Wolfram-Metall-Pulver

Überblick über Wolfram-Metallpulver

Wolfram-Metallpulver ist ein feinkörniges Material, das hauptsächlich aus elementarem Wolfram besteht und in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt wird. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören extrem hohe Dichte, Festigkeit, Härte und hohe Temperaturbeständigkeit.

Zu den üblichen Anwendungen von Wolframpulver gehören:

• Wolframkarbid-Verbundwerkstoffe
• Schwere Wolframlegierungen
• Thermische Spritzschichten
• Additive Fertigung
• Elektrische Kontakte
• Strahlungsabschirmung

Wolfram gilt als kritischer Rohstoff aufgrund seiner einzigartigen Leistung in Verbindung mit einer prekären Versorgungslage. Lesen Sie weiter, um mehr über Spezifikationen, Verarbeitung, Preise und Verwendungsmöglichkeiten von Wolframpulver zu erfahren.

Materialarten von Wolfram-Metallpulver

Wolfram-Metallpulver gibt es in verschiedenen Grundzusammensetzungen:

Typ	Typische Qualitäten	Zusammensetzung
Reines Wolfram	99,9%, 99,99% Reinheit	Elementares Wolfram mit Verunreinigungsgrenzen
Oxid-disperses Wolfram	Y2O3-Zusätze	Wolfram mit 0,5-1% Yttriumoxid-Nanopartikeln
Dotiertes Wolfram	Lanthan oder andere Dotierstoffe	Wolfram mit zugesetzten Kornwachstumshemmern < 1% Niveau

Tabelle 1: Gängige Materialkategorien für Wolfram-Metallpulver je nach Anwendungsbedarf

Spezielle Dotierstoffe oder Oxidzusätze tragen dazu bei, die Eigenschaften des Pulvers während der Konsolidierung zu Endverbraucherkomponenten und Teilen, die Stabilität bei hohen Temperaturen erfordern, anzupassen.

Wichtige Eigenschaften

Eigentum	Typischer Wert	Bedeutung
Dichte	19,3 g/cc	Hervorragende Massen- und Strahlungsabschirmung
Schmelzpunkt	3410°C	Behält seine Festigkeit bei extremen Temperaturen, wo die meisten Metalle versagen
Endgültige Zugfestigkeit	550-620 MPa	Relativ sprödes Material mit mäßiger Zugdehnbarkeit
Härte	HV 300-350	Härter als Werkzeugstahl
Elastizitätsmodul	350-410 GPa	Steif, resistent gegen Durchbiegung
Wärmeleitfähigkeit	165 W/mK	Nützlich für Teile des Wärmemanagements, die bei hohen Temperaturen arbeiten

Tabelle 2: Überblick über die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Wolfram-Metallpulver und verfestigten Legierungen

Die unübertroffene Temperaturbeständigkeit in Kombination mit der hohen Dichte fördert den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen in den Bereichen Energie, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Elektronik.

Partikeleigenschaften von Wolfram-Metallpulver

Typische Morphologie von Wolframpulver:

Parameter	Einzelheiten
Reinheit	99,9% bis 99,999% verfügbar
Partikelform	Unregelmäßig, eckig
Größenverteilung	1 bis 100 Mikrometer typisch
Sauerstoffgehalt	<100 ppm
Niveau des Oberflächenoxids	<50 nm Dicke

Tabelle 3: Pulverqualitätsmetriken für Wolfram-Metallpulver, die in verschiedenen Konsolidierungsverfahren verwendet werden

Es muss darauf geachtet werden, dass bei der Handhabung des Pulvers keine Oxidation auftritt. Auf die endgültige Bauteildichte und Kornstruktur abgestimmte Chemikalien.

Fertigungsprozess

• Primäre Methoden zur Herstellung von Wolfram-Metallpulver:
  • Wasserstoffreduktion (Wasserstoff wird zur Umwandlung von oxidischen Rohstoffen in Pulver verwendet)
  • Thermit-Prozess Reduktion (Exotherme Oxid-Metall-Reaktionen erzeugen Pulver)
• Sekundäre mechanische Verfahren:
  • Jet Milling (Zerkleinerung des Rohmaterials in feine Partikel durch Kollisionen)
  • Verfahren mit rotierenden Elektroden (Elektrodenschleudern und Schmelzaufschluss)
• Typische Verfestigungstechniken für Pulverteile:
  • Heiß-Isostatisches Pressen
  • Sintern
  • Additive Fertigung (SLM, EBM)
• Überlegungen zu Umwelt und Handhabung:
  • Nominell inerte Lagerung <40°C unter Argon
  • Handhabung im Handschuhfach zur Vermeidung von Oxidation

Anwendungen von Wolfram-Metallpulver

Wichtige Verwendungszwecke von Wolfram-Metallpulver in verschiedenen Branchen:

Segment	Anmeldung	Grund für die Verwendung
Industriell	Materialien aus Wolframkarbid	Extreme Härte und Zähigkeit für Zerspanungs- und Bergbauwerkzeuge
Verteidigung	Penetratoren mit kinetischer Energie	Hervorragende Dichteeigenschaften
Luft- und Raumfahrt	Düsen für Raketentriebwerke	Behält die Materialfestigkeit in extremen Umgebungen bei
Energie	Hitzeschilde, Komponenten für Plasmabrenner	Leistung bei hohen Temperaturen, wo Alternativen versagen
Elektronik	Elektrische Kontakte	Lichtbogenfestigkeit kombiniert mit Wärme-/Leitfähigkeitseigenschaften

Tabelle 4: Überblick über die wichtigsten Anwendungsbereiche für Komponenten aus Wolframmetall in verschiedenen Branchen

Wolfram wird überall dort eingesetzt, wo Härte, Dichte, Zähigkeit und Festigkeit bei extremen Temperaturen oder Belastungen erforderlich sind.

Kostenanalyse

Typische Wolframpulverpreise:

Parameter	Einzelheiten
Preis des Pulvers	$50 bis $350 pro kg
Konsolidierter Teilepreis	$100+ pro kg
Verarbeitung Ausbeute	60-70%
Hauptlieferanten	China, Österreich, Portugal, USA, Russland andere Länder
Vorlaufzeiten	6-12 Wochen häufig

Tabelle 5: Einkaufsfaktoren einschließlich der Rohstoffkosten für Wolframprodukte

Die Verbraucher berichten von extremen Preisschwankungen, die die Haushaltsplanung auf dem Wolframmarkt erschweren. Durch etablierte Partnerschaften und Liefervereinbarungen werden die Risiken gemildert.

Pro und Kontra

Vorteile

• Extrem hohe Dichte hilft bei der Strahlenabschirmung
• Behält seine Festigkeit bis über 3000°C bei, wo die meisten Metalle schmelzen
• Relativ neutrales Material vermeidet Kontamination
• Pulverform unterstützt komplexe Geometrien bei einigen AM-Verfahren
• Nach der Verfestigung der Teile ähnelt die Härte der von Werkzeugstahl

Benachteiligungen

• Spröde Eigenschaften bedeuten geringe Zugduktilität
• Es ist schwierig, Teile vollständig zu verdichten, ohne dass Nadellöcher und Hohlräume entstehen.
• Erfordert spezielle Kaltwand-Vakuumgeräte zum Schmelzen
• Risiko von Unterbrechungen der Lieferkette mit Auswirkungen auf die Verfügbarkeit
• Das Oxidationsrisiko erfordert eine kontrollierte Handhabung
• Sehr teuer im Vergleich zu Alternativen aus Stahl

FAQ

F: Welcher Partikelgrößenbereich ist typisch für Wolframpulver, das in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird?

A: Die meisten gängigen Größenverteilungen liegen zwischen 1-100 Mikron. Feinere Partikel lassen sich besser verpacken und unterstützen die vollständige Verdichtung, haben aber Probleme bei der Handhabung. Die Partikeltechnologie hängt von der Konsolidierungsmethode ab, wobei der AM-Bereich in der Regel 10-45 Mikrometer beträgt und bei Hartmetallverbundwerkstoffen bis zu Submikron-Pulver verwendet werden.

F: Welche Legierungselemente können in Wolframmetallpulver eingearbeitet werden?

A: Typische Legierungselemente wie Nickel, Eisen und Kupfer verschlechtern die Hochtemperaturleistung erheblich und werden daher nur selten hinzugefügt. Rhenium verbessert die Duktilität leicht. Oxidpartikel helfen, die Korngröße festzulegen. Dotierstoffe aus Seltenen Erden stabilisieren ebenfalls die Eigenschaften. Die Legierungsoptionen sind auf kleine Zusätze beschränkt, um die Reinheit zu erhalten.

F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Lagerung und Handhabung von Wolframpulvern zu beachten?

A: Wie andere luftempfindliche Materialien sollte Wolfram-Metallpulver unter 40 °C unter inertem Argongas aufbewahrt werden, um eine Oxidation durch Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu verhindern. Handschuhfachprotokolle sind erforderlich, einschließlich Leckagekontrollen. Lassen Sie während der Handhabung keinen Kontakt mit organischen Stoffen zu, um Verunreinigungen oder Reaktionen zu vermeiden.

F: Ist Wolframpulver als Gefahrgut einzustufen und muss es speziell versandt werden?

A: Elementares Wolfram-Metallpulver ist harmlos und nicht reaktiv. Es eignet sich für den normalen Frachtversand in zugelassenen Verpackungen, ähnlich wie andere Industrierohstoffe. Im Gegensatz zu Hartmetallsorten mit kontrolliertem Kobaltgehalt, die als gefährliche Gemische gelten, ist keine besondere DG-Klassifizierung erforderlich.

F: Welche nachgelagerten Verfahren zur Herstellung von Teilen sind mit Wolframpulver-Rohstoffen kompatibel?

A: Durch heißisostatisches Pressen und Sintern werden standardmäßige konsolidierte Bauteile wie Gewichte oder Hitzeschilde hergestellt. Bei der additiven Fertigung durch Pulverbettschmelzen entstehen komplexe Geometrien, die auf andere Weise nicht zu erreichen sind. Pulver dienen auch als Ausgangsmaterial für thermische Spritzbeschichtungen, die eine Nachkonsolidierung erfordern.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren