Wolframový prášek: typy, instalace, vyberte

Wolframový prášek je jemný šedý prášek z wolframu. Má jedinečné vlastnosti, díky nimž je užitečný v mnoha průmyslových a komerčních aplikacích. Tento průvodce poskytuje ucelený přehled wolframového prášku, jeho výrobních metod, aplikací, dodavatelů, nákladů a dalších informací.

Přehled wolframového prášku

Wolframový prášek, známý také jako wolframový kovový prášek nebo wolframový prášek, označuje částice čistého elementárního wolframu o velikosti mikronů. Vypadá jako šedočerný prášek, který je na dotek těžký a zrnitý.

Wolfram má nejvyšší teplotu tání ze všech kovů a je mimořádně hustý a tvrdý. Díky tomu má wolframový prášek vynikající vlastnosti při vysokých teplotách a také odolnost proti opotřebení, tvrdost a trvanlivost. Zároveň jej lze legovat s jinými kovy nebo tvarovat do tvarů pomocí technik práškové metalurgie.

Mezi klíčové vlastnosti a charakteristiky wolframového prášku patří:

• Vysoká hustota - 19,3 g/cm3, téměř dvojnásobek hustoty olova
• Vysoký bod tání - 3422 °C, nejvyšší ze všech kovů
• Nízký koeficient tepelné roztažnosti
• Vynikající tepelná a elektrická vodivost
• Odolnost proti opotřebení, erozi a oblouku
• Biokompatibilní a netoxické, pokud jsou čisté
• Šedočerná barva s kovovým leskem

Wolframový prášek je k dispozici v různých velikostech částic od 1 mikronu do 150 mikronů. Tvar částic může být kulovitý, vločkovitý nebo nepravidelný. Jemnější prášky zajišťují rovnoměrnější míchání a lepší zhušťování. Hrubé částice se upřednostňují pro aplikace, jako jsou wolframová závaží.

Klíčovým výrobním procesem používaným k výrobě wolframového prášku je vodíková redukce oxidů wolframu. Čistý wolframový prášek je jasně stříbrošedý, zatímco nečisté druhy jsou hnědé nebo černé.

Aplikace a použití wolframového prášku

Wolframový prášek má rozmanité využití v následujících hlavních odvětvích:

Vojenství a obrana

• Slitiny wolframu ve střelách s kinetickou energií, v pancéřové munici, v závažích pro střely a rakety.
• Kuličky a šipky z karbidu wolframu v protitankové munici
• Radiační stínění v jaderných reaktorech

Automobilový průmysl

• Wolframová vlákna v žárovkách a svítidlech
• Kontaktní místa a elektrické součásti odolávající elektrickému oblouku
• Kuličková ložiska z karbidu wolframu a další díly odolné proti opotřebení
• Slitiny wolframu pro součásti motorů, jako jsou ventily a turbodmychadla.
• Protizávaží a součásti pro tlumení vibrací

Výrobní

• Řezné nástroje, matrice, razníky z karbidu wolframu
• Wolframové elektrody pro svařování
• Přidává se do oceli k výrobě rychlořezných nástrojových ocelí
• Komponenty pro elektrické kontakty a odporové vytápění
• Kovové odpařovací čluny a kelímky

Elektronika

• Chladiče a komponenty tepelného managementu pro polovodiče
• Lodě a topná tělesa pro napařování
• Polní emisní hroty, elektronové zářiče a katody
• Kontakty, konektory a přívodní vodiče
• Radiační stínění

Zdravotní péče

• Husté kolimátory, filtry a stínění ze slitiny wolframu pro rentgenové přístroje a léčbu rakoviny zářením.
• Wolframový prášek ve směsi s polymery pro výrobu hustých kompozitů pro radiační stínění
• Zátěže pro zdravotnické vybavení
• Komponenty pro lékařské implantáty, jako jsou stenty a kostní šrouby.

Další aplikace

• Protizávaží ze slitiny wolframu pro aplikace, jako jsou golfové hole, kýly jachet, lopatky rotorů vrtulníků.
• Závaží pro sportovní vybavení, jako jsou šipky, bowlingové koule, hlavy golfových holí.
• Rybářské návnady, potápěčské návnady
• Součásti šperků
• Zátěž ve vozidlech pro motoristický sport

Typy wolframového prášku

Wolframový prášek je k dispozici v různých třídách klasifikovaných na základě velikosti částic, tvaru, úrovně čistoty, hustoty prášku a zamýšlených aplikací:

Typ	Popis
Ultrafine	Velikost částic pod 1 mikron, vysoký povrch, používá se v chemických procesech.
Submikronové	1-5 mikronů, sférická morfologie, vysoká čistota, používá se v cementovaném karbidu wolframu
Pokuta	1-10 mikronů, vysoká hustota, pro výrobky z wolframového mlýna
Střední	10-40 mikronů, střední plocha povrchu, obecné použití v práškové metalurgii
Hrubý	40-150 mikronů, nízký povrch, používá se v závažích
Čistý	99.9%-99.99% wolfram, nízký obsah nečistot, světle stříbrošedý
Komerční	97%-99% wolfram, obsahuje drobné nečistoty, šedavý nebo nahnědlý
Tvarované	Vločky, jehly, dendrity nebo vlastní tvary, speciální aplikace

Specifikace wolframového prášku

Wolframový prášek pro průmyslové použití musí splňovat řadu fyzikálních, chemických a morfologických specifikací podle mezinárodních norem, jako jsou ISO, ASTM, DIN, JIS, GB a GOST:

Parametr	Typické specifikace
Velikost částic	1 - 150 mikronů
Tvar prášku	Kulovité, nepravidelné, vločkovité
Zdánlivá hustota	2 - 3 g/cm3 pro nespékaný prášek
Hustota poklepání	4 - 6 g/cm3 pro nespékaný prášek
Čistota	99% až 99,995% wolframu
Obsah kyslíku	<100 - 1000 ppm
Obsah uhlíku	<100 - 500 ppm
Nečistoty těžkých kovů	Limity pro jednotlivé prvky v jednotkách procenta na milion
Plocha povrchu	0,5 - 15 m2/g pro prášek
Barva	Světle stříbrošedý až hnědošedý
Průtok prášku	Testování Hallova průtokoměru

Optimální vlastnosti prášku, jako je distribuce velikosti částic, morfologie, zdánlivá hustota a hustota závitu, závisí na požadavcích na lisování a spékání konečné součásti. Zakázkové směsi wolframového prášku jsou formulovány tak, aby vyhovovaly potřebám každé aplikace.

Konstrukční a technické normy

Komponenty wolframové práškové metalurgie jsou navrženy podle různých mezinárodních norem, které upravují složení, výrobu, kontrolu kvality a použití:

Standard	Podrobnosti
ASTM B777	Standardní specifikace pro wolframové slitiny s vysokou hustotou
ISO 13320	Specifikace pro tvrdé kovy - kovové práškové brikety
MIL-T-21014	Vojenská specifikace pro mlýnské výrobky z wolframu a slitin wolframu
SAE-AMS-T-21014	Specifikace leteckého materiálu pro wolframové mlýnské tvary
GB/T 13383-2008	Čínská norma pro wolframové tyče a pruty
JIS C 2805	Japonská průmyslová norma pro wolframové mlýnské výrobky
DIN 2240	Německá norma pro mlýnské výrobky z těžkých kovů

Výrobci součástí a prášků zajišťují shodu s platnými normami pro chemii, mikrostrukturu, mechanické vlastnosti, nedestruktivní testování, zajištění kvality a další.

Výroba a produkce

Kovový wolframový prášek se vyrábí především redukcí oxidů wolframu vodíkem:

Prášek oxidu wolframu + vodík → prášek wolframu + vodní pára

Jedná se o exotermický proces, který se provádí při 700-1000 °C ve vodíkové atmosféře ve specializovaných redukčních pecích.

Klíčovými kroky při výrobě wolframového prášku jsou:

1. Těžba a dobývání - Wolframové rudy, jako je wolframit a scheelit, se těží, drtí, melou a koncentrují pěnovou flotací za vzniku paratungstátu amonného (APT).
2. Převod na oxidy - APT se tepelně rozkládá na oxid wolframu (WO3), který se rozemele na jemný žlutohnědý prášek.
3. Redukce vodíku - Prášek WO3 se redukuje suchým plynným vodíkem v tlačné, pásové nebo rotační peci při teplotách až 1000 °C.
4. Frézování a klasifikace - Redukovaný wolframový prášek se rozemele v kulových mlýnech, rozdělí se na různé velikosti částic a dále se zpracovává.
5. Míchání a zhutňování - Prášky se míchají, mažou, lisují do "zelených" předforem a spékají do hotových součástí.

Vysoce čisté druhy mohou být dodatečně odplyněny vodíkem nebo ve vakuu, aby se snížil obsah nečistot. Tvarované a povrchově upravené prášky se vyrábějí pomocí specializovaných technik. Morfologie prášku, distribuce velikosti, čistota a chemie jsou přísně kontrolovány, aby splňovaly potřeby každé aplikace.

Dodavatelé a ceny

Mezi přední světové dodavatele wolframového prášku patří:

Společnost	Umístění
Buffalo Tungsten	USA
Midwest Tungsten	USA
TaeguTec	Jižní Korea
Wolfram	Rakousko
HC Starck	Německo
Xiamen Tungsten	Čína
JX Nippon Mining	Japonsko

Ceny wolframového prášku závisí na faktorech, jako jsou:

• Čistota - Rozsah od US$50/kg pro wolfram 97% do více než $1000/kg pro ultrajemný prášek 99,995%.
• Velikost částic - Ultrajemný prášek pod US$100/kg, mikronový prášek US$30-60/kg, hrubé třídy levnější
• Množství - Nižší ceny za volně ložené množství v tunách
• Vlastnosti prášku - Sférické a s vysokou hustotou preferované pro lisování stojí více
• Konzistence produktu - Zavedené globální značky mají vyšší ceny

Cenové rozpětí:

• Nízká třída: $30-$50 za kg
• Střední třída: $50-$150 za kg
• Vysoká čistota/výkon: $150-$1000 na kg

Obraťte se na přední dodavatele, kteří vám na základě vašich specifikací a objemů nákupu poskytnou přesné cenové nabídky.

Jak vybrat dodavatele wolframového prášku

Zde jsou tipy pro výběr spolehlivých výrobců a dodavatelů wolframového prášku:

• Prověřte pověření společnosti včetně let podnikání, pověsti a zákazníků.
• Ujistěte se, že mohou přizpůsobit vlastnosti prášku vašim požadavkům.
• Hledejte stálou kvalitu, přísné testování a certifikaci ISO 9001.
• Vyhodnotit jejich výrobní kapacitu a schopnost v případě potřeby rozšířit dodávky.
• Zvažte umístění a logistiku pro efektivní doručení do vašich zařízení.
• Vyžádejte si vzorky k otestování kvality prášku před nákupem ve velkém měřítku.
• Porovnání cen od různých dodavatelů z hlediska efektivity nákladů
• Zajistit vysokou čistotu, spolehlivost a konzistenci jednotlivých šarží výrobku.
• Zkontrolujte dodací lhůty a dostupnost zásob, abyste se vyhnuli jejich vyprodání.
• Zhodnoťte flexibilitu pro malé zkušební zakázky nebo pro vyhovění naléhavým požadavkům.
• Zvažte služby s přidanou hodnotou, jako je míchání, chemická analýza a balení na zakázku.

Příručka pro instalaci a provoz

Skladování a manipulace

• Skladujte wolframový prášek v čistých, suchých a uzavřených nádobách mimo dosah vlhkosti, jisker a plamene.
• Při skladování delším než 6 měsíců použijte přikrytí inertním plynem.
• Omezte působení vzduchu, abyste minimalizovali oxidaci.
• Zajistěte správné větrání a systémy pro zachytávání prachu
• Zabraňte kontaminaci nečistotami, oleji nebo jinými jemnými částicemi prášku.
• Manipulujte s čistými naběračkami a nástroji; používejte osobní ochranné prostředky, jako jsou masky, rukavice a ochranné brýle.
• Zabraňte hromadění prášku na povrchu, abyste minimalizovali riziko výbuchu prachu.

Zpracování a provoz

• Před zhutněním prášek namažte stearáty nebo vosky.
• Pro lisování používejte nástrojovou ocel nebo karbid wolframu namazaný stearanem zinečnatým.
• Prášek zhutněte plynulými tahy lisu při optimálním tlaku.
• Pro spékání používejte vodíkové nebo vakuové pece a řízené profily ohřevu.
• Dodržujte doporučené teploty a časy spékání podle třídy prášku.
• Pomalé ochlazování slinutých dílů v peci v inertní atmosféře.
• Podle potřeby lze použít další kroky, jako je infiltrace, tepelné zpracování nebo HIP.
• Dodržujte bezpečnostní opatření při manipulaci s práškem a obsluze zařízení.

Údržba

• Pravidelně kontrolujte nádoby na prášek a skladovací prostory, zda nejsou poškozené nebo zda z nich neteče.
• Rozsypaný prášek ihned odstraňte, abyste zabránili hromadění jemných částic.
• Použitý wolframový prášek a odpad bezpečně zlikvidujte jako nebezpečný průmyslový odpad.
• Pravidelné čištění lisovacích forem, razníků a dalších nástrojů.
• Mazání a údržba lisů podle pokynů výrobce.
• Dodržujte doporučené harmonogramy údržby a rekalibrace pecí.

Výhody a nevýhody používání wolframového prášku

výhody:

• Vynikající vysokoteplotní vlastnosti díky vysokému bodu tání
• Odolnost proti opotřebení a korozi pro dlouhou životnost součástí
• Velmi vysoká hustota dodává hmotnosti a setrvačnosti
• Biokompatibilní a netoxické, pokud jsou čisté
• Dobrá tepelná a elektrická vodivost
• Nízký koeficient tepelné roztažnosti
• Lze legovat pro optimalizaci vlastností, jako je tvrdost.
• Prášková metalurgie umožňuje výrobu složitých dílů v síťovém tvaru
• Recyklovatelný pro obnovu wolframu

Nevýhody:

• Drahé ve srovnání s jinými kovovými prášky
• Omezená celosvětová nabídka a výroba soustředěná v Číně
• Křehké nemodifikované, vyžaduje legování nebo spékání
• Náročné obrábění v plně slinutém stavu
• Vysoký bod tání činí výrobu energeticky náročnou
• Nižší tažnost a odolnost proti nárazu ve srovnání s ocelí
• náchylnost k oxidaci při zvýšených teplotách
• Náchylné ke kontaminaci při zpracování

FAQ

Otázka: Jaké jsou různé druhy wolframového prášku?

Odpověď: Hlavní třídy jsou klasifikovány na základě velikosti částic (ultrajemné, jemné, střední, hrubé), čistoty (99,9% až 99,995%), tvaru prášku (sférický, nepravidelný, vločkovitý) a konečného použití (všeobecné použití, lisování, svařování atd.).

Otázka: Jaká velikost částic je nejlepší pro lisování a spékání?

Odpověď: Optimální je bimodální směs jemnějšího (1-10 mikronů) a hrubšího (10-40 mikronů) prášku, která zlepšuje tok prášku a hustotu zelené barvy. Lze použít i velmi jemný prášek.

Otázka: Jaké jsou účinky nečistot v práškovém wolframu?

Odpověď: Nečistoty jako uhlík, kyslík, měď a železo mohou zhoršovat vlastnosti. Třídy s velmi vysokou čistotou mají nižší obsah nečistot pro náročné aplikace.

Otázka: Jak se wolframový prášek zhutňuje a spéká?

Odpověď: Prášek se lisuje do zelené kompaktní formy za použití vysokých tlaků v lisovně a poté se slinuje při teplotách blízkých 2000 °C ve vodíkové nebo vakuové atmosféře.

Otázka: Jaké legující prvky lze přidat do wolframového prášku?

Odpověď: Wolfram je legován prvky, jako je nikl, železo, kobalt, měď a rhenium, které zvyšují pevnost, tažnost a další vlastnosti.

Otázka: Jaké jsou doporučené postupy skladování wolframového prášku?

O: Skladujte v uzavřených nádobách na čistém a suchém místě, chráněném před vlhkostí a kontaminací. Omezte expozici vzduchu. Pro dlouhodobé skladování delší než 6 měsíců použijte přikrytí inertním plynem.

Otázka: Jak se wolframový prášek recykluje a znovu používá?

Odpověď: Práškový šrot a pevný wolfram lze recyklovat drcením, mletím, mícháním a opětovným lisováním do nových výrobků. Nedochází ke zhoršení vlastností.

Otázka: Jaké jsou hlavní aplikace těžkých slitin wolframu?

Odpověď: Vojenské a obranné komponenty, jako jsou penetrátory kinetické energie, radiační stínění, protizávaží, zátěže, tlumiče vibrací v letectví a automobilovém průmyslu atd.

Otázka: Jaké jsou výhody použití wolframu oproti ochuzenému uranu?

Odpověď: Wolfram není radioaktivní, je bezpečnější, méně kontroverzní a snáze se získává než ochuzený uran, přičemž má podobnou hustotu.

znát více procesů 3D tisku

Additional FAQs on Tungsten Powder

• Q: How does oxygen and carbon content impact tungsten powder performance?
  A: Elevated O and C form WOx and WC during sintering, reducing ductility and conductivity. Keep O < 200 ppm and C < 200 ppm for high-performance mill products; ultra-high purity grades target O/C < 100 ppm.
• Q: What PSD and morphology are preferred for cemented tungsten carbide (WC-Co) production?
  A: Submicron to 5 μm W (or WC) with narrow PSD and high sphericity/low agglomeration improves packing and uniform cobalt distribution, enabling fine-grained hardmetals with higher hardness/toughness balance.
• Q: Can tungsten powder be used in additive manufacturing?
  A: Yes. Gas-atomized spherical tungsten powder (15–45 μm) is used in laser powder bed fusion and binder jetting for collimators, heat sinks, and shielding. Preheating and controlled atmospheres mitigate cracking and oxidation.
• Q: What are best practices for long-term storage of tungsten powder?
  A: Store in sealed, antistatic containers under dry inert gas (argon or nitrogen), dew point ≤ −40°C. Use desiccant packs, minimize headspace, and log container open times to control oxygen/moisture pickup.
• Q: How do I validate supplier consistency for tungsten powder lots?
  A: Implement an incoming QC plan: PSD by laser diffraction, BET surface area, apparent/tap density, ICP-OES for trace metals, LECO for O/C/N/H, and SEM morphology. Maintain lot traceability and conduct periodic round-robin testing with accredited labs (ISO/IEC 17025).

2025 Industry Trends for Tungsten Powder

• Supply diversification: incremental capacity outside China (EU recycling, North American AMT/secondary recovery) to improve security of supply.
• AM-grade tungsten growth: increased demand for spherical, flow-optimized powders for radiation shielding and high-temperature components.
• Sustainability: closed-loop tungsten recycling from carbide scrap and swarf; ESG reporting across powder supply chains.
• Battery and semiconductor tooling: rising use of W-based heat spreaders and sputtering targets driving sub-ppm impurity requirements.
• Price stabilization: moderated volatility vs 2022–2023 spikes due to expanded recycling and improved APT availability.

2025 Snapshot: Market, Materials, and Quality Benchmarks

Metric (2025)	Hodnota/rozsah	Notes/Source
APT (ammonium paratungstate) reference price	$285–$315/MTU	Industry trackers (e.g., Argus/Asian Metal)
Tungsten powder global demand	90–110 k t/y (W contained)	Consolidated from ITIA/market briefs
Share of recycled tungsten in powders	35–45%	ITIA sustainability reports
Typical O content (AM-grade W powder)	80–200 ppm	Supplier datasheets; ISO/ASTM 52907 guidance adapted
Spherical W powder price (15–45 μm)	$120–$350/kg	Varies by purity and morphology
WC-Co hardmetal feedstock share of W use	~55–60%	ITIA/industry estimates

Selected references:

• International Tungsten Industry Association (www.itia.info)
• ISO/ASTM 52907: Feedstock materials — metal powders for AM (www.iso.org)
• ASM Handbook, Vol. 7: Powder Metallurgy (www.asminternational.org)
• Argus Media and Asian Metal price assessments (subscription)

Latest Research Cases

Case Study 1: Additive Manufacturing of Tungsten Collimators with Reduced Oxygen Pickup (2025)
Background: A medical device OEM needed near-net-shape tungsten collimators with tight dimensional control and low porosity for SPECT systems.
Solution: Qualified gas-atomized spherical tungsten powder (D50 ≈ 28 μm, O = 110 ppm) for LPBF with build plate preheat to 600°C, high-purity argon (O2 < 1000 ppm), and optimized scan strategy; followed by HIP at 2000°C in argon.
Results: Achieved ≥99.5% relative density, oxygen increase limited to +35 ppm post-build, dimensional tolerance ±80 μm after HIP, and 5–7% mass reduction vs machined parts. Radiation attenuation met IEC performance criteria; scrap rate reduced by 30%.

Case Study 2: High-Recycled-Content Tungsten Powder for Cemented Carbide Tools (2024)
Background: Cutting tool producer aimed to increase recycled content without sacrificing microstructure or tool life.
Solution: Implemented closed-loop recycling of carbide swarf to APT → W powder stream; blended 50% recycled W powder (O = 150 ppm, Fe < 20 ppm) with virgin powder; pressed and sintered WC-12Co grade with grain growth inhibitors (VC/Cr3C2).
Results: Equivalent hardness (HV30 1550–1600), transverse rupture strength within ±3% of baseline, and 8% cost reduction. Life tests in ISO P steel turned operations showed parity in tool wear at cutting speeds of 220 m/min. ESG reportable recycled content increased to 48% by mass.

Názory odborníků

• Dr. Dirk Van den Abeele, Materials Specialist, International Tungsten Industry Association (ITIA): “Recycling streams now account for a significant share of tungsten powder supply, and robust impurity control—especially oxygen and alkali metals—is the differentiator for high-end applications.” (www.itia.info)
• Dr. Jonathan Cormier, Professor of Materials, Institut Pprime (France): “For AM with tungsten, thermal management and oxygen control dominate success; preheat and post-HIP are essential to mitigate cracking and achieve near-theoretical density.” (institutional profile/publications)
• Lisa Johnson, VP Powder Metallurgy, Global Carbide Tools Inc.: “Blending recycled and virgin tungsten powders can meet premium tool specs when PSD and carbon/oxygen are tightly managed, delivering cost and sustainability benefits.” (industry conference proceedings)

Practical Tools and Resources

• ITIA resources: supply/demand statistics, HSE guidelines, and recycling best practices (www.itia.info)
• ISO standards: ISO 6848 (tungsten electrodes), ISO/ASTM 52907 (AM powders), ISO 4499 (hardmetals metallography) (www.iso.org)
• ASTM standards: ASTM B777 (W heavy alloys), ASTM B759 (WC-Co test methods), ASTM E1019 (O/N/H), ASTM B213/B212 (flow and density) (www.astm.org)
• Price and market trackers: Argus Media, Asian Metal (APT/WO3/T pricing; subscription)
• Powder characterization tools: BET (Micromeritics), laser diffraction (Malvern Mastersizer), LECO ONH analyzers
• Process guidelines: ASM Handbook Vol. 7 (Powder Metallurgy) and Vol. 2 (Properties & Selection of Metals)
• AM process notes: OEM application briefs for LPBF/binder jetting of refractory metals (e.g., EOS, 3D Systems, Desktop Metal)

Last updated: 2025-10-14
Changelog: Added 5 new FAQs; inserted 2025 trends with market/pricing table; provided two recent case studies on AM collimators and recycled-content hardmetals; included expert quotes; compiled practical standards and tools/resources with authoritative sources.
Next review date & triggers: 2026-04-15 or earlier if APT price shifts >15% QoQ, new ISO/ASTM standards for tungsten powders are released, or major OEMs publish updated AM process windows for tungsten.