо от его чистоты, присутствуют легирующие компоненты и примеси. Среди часто встречающихся – медь, железо, никель. Именно из них формируются марки ВНМ и ВНЖ, где буквы в маркировке указывают на название элемента.

Помимо этого соединения могут содержать хром, молибден, кобальт, даже серебро и любые другие металлы.

Механические и химические свойства обуславливают преимущества сплавов. К плюсам можно отнести:

  • Плотность тугоплавких сплавов достигает 16,5 г/см3.
  • Твёрдость достигает показателей 20-42 HRC. Для каждой марки характерен свой диапазон показателей.
  • Высокий предел прочности при растяжении – до 1200 МПа.
  • Относительное удлинение зависит от условий, в которых будет применяться деталь и от требований, которые предъявляются к данному показателю. Для марок твёрдых сплавов на основе вольфрама характерен широкий диапазон – от 1/10% до 27%!
  • Хорошая обрабатываемость, несмотря на прочность и плотность. В нашей компании вы можете заказать обмотку проволоки, резку прокатных изделий, легирование слитков, плавку в различных средах, выполнение отверстий в готовых деталях, волочение проволоки различного диаметра из давальческого сырья.
  • Работа в повышенных и экстремальных температурах. Многие марки вольфрамовых сплавов можно увидеть в элементах нагревательных и плавильных печей, защитных экранах, установках для выращивания монокристаллов.

Добавляя в слав те или иные легирующие компоненты, можно добиться точных характеристик, улучшить разнообразные свойства.

Производство и применение вольфрамовых твёрдых сплавов

Для получения вольфрамовых сплавов применимы лишь методы порошковой металлургии. В этом случае порошок при высокой температуре в специальных печах и определенной созданной среде спекаются. Далее под прессом формируются куски, слитки, штабики, в зависимости от требований к готовому продукту и этапов технологического процесса.

Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, важно ознакомиться с видами сплавов на основе вольфрама:

  • Рений-вольфрам. Имеет более высокие показатели пластичности после термической обработки, чем чистый металл. При высоких температурах именно рений добавляет сплаву прочности, позволяя работать в экстремальных температурах. В промышленности из сплава изготавливают термопары для измерения темп. металлов в углеродной среде.
  • Вольфрам-молибден. Из марки МВ-Мп производят горячекатаные листы, изделия для высокотемпературных печей. МВ-2-МП – обработанные либо экструдированные заготовки, тигли. МВ10-МП – марка, которая востребована при изготовлении распыляемых мишеней. Вольфрам-молибденовые сплавы идеальны для изготовления частей высокотемпературных печей и теплообменников, установок для отжига уранового топлива.
  • Вольфрам-железо-никель. ВНЖ сплавы, несмотря на содержание W от 80% до 97%, имеют высокий коэффициент поглощения гамма-излучения, превосходя свинец. Поэтому из тяжёлых сплавов (ВНЖ-97,5, ВНЖ-95, ВНЖ 7-3) часто изготавливаются защитные контейнеры и транспортировочные кейсы для хранения, перевозки радиоактивных веществ. Сплавы с добавлением никеля и железа идут на изготовления сердечников снарядов, балансиров, деталей центрифуг.
  • Медно-вольфрамовый сплав может состоять из двух химических элементов или содержать также никель. Самые распространённые марки в России – ВНМ 3-2, ВНМ 5-3, ВНМ 2-1, ВД-30, ВД-25, ВД-20. Используются в оборудовании постоянного контроля, защитных экранах, коллиматорах. Из сплавов создают электрические контакты, части снарядов в оборонной промышленности.

Изготовление сплавов и деталей на заказ

ООО «Вольфрамофф» не только занимается производством прокатной и штампованной продукции из тяжелых тугоплавких сплавов. У нас можно заказать изготовление деталей по индивидуальным чертежам. Также предлагаем прием лома вольфрамовых сплавов на особо выгодных условиях.

При заказе дополнительных услуг, выполняем лазерную резку, обмотку, штамповку любых изделий – нашего или стороннего производства.

Нужна деталь, но нет чертежа? Обратитесь за помощью к нашим специалистам – разработаем чертежи и выпустим уникальные изделия именно для вашего предприятия!

Источник: http://wolframoff.com/product/splavy/volframovye

Промышленное производство вольфрама

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияХимический элемент — вольфрам.

Перед тем как описать производство вольфрама, необходимо совершить короткий экскурс в историю. Название этого металла переводится с немецкого как «волчьи сливки», происхождение термина уходит в позднее Средневековье.

При получении олова из различных руд было замечено, что в некоторых случаях оно теряется, переходя в пенистый шлак, «словно волк пожирает свою добычу».

Метафора прижилась, дав название позднее полученному металлу, в настоящее время оно используется во многих языках мира.

Но в английском, французском и некоторых других языках вольфрам называется по-другому, от метафоры «тяжелый камень» (по-шведски tungsten).

Шведское происхождение слова связано с опытами знаменитого шведского химика Шееле, впервые получившего окись вольфрама из руды, впоследствии названной его именем (шеелит).

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияШведский химик Шееле, открывший вольфрам.

Промышленное производство металлического вольфрама можно разделить на 3 этапа:

  • обогащение руды и получение вольфрамового ангидрита;
  • восстановление до порошкового металла;
  • получение монолитного металла.

Обогащение руды

В свободном состоянии в природе вольфрам не встречается, присутствует лишь в составе различных соединений.

Руды, содержащие эти соединения, очень бедны, присутствие оксида вольфрама в наиболее богатых из них не превышает 3%. Для промышленного получения вольфрама требуется предварительное обогащение. Среди множества руд, содержащих вольфрам, промышленное значение имеют две группы:

Эти руды часто имеют в составе в незначительных количествах и другие вещества (золото, серебро, олово, ртуть и др.), несмотря на очень низкое содержание дополнительных минералов, порой попутное извлечение их при обогащении экономически целесообразно.

  1. Обогащение начинается с дробления и измельчения породы. Затем материал поступает на дальнейшую обработку, методы который зависят от типа руды. Обогащение вольфрамитовых руд обычно производится гравитационным методом, суть которого — в использовании совокупно действующих сил земного притяжения и центробежной силы, минералы разделяются по химико-физическим свойствам — плотности, размерам частиц, смачиваемости. Так отделяется пустая порода, а до требуемой чистоты концентрат доводится с помощью магнитной сепарации. Содержание вольфрамита в полученном концентрате составляет от 52 до 85%.
  2. Шеелит, в отличие от вольфрамита, не является магнитным минералом, поэтому магнитная сепарация к нему не применяется. Для шеелитовых руд алгоритм обогащения иной. Основным методом служит флотация (процесс разделения частиц в водной суспензии) с последующим использованием электростатической сепарации. Концентрация шеелита может на выходе составлять до 90%. Руды бывают и комплексными, содержащими вольфрамиты и шеелиты одновременно. Для их обогащения используются методы, сочетающие в себе гравитационные и флотационные схемы.

    Если необходимо дальнейшее очищение концентрата до установленных норм, применяют различные процедуры в зависимости от типа примесей. Для снижения примеси фосфора шеелитовые концентраты обрабатывают на холоде соляной кислотой, одновременно при этом удаляются кальцит и доломит. Для удаления меди, мышьяка, висмута применяют обжиг с последующей обработкой кислотами. Существуют и другие методы очистки.

Для того чтобы перевести вольфрам из концентрата в растворимое соединение, используется несколько различных методов.

  1. Например, спекают концентрат с избытком соды, получая таким способом вольфрамит натрия.
  2. Может использоваться и другой метод — выщелачивание: вольфрам извлекают содовым раствором под давлением при высокой температуре с последующей нейтрализацией и осаждением.
  3. Еще один способ — обработка концентрата газообразным хлором. При таком процессе образуется хлорид вольфрама, который затем отделяется от хлоридов других металлов методом возгонки. Полученный продукт можно превратить в окисел вольфрама или пустить непосредственно на переработку в элементарный металл.

Основным результатом различных методов обогащения является получение триоксида вольфрама. Далее, именно он идет на производство металлического вольфрама.

Из него же получают карбид вольфрама, который является главной составляющей многих твердых сплавов. Существует еще один продукт непосредственной переработки вольфрамовых рудных концентратов — ферровольфрам.

Он обычно выплавляется для нужд черной металлургии.

Восстановление вольфрама

Полученный триоксид вольфрама (вольфрамовый ангидрит) на следующем этапе необходимо восстановить до состояния металла. Восстановление чаще всего производится широко применяемым водородным методом.

В печь подается движущаяся емкость (лодочка) с триоксидом вольфрама, температура по ходу движения повышается, навстречу подается водород.

По мере восстановления металла происходит увеличение насыпной плотности материала, объем загрузки емкости уменьшается более чем вдвое, поэтому на практике используется прогон в 2 этапа, через разные типы печей.

  1. На первой стадии из триоксида вольфрама образуется диоксид, на второй из диоксида получают чистый вольфрамовый порошок.
  2. Затем порошок просеивают через сетку, крупные частицы дополнительно перемалывают для получения порошка с заданным размером зерен.

Иногда для восстановления вольфрама используют углерод. Этот метод несколько упрощает производство, но требует более высоких температур.

Кроме того, уголь и содержащиеся в нем примеси вступают в реакцию с вольфрамом, образуя различные соединения, приводящие к загрязнению металла.

Есть ряд других методов, применяющихся в производстве по всему миру, но по совокупности параметров восстановление водородом имеет наиболее высокую применимость.

Получение монолитного металла

Если первые две стадии промышленного производства вольфрама хорошо известны металлургам и применяются очень давно, то для получения монолита из порошка потребовалась разработка особой технологии.

Большинство металлов получают простой плавкой и затем отливают в формы, с вольфрамом ввиду главного его свойства — тугоплавкости — такая процедура невозможна.

Метод получения компактного вольфрама из порошка, предложенный в начале XX века американцем Кулиджем, с различными вариациями применяется и в наше время. Суть метода — порошок превращается в монолитный металл под воздействием электрического тока.

Вместо обычной плавки для получения металлического вольфрама приходится проходить несколько этапов. На первом из них порошок прессуют в специальные бруски-штабики. Затем эти штабики подвергаются процедуре спекания, причем делается это в две стадии:

    1. Сначала при температуре до 1300ºС штабик предварительно спекается для увеличения его прочности. Процедура осуществляется в специальной герметичной печи с непрерывной подачей водорода. Водород применяют для дополнительного восстановления, он проникает в пористую структуру материала, и при дополнительном воздействии высокой температуры между кристаллами спекаемого штабика создается чисто металлический контакт. Штабик после этого этапа значительно упрочняется, теряя в размерах до 5%.
    2. Затем приступают к основной стадии — сварке. Этот процесс проводится при температуре до 3 тысºC. Штабик закрепляется зажимными контактами, и через него пропускается электрический ток. На этом этапе также применяется водород — он нужен для предотвращения окисления. Сила тока применяется очень высокая, для штабиков сечением 10х10 мм требуется ток около 2500 А, а для сечения 25х25 мм — около 9000 А. Напряжение при этом используется сравнительно небольшое, от 10 до 20 В. Для каждой партии монолитного металла вначале сваривается пробный штабик, с его помощью производят калибровку режима сварки. Продолжительность сварки зависит от размеров штабика и составляет обычно от 15 минут до часа. Этот этап, как и первый, тоже приводит к уменьшению размера штабика.

Плотность и зернистость полученного металла зависят от первоначальной зернистости штабика и от максимальной температуры сварки. Потеря размеров после двух этапов спекания составляет до 18% по длине. Окончательная плотность составляет 17–18,5 г/см².

Для получения вольфрама высокой очистки применяют различные присадки, испаряющиеся в процессе сварки, например окислы кремния и щелочных металлов. По мере нагрева эти присадки улетучиваются, увлекая вместе с собой другие примеси.

Этот процесс способствует дополнительной очистке.

При использовании правильного температурного режима и отсутствии следов влаги в водородной атмосфере при спекании с помощью таких присадок степень очистки вольфрама можно довести до 99,995%.

Производство изделий из вольфрама

Полученный из первоначальной руды после описанных трех этапов производства монолитный вольфрам обладает уникальным набором свойств.

Помимо тугоплавкости, ему присущи очень высокая стабильность геометрических размеров, сохранение прочности при высоких температурах и отсутствие внутреннего напряжения. Вольфрам также имеет хорошую пластичность и ковкость.

Дальнейшее производство чаще всего заключается в вытягивании проволоки. Это технологически относительно несложные процессы.

  1. Заготовки поступают в ротационно-ковочную машину, где происходит обжатие материала.
  2. Затем методом волочения получают проволоку различного диаметра (волочение — это протягивание прута на специальном оборудовании через сужающиеся отверстия). Так можно получить тончайшую вольфрамовую проволоку с суммарной степенью деформации 99,9995%, при этом прочность ее может достигать 600 кг/мм².

Вольфрам начали использовать для нитей накала электрических ламп еще до разработки способа производства ковкого вольфрама. Русский ученый Лодыгин, ранее запатентовавший принцип применения нити накала для лампы, в 1890 годах предложил использовать в качестве такой нити скрученную в спираль вольфрамовую проволоку.

Как же получали вольфрам для подобных проволок? Сначала приготовляли смесь вольфрамового порошка с каким-либо пластификатором (например парафином), затем из этой смеси выпрессовывали тонкую нить через отверстие заданного диаметра, просушивали и прокаливали в водороде.

Получалась довольно хрупкая проволока, прямолинейные отрезки которой прикрепляли к электродам лампы. Были попытки получить компактный металл и другими методами, однако, во всех случаях хрупкость нитей оставалась критически высокой.

После работ Кулиджа и Финка изготовление вольфрамовой проволоки обрело прочную технологическую базу, и промышленное применение вольфрама стало стремительно нарастать.

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияЛампа накаливания, изобретенная русским ученым Лодыгиным.

Мировой рынок вольфрама

Объемы производства вольфрама составляют около 50 тыс. т в год. Лидером в производстве, как и в потреблении, является Китай, производит эта страна примерно 41 тыс. т в год (Россия, для сравнения, производит 3,5 тыс. т).

Важным фактором в настоящее время является переработка вторичного сырья, обычно это лом карбида вольфрама, стружки, опилки и остатки порошкового вольфрама, такая переработка обеспечивает около 30% мирового потребления вольфрама.

Нити из сгоревших ламп накаливания практически не перерабатываются.

Мировой рынок вольфрама в последнее время демонстрирует спад спроса на вольфрамовые нити.

Это обусловлено развитием альтернативных технологий в области освещения — люминесцентные и светодиодные лампы агрессивно заменяют обычные лампы накаливания как в быту, так и в промышленности.

По прогнозам специалистов, применение вольфрама в этом секторе в ближайшие годы будет снижаться на 5% в год. Спрос же на вольфрам в целом не снижается, падение применимости в одном секторе компенсируется ростом в других, в том числе инновационных отраслях.

Источник: https://ometallah.com/poleznoe/proizvodstvo-volframa.html

Тяжелые вольфрамовые сплавы ВНЖ, ВНМ, ВНД-МП, ВД-МП

Вольфрам — самый тугоплавкий металл из известных человечеству.

Он также имеет очень высокую плотность, одну из самых высоких среди металлов, что, в свою очередь, наделяет вольфрам отличными радиационно-защитными свойствами.

Тугоплавкость и высокая плотность — эти два основных свойства и определили его чрезвычайную важность в современных технологиях и направления его использования.

Но современные направления науки и техники порой требуют от тугоплавких металлов, и в частности, от вольфрама, такой совокупности  свойств, которую вольфрам в чистом виде не силах обеспечить. К примеру, часто возникает необходимость изготовления деталей  очень сложной формы.

Вольфрам является довольно хрупким материалом при нормальных условиях, что делает его обработку затруднительной. Другой пример — высокая электропроводность при высоких температурах.

Электропроводность вольфрама не сравнится с электропроводностью меди, но при высоких температурах медные контакты использовать просто  невозможно.

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияПоэтому в таких случаях применяют так называемые тяжелые сплавы на основе вольфрама или просто вольфрамовые сплавы.Чаще всего это сплавы вольфрама с никелем, железом, медью или сразу с несколькими металлами. Содержание вольфрама, как правило, составляет от 90% до 98% по массе. Фактически, это не совсем сплавы, а так называемые псевдосплавы. Такое название они получили из-за особенностей технологии их производства. Дело в том, что входящие в состав вольфрамовых псевдосплавов  компоненты имеют существенно различные физические свойства, главным образом, температуру плавления. Сделать из них сплав в привычном понимании почти невозможно, т.к. при температуре плавления вольфрама большинство металлов находятся в состоянии газов или летучих жидкостей. Поэтому псевдосплавы изготавливают методом порошковой металлургии. Порошки компонентов псевдосплава смешиваются, прессуются и спекаются в присутствии жидкой фазы более легкоплавких металлов и твердой фазы вольфрама. Медь, никель и железо служат связующим веществом для вольфрамовых зерен, что обеспечивает увеличение пластичности, обрабатываемости и электропроводности.

Марки вольфрамовых сплавов, получивших наибольшую популярность в России:

  • ВНЖ 7-3 (с содержанием 7% никеля и 3% железа)
  • ВНЖ-95 (с содержанием 3% никеля и 2% железа)
  • ВНЖ-97.5 (с содержанием 1.5% никеля и 1% железа)
  • ВНМ 5-3 (с содержанием 5% никеля и 3% меди)
  • ВНМ 3-2 (с содержанием 3% никеля и 2% меди)
  • ВНМ 2-1 (с содержанием 2% никеля и 1% меди)
  • ВД-20 (с содержанием 80% вольфрама и 20% меди)
  • ВД-25 (с содержанием 75% вольфрама и 25% меди)
  • ВД-30 (с содержанием 70% вольфрама и 30% меди)

Некоторые области применения вольфрамовых сплавов:

Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукцияГлавные области применения вольфрамовых сплавов определяются их свойствами. К примеру, одним из важнейших свойств вольфрамовых сплавов являются высокие показатели радиационной защиты, что главным образом определяется высокой плотностью этих сплавов (вольфрамовые сплавы более чем в 1,5 раза тяжелее свинца). Тяжелые вольфрамовые сплавы были признаны лучшим материалом для защиты от гамма-излучения, по сравнению с традиционными свинцом, сталью, чугуном и водой. Данное свойство обусловило широкое применение сплавов ВНЖ и ВНМ в следующих областях:

  • Емкости для хранения радиоактивных веществ
  • Детали приборов радиоактивного каротажа
  • Оборудование неразрушающего контроля
  • Дозиметрическое оборудование и радиационный контроль
  • Коллиматоры, защитные экраны и другие детали различного оборудования
  • Кроме этого, вольфрамовые сплавы широко применяются для изготовления различного рода утяжелителей, электрических контактов, а также комплектующих продукции оборонной промышленности.
  • Помимо вольфрамовых псевдосплавов,  также получили распространение и сплавы на основе молибдена.
  • ООО «ЕРГАРДА» изготовит изделия любой сложности из вольфрамовых сплавов по Вашему заказу.

Вы всегда можете уточнить цены на вольфрамовые сплавы и сделать заявку, позвонив по телефону (495) 287-30-58 или отправив запрос на наш e-mail parafin@ergarda.com или факс (495) 612-00-88.

Источник: https://ergarda.com/tugoplavkie-metally-i-splavy/volfram/tyazhelye-volframovye-splavy.html

Изделия из вольфрама

  • Вольфрам: свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция
  • Характеристика вольфрама.
  • Вольфрам: ценный и достаточно редкий тугоплавкий металл, который за счет своих уникальных характеристик активно используется в ряде отраслей промышленности.
  • Основные свойства вольфрама:
  • наивысшая температура плавления среди группы тугоплавких металлов — 3420 оС;
  • высокая плотность —  19,3 г/см3 ;
  • твердость (HV30 >460);
  • химическая инертность: до 400оС в кислороде, до 600оС в водороде, до 700оС в аммиаке и до 800оС в угарном газе;
  • сопротивление ползучести и длительная прочность (значительно более высокая, чем у молибдена, тантала, ниобия при температуре, например, 1100 °С);
  • теплопроводность и красностойкость: после разогрева до красного каления и последующем охлаждении вольфрам не теряет прочности;
  • максимальная температура эксплуатации: в бескислородной защитно-восстановительной среде до 2600°С.

Вольфрам при температуре 1650°С имеет самый высокий предел прочности на разрыв и отличную коррозионную стойкость. Вместе с ростом температуры пластичность вольфрама повышается при всем сохранении прочностных характеристик.Обработка вольфрама проводится лишь при высоких температурах, в обычных условиях этот материал достаточно ломкий.

Вольфрам благодаря исключительной тугоплавкости и высоким прочностным свойствам является наиболее перспективной основой для материалов и изделий, работающих в условиях высокотемпературных и радиационных нагрузок.

Низкие показатели удельного электрического сопротивления, теплового расширения, электронной эмиссии делают вольфрам незаменимым конструкционным материалом в области высоких температур.

Кроме того, изделия из вольфрама используются в крайне агрессивных средах без риска их деформации или поломки.

  1. Применение вольфрама
  2. Вольфрам и сплавы на его основе широко применяются для изготовления тиглей, экранов, нагревателей, различных изделий, частей электрических вакуумных печей, а также многих других изделий, работающих в области высоких температур:
  3. в качестве оснастки высокотемпературных водородных и вакуумных печей;
  4. для изготовления катодов;
  5. как основа для неплавящихся сварочных электродов;
  6. при производстве стекла (плавящие электроды и мешалки из вольфрама);
  7. для прессования горячих металлов;
  8. при производстве жаропрочных деталей ракет в космической отрасли;

как экраны для ослабления потока радиоактивного излучения в ядерной энергетике и т.д.

Изделия, выполненные из сплавов вольфрама, отличаются долговечностью, прочностью и высоким качеством. Также на нашем предприятии разработана уникальная технология производства вольфрамовой оснастки путем сварки вольфрама.

Вы можете приобрести изделия из вольфрама и его сплавов (тигли, нагреватели, детали, элементы технологической оснастки, экраны и т.д.) в количестве и конфигурации, удовлетворяющей потребностям вашего производства. При этом цена продукции из вольфрама будет значительно ниже, чем у остальных европейских поставщиков аналогичных изделий.

Узнать подробнее и оформить заявку Вы можете, воспользовавшись нашей формой заказа на сайте или связавшись с нами по электронному адресу Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Источник: http://rm.gkmp32.com/volfr

Области применения вольфрама. Купить вольфрам сегодня. Лучшая цена от поставщика –.компании «Ауремо» / Auremo

Вольфрам возглавляет в группу самых тугоплавких металлов, именно поэтому используется для производства самых ответственных изделий. По тугоплавкости его опережает только углерод, Вольфрам в обычной среде не реагирует ни с какими химическими веществами. Применяется в металлургической промышленности, благодаря своим тугоплавким свойствам.

По плотности этот металл идентичен золоту — соответственно: 19,30 г/см³ против 19,32 г/см³. После того как была определена температура плавления вольфрама: 3387−3422°С, этот металл стали использовать для изготовления нитей накаливания в лампах, приборах обогрева и электронно-лучевых трубках.

Поставщик предлагает продукцию высокого качества, соответствующую ГОСТ и международным стандартам.

Использование

  • Высокие показатели жаропрочности и износоустойчивости обеспечили вольфраму широкую область применения в самых различных отраслях:
  • ·атомная энергетика;
  • ·военная промышленность;
  • ·геологоразведка и бурение,;
  • ·текстильная отрасль;
  • ·медицина;
  • ·авиастроение.
  • Кроме того, тугоплавкие металлы используются в качестве легирующих элементов жаростойких сталей и сплавов, в производстве радиоэлектроники, а также выступают катализатором органического синтеза.

Карбид вольфрама WC

WC очень широко применяется при изготовлении инструментов исключительной твердости.

Его используют в качестве износостойкой наплавки на детали, работающие в условиях интенсивного абразивного изнашивания, в производстве дисков, сверл, электродов и фрез.

Автогенный сварочный электрод SFTC G21-GF-55-CG, WSC (по DIN 8555), наполненный дробленным шаровидным карбидом вольфрама, применяется для наплавки на нелегированные, низколегированные стали, а также для режущих кромок инструментов.

Поставщик

Вас интересуют области применения вольфрама? Области применения вольфрама от поставщика «Auremo» соответствует ГОСТ и международным стандартам качества.

Поставщик «Auremo» предлагает купить вольфрам на выгодных условиях, цена — оптимальная. Предлагаем купить тугоплавкий прокат со специализированных складов поставщика «Auremo» с доставкой в любой город.

Всегда в наличии вольфрам, цена — оптимальная от поставщика. Ждем ваших заказов.

Купить, выгодная цена

Поставщик «Auremo» предлагает купить вольфрам, цена — обусловлена технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. На сайте компании отображена информация о последних поступлениях продукции.

Цена заказа зависит от объема и дополнительных условий поставки. Приглашаем купить тугоплавкий прокат оптом или в рассрочку. У нас наилучшее соотношение цены и качества на весь ряд продукции.

В данном сегменте компания «Auremo» — выгодный поставщик.

Источник: https://www.auremo.org/reference/oblasti-primeneniya-volfram-gost.html

Применение вольфрама

Использование вольфрама (W) в разных отраслях промышленности позволяет изготовить качественные металлические конструкции. Они могут выдерживать даже низкие или высокие температуры, что обеспечивает безопасность и надежность технологических процессов.

Огромной популярностью пользуются и соединения вольфрама, в частности сплавы. Из них изготавливают танковую броню, детали для машино- и самолетостроения, а также внешние оболочки для снарядов или торпед.

Вольфрам, применение которого возможно даже для текстильной промышленности, — незаменимый тугоплавкий металл. Ежегодно объем его производства составляет до 30 тысяч тонн.

Для чего нужен вольфрам?

W – обязательная составляющая инструментальной стали. С ее помощью производят надежные инструменты для резки, обработки и вытачивания деталей и запчастей. Около 95 % этого элемента поглощает металлургия, остальное – другие отрасли промышленности. При этом применяют не только чистый, но и «грязный» элемент.

Например, сплав ферровольфрам считают «грязным» и самым бюджетным (экономным) сплавом. Он состоит из 20 % железа и 80 % вольфрама. Производят его в специальных электродуговых печах и применяют для потребностей черной металлургии.

Где используют вольфрам?

W и его сплавы обладают прекрасными физическими и химическими свойствами. Среди них можно выделить прочность, ковкость и инертность. Поэтому их можно использовать даже для хранения радиоактивных веществ.

Например, таким сплавом есть сплав из Ni, Cu и W. Из него изготавливают специальные контейнеры, где можно сохранять радиоактивные отходы или вещества. Также его используют для потребностей радиотерапии.

Ученые доказали: такой сплав на 40 % надежнее, чем сплав из свинца.

Одним из прочных сплавов является соединение кобальта (16 %) и карбида вольфрама. По твердости он может подменить даже алмаз во время сверления скважин различной глубины.

Нельзя обойти вниманием и псевдосплавы из W. Например, его смешивание с медью и серебром считают отличной основой для изготовления выключателя или рубильника электрического тока. По сравнению с простыми медными контактами их эксплуатируют до 6 раз дольше.

Что делают из вольфрама?

Область применения вольфрама различна. Особое место занимают вольфрамовые нити для электроламп. В этой отрасли W заменить практически невозможно.

Например, из 1 кг W можно вытянуть проволоку длиной до 3,5 км, из которой получают до 23 тысяч нитей для ламп мощностью в 60 Вт. Это выгодно для всей мировой электропромышленности.

Ведь всего 100 тонн W в год целиком удовлетворяет запросы потребителей на электролампы.

Отдельное применение нашли и химические соединения, в составе которых присутствует элемент. Например, для изготовления лаков и устойчивых к свету красок применяют фосфорно-вольфрамовые гетерополикислоты.

А вот использование вольфрамата натрия делает ткани огнестойкими и водонепроницаемыми.

При этом для производства лазера или светящейся краски тоже не обойтись без вольфрамата со щелочноземельным металлом и кадмием.

Кроме того, применение карбид вольфрама для изготовления режущих инструментов делает строительную отрасль одной из самих перспективных. Ведь с его помощью можно изготовить различные резцы, сверла и фрезы, а также долота для бурения.

Источник: https://specmetal.ru/spravochnaya-informatsiya/primenenie-volframa

Вольфрам: свойства, производство, применения и сплавы 2019

Вольфрам — это тусклый серебристый металл с самой высокой точкой плавления любого чистого металла.

Также известный как Вольфрам, из которого элемент принимает свой символ, W, вольфрам более устойчив к разрыву, чем алмаз, и намного сложнее, чем сталь. Это уникальные свойства тугоплавких металлов — ее прочность и способность выдерживать высокие температуры — что делает его идеальным для многих коммерческих и промышленных применений.

Свойства:

  • Атомный символ: W
  • Атомный номер: 74
  • Элемент Категория: Переходный металл
  • Плотность: 19. 24 г / см 3
  • Точка плавления: 6192 ° F (3422 ° C)
  • Точка кипения: 10031 ° F (5555 ° C)
  • Твердость по Моо: 7. 5

Производство:

Вольфрам преимущественно извлекается из двух типов минералы, вольфрамит и шеелит. Однако рециркуляция вольфрама также составляет около 30% мирового предложения. Китай является крупнейшим в мире производителем металла, обеспечивающим более 80% мирового предложения.

После обработки и разделения вольфрамовой руды производится химическая форма, паравольфрамат аммония (APT). APT можно нагревать водородом с образованием оксида вольфрама или реагировать с углеродом при температурах выше 1925 ° F (1050 ° C) для получения вольфрамового металла.

Применения:

Первичное применение вольфрама на протяжении более 100 лет было как нить накаливания ламп накаливания. Приготовленный небольшими количествами калий-алюмосиликат, вольфрамовый порошок спекается при высокой температуре, чтобы получить проволочную нить, которая находится в центре лампочек, которые светят миллионы домов по всему миру.

Благодаря способности вольфрама сохранять свою форму при высоких температурах вольфрамовые нити теперь также используются в различных бытовых применениях, включая лампы, прожекторы, нагревательные элементы в электрических печах, микроволновые печи, рентгеновских трубок и электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) в компьютерных мониторах и телевизорах.

Толерантность металла к интенсивному нагреву также делает его идеальным для термопар и электрических контактов в электродуговых печах и сварочном оборудовании. Применения, требующие концентрированной массы или веса, такие как противовесы, рыболовные грузики и дартс, часто используют вольфрам из-за его плотности.

Карбид вольфрама:

Карбид вольфрама получается либо путем соединения одного атома вольфрама с одним атомом углерода (представленным химическим символом WC), либо двумя атомами вольфрама с одним атомом углерода (W2C). Это делается путем нагрева вольфрамового порошка углеродом при температурах от 2550 ° F до 2900 ° F (1400 ° C до 1600 ° C) в потоке газообразного водорода.

Согласно шкале твердости Моха (мера способности одного материала царапать другой), карбид вольфрама имеет твердость 9.5, только немного ниже, чем алмаз.

По этой причине это твердое соединение спекается, процесс, который требует прессования и нагрева порошковой формы при высоких температурах, для изготовления изделий, используемых при механической обработке и резке.

Результатом этого являются материалы, которые могут работать в условиях высокой температуры и напряжения, таких как сверла, токарные инструменты, фрезы и бронебойные боеприпасы.

Цементированный карбид производится с использованием комбинации карбида вольфрама и порошка кобальта и используется для изготовления износостойких инструментов, например, используемых в горнодобывающей промышленности.

Туннельно-расточная машина, которая использовалась для выкапывания туннеля канала, связывающего Великобританию с Европой, была фактически оснащена почти 100 цементированными наконечниками из карбида.

Вольфрамовые сплавы:

Вольфрамовый металл можно комбинировать с другими металлами, чтобы повысить их прочность и устойчивость к износу и коррозии. Стальные сплавы часто содержат вольфрам для этих полезных свойств. Многие высокоскоростные стали, используемые в режущих и обрабатывающих инструментах, таких как пильные диски, содержат около 18 процентов вольфрама.

Сплавы из вольфрамовой стали также используются при производстве сопел ракетных двигателей, которые должны обладать высокими термостойкими свойствами.

Другие вольфрамовые сплавы включают стеллит (кобальт, хром и вольфрам), который используется в подшипниках и поршнях из-за его долговечности и износостойкости, а Hevimet, который производится путем спекания порошка вольфрамового сплава и используется в боеприпасах, дротильных бочках , и гольф-клубы.

Сплавы из кобальта, железа или никеля вместе с вольфрамом могут использоваться для производства лопаток турбины для самолетов.

Источник: https://ru.routestofinance.com/tungsten-properties-production-applications-alloys

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector