Polvo de wolframio de alta densidad

El polvo de tungsteno de alta densidad se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales, militares y tecnológicas. Esta guía ofrece información exhaustiva sobre las propiedades, la producción, las aplicaciones, los proveedores y los costes del polvo de tungsteno. polvo de tungsteno de alta densidad.

Introducción al polvo de tungsteno de alta densidad

El polvo de tungsteno de alta densidad es una forma particulada fina del metal de tungsteno conocida por su:

• Densidad muy alta, hasta 19,3 g/cm3
• Propiedades de alta resistencia y dureza
• Resistencia a altas temperaturas
• Conductividad térmica/eléctrica
• Aplicaciones que requieren gran masa y durabilidad
• Uso en aleaciones, compuestos, blindaje contra radiaciones, etc.

Con una densidad que casi duplica la del plomo, el tungsteno es un material ideal para aplicaciones que requieren peso, tamaño compacto, energía cinética y amortiguación de vibraciones. Esta guía detalla los diferentes tipos, métodos de producción, propiedades, aplicaciones, proveedores, costes y otras consideraciones del polvo de tungsteno de alta densidad.

Tipos de Polvo de wolframio de alta densidad

El polvo de wolframio está disponible en diferentes composiciones y formas clasificadas por:

Tipos de polvo de tungsteno de alta densidad

Tipo	Descripción
Tungsteno puro	Más de 99,9% W, impurezas como C, O, N, Fe
Aleaciones pesadas de tungsteno	W con Ni, Fe, Cu, Co
Carburo de tungsteno	WC en polvo
Tungsteno a nanoescala	Partículas ultrafinas de menos de 100 nm
Tungsteno esférico	Forma de partícula redondeada casi perfecta
Wolframio reducido químicamente	Morfología irregular, oxígeno elevado
Tungsteno fresado	Partículas aplastadas/plegadas por la molienda

• El tungsteno puro proporciona la mayor densidad, pero puede ser quebradizo. La aleación mejora la tenacidad y la trabajabilidad.
• El carburo de wolframio aumenta considerablemente la dureza y la resistencia al desgaste.
• Las calidades especiales, como el polvo esférico y el nanopolvo, ofrecen propiedades mejoradas.
• El método de producción determina las características del polvo óptimas para determinadas aplicaciones.

Métodos de producción de polvo de wolframio de alta densidad

El polvo de wolframio puede producirse mediante diversas técnicas:

Métodos de producción de polvo de wolframio

Método	Descripción
Reducción de hidrógeno	Reducción del óxido de volframio mediante hidrógeno
Descomposición térmica	Calentamiento de óxido de wolframio en atmósfera de hidrógeno
Atomización por plasma	Tungsteno fundido atomizado con antorcha de plasma
Fusión por inducción de electrodos	Chorro de tungsteno fundido roto en gotas
Reducción química	Utilización de agentes reductores como el amoníaco en el óxido de wolframio
Fresado mecánico	Molienda de bolas para convertir el wolframio en polvo fino

• La reducción de hidrógeno y la descomposición térmica del óxido de wolframio son vías habituales de producción comercial.
• La atomización por plasma genera polvos esféricos finos adecuados para la fabricación aditiva.
• Los métodos de reducción química, como el amoníaco, pueden producir polvo de gran pureza.
• La molienda mecánica mediante bolas puede moler el wolframio hasta obtener partículas de tamaño fino.
• El polvo de tungsteno aleado se produce mezclando polvos elementales o prealeados.
• Los procesos secundarios, como la sinterización al vacío, el recocido, la pulverización, etc., mejoran aún más la calidad del polvo.

Propiedades del polvo de wolframio de alta densidad

Las propiedades únicas del wolframio tienen su origen en su elevada masa atómica y lo hacen ideal para aplicaciones exigentes:

Propiedades del polvo de tungsteno de alta densidad

Propiedad	Valor
Densidad	19,25 g/cm3
Punto de fusión	3422°C
Conductividad térmica	173 W/mK
Resistividad eléctrica	5,5 μΩ-cm
Resistencia a la tracción	550-700 MPa
Módulo elástico	400 GPa
Relación de Poisson	0.28
Dilatación térmica	4,5 x 10-6/K

• El punto de fusión más alto de todos los metales. Conserva la resistencia a altas temperaturas.
• Su densidad extremadamente alta proporciona una masa excelente en un espacio compacto.
• Buena conductividad térmica y eléctrica.
• Elevada rigidez elástica. Resiste la deformación bajo carga.
• La aleación con Ni, Fe, Co, Cu puede optimizar las combinaciones de resistencia, ductilidad y densidad.
• La forma del polvo, la distribución de tamaños y las condiciones de procesado afectan a las propiedades finales de la pieza.

Aplicaciones de Polvo de wolframio de alta densidad

Las propiedades únicas del polvo de tungsteno de alta densidad lo hacen adecuado para las siguientes aplicaciones clave:

Aplicaciones del polvo de wolframio de alta densidad

Industria	Utiliza
Defensa	Penetradores de energía cinética, munición, blindaje contra radiaciones
Automoción	Clavos de neumáticos, contrapesos, amortiguación de vibraciones
Aeroespacial	Blindaje contra las radiaciones, contrapesos
Electrónica	Contactos eléctricos, disipadores térmicos, cátodos para sputtering
Médico	Blindaje contra la radiación, sondas, instrumentos quirúrgicos
Deportes	Pesos para palos de golf, dardos, señuelos de pesca
Industrial	Brocas, herramientas de corte, piezas de desgaste

• Penetradores: Las aleaciones de tungsteno fabrican proyectiles de energía cinética extremadamente densos para municiones perforantes de blindajes.
• Blindaje contra las radiaciones: La densidad del tungsteno proporciona un blindaje eficaz contra los rayos X y la radiación gamma en los sectores médico y de defensa.
• Amortiguación de vibraciones: Su elevada masa amortigua eficazmente las vibraciones en maquinaria y vehículos.
• contactos electricos: La conductividad del tungsteno y su resistencia a la formación de arcos se aprovechan en interruptores, relés, etc.
• Disipadores térmicos: La alta conductividad térmica permite disipar el calor en la electrónica.
• Piezas de desgaste: La extrema dureza resiste el desgaste incluso a altas temperaturas en las herramientas de corte.

Proveedores mundiales de Polvo de wolframio de alta densidad

Algunas de las principales empresas que suministran diversos grados de polvo de tungsteno de alta densidad son:

Proveedores de polvo de tungsteno de alta densidad

Empresa	Sede central
Compañía Wolfram	Austria
HC Starck	Alemania
Xiamen Tungsteno	China
JX Nippon Mining & Metals	Japón
Tungsteno del Medio Oeste	EE.UU.
GTP	EE.UU.
H. Cross Company	EE.UU.
TaeguTec	Corea del Sur

• Los principales proveedores tienen experiencia en métodos especializados de producción de polvo de tungsteno avanzado y de alta pureza.
• Pueden suministrarse aleaciones personalizadas, distribución granulométrica, morfología, revestimientos y otras especificaciones.
• Una cadena de suministro y una red de distribución mundiales permiten servir a diversos mercados.
• Los fabricantes regionales más pequeños también suministran polvo de wolframio adaptado a las necesidades de la industria local.

Análisis de costes del polvo de wolframio de alta densidad

Al ser un metal raro, el precio del polvo de wolframio es más elevado que el de metales comunes como el acero o el cobre en polvo:

Factores de coste del polvo de wolframio de alta densidad

• Niveles de pureza y química
• Forma y distribución del tamaño de las partículas
• Volúmenes de compra
• Complejidad del proceso de producción
• Precios del wolframio en bruto
• Márgenes y ubicación de los proveedores

Precios del tungsteno en polvo

Tipo	Precios
Tungsteno puro, calidad estándar	$40-100 por kg
Tungsteno de gran pureza	$150-250 por kg
Polvo de aleación pesada de wolframio	$50-150 por kg
Polvo de tungsteno a nanoescala	$200-2000 por kg

• Los niveles de pureza más altos aumentan el coste. Las calidades especiales son más caras.
• Las partículas de menor tamaño y morfología esférica son más caras de producir.
• Las compras de gran volumen pueden reducir significativamente el coste por unidad.
• Los factores de localización, como el transporte o los aranceles de importación, afectan al precio final.
• Las fluctuaciones de la dinámica oferta-demanda de tungsteno en bruto repercuten en los precios.

Normas y certificaciones

Las principales normas aplicables a la composición, calidad y fabricación del polvo de wolframio son las siguientes:

• ASTM B772: Especificación estándar para polvos base tungsteno.
• ISO 18323: Especificación para wolframio forjado
• ASTM B939: Ensayo de exposición a la radiación del wolframio
• AMS 7999: Especificación del polvo esférico de wolframio
• ISO 9001: Certificación del sistema de gestión de la calidad
• REACH: Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas cumplimiento en la UE

Factores a tener en cuenta al comprar:

• Certificación ISO 9001 de proveedores y conformidad con ASTM/ISO
• Análisis de composición y certificados de ensayo de lotes
• Certificaciones específicas del sector, según proceda
• Cumplimiento de la normativa por regiones geográficas

Comparación entre wolframio y uranio empobrecido

Polvo de wolframio frente a polvo de uranio empobrecido

Parámetro	Tungsteno	Uranio empobrecido
Densidad	19,25 g/cm3	18,9 g/cm3
Radioactividad	No radiactivo	Radiactivo de bajo nivel
Toxicidad	Moderado	Alta por toxicidad de metales pesados
Coste	Alta	Bajo
Producción	Explotación y transformación convencionales	Subproducto del enriquecimiento nuclear
Aplicaciones	Amplia gama	Aplicaciones restringidas
Disponibilidad	Fácilmente disponible	Oferta limitada

• El wolframio tiene una densidad ligeramente superior a la del uranio empobrecido.
• Ofrece una alta densidad no radiactiva y rentable en comparación con el uranio empobrecido radiactivo.
• El tungsteno presenta menores riesgos para el medio ambiente y la salud durante la manipulación del material.
• Su coste más elevado pero su disponibilidad más fácil hacen que el tungsteno resulte atractivo para las aplicaciones comerciales.
• El uso de uranio empobrecido se enfrenta a restricciones normativas y problemas de percepción pública.

Principales conclusiones sobre Polvo de wolframio de alta densidad

• Con una densidad de 19 g/cm3, el wolframio es un material extremadamente pesado y compacto.
• Las principales vías de producción son la reducción de hidrógeno y la descomposición térmica de óxidos de wolframio.
• Las principales aplicaciones aprovechan la densidad para el blindaje contra radiaciones, proyectiles, amortiguación de vibraciones y contactos eléctricos.
• La aleación con Ni, Co, Fe mejora la tenacidad y la trabajabilidad en comparación con el tungsteno puro.
• Las principales empresas mineras y pulvimetalúrgicas ofrecen diversas calidades de polvo.
• El coste es superior al de los metales estándar, pero inferior al de las tierras raras o los metales preciosos.
• El cumplimiento de las normas internacionales garantiza la idoneidad para usos industriales.

Preguntas frecuentes

P: ¿Para qué se utiliza el polvo de tungsteno de alta densidad?

R: Sus principales usos son el blindaje contra radiaciones, los penetradores de energía cinética, los contrapesos, los tacos para neumáticos, los contactos eléctricos, los disipadores térmicos y la amortiguación de vibraciones aprovechando su altísima densidad.

P: ¿Es tóxico el polvo de wolframio?

R: El polvo de tungsteno no es muy tóxico, pero la inhalación de polvos finos puede suponer un riesgo respiratorio que requiere medidas de protección durante su manipulación.

P: ¿Cuál es la diferencia entre el polvo de wolframio y el de carburo de wolframio?

R: El polvo de carburo de wolframio (WC) es extremadamente duro y resistente al desgaste. El polvo de metal de tungsteno tiene mayor tenacidad y conductividad térmica/eléctrica.

P: ¿Cómo se fabrica el polvo de wolframio?

R: Los principales métodos de producción son la reducción directa de hidrógeno, la descomposición térmica, la atomización por plasma, la reducción química y el fresado mecánico de óxidos de tungsteno para obtener polvo de tungsteno.

P: ¿Por qué se utiliza el tungsteno de alta densidad en aplicaciones militares?

R: La extrema densidad hace que el tungsteno sea ideal para penetradores de energía cinética perforantes de blindajes que dependen de la transferencia de impulso y de un blindaje resistente a la radiación.

P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de aleaciones de wolframio?

R: Las aleaciones más comunes son las de tungsteno-níquel-hierro, tungsteno-níquel-cobre y tungsteno-plata, que se utilizan cuando se requiere un mecanizado y conformado más sencillos.

P: ¿Es peligroso el tungsteno para el medio ambiente?

R: El tungsteno metálico en sí tiene riesgos medioambientales relativamente bajos, pero el procesamiento de los minerales y la inhalación de polvo requieren controles adecuados y protección personal.

P: ¿Qué es el nano polvo de wolframio?

R: Los polvos de nano tungsteno tienen partículas ultrafinas de menos de 100 nm (0,1 micras). La nanoestructura mejora la resistencia, la reactividad, la sinterización y otras propiedades.

P: ¿Es inflamable o explosivo el polvo de wolframio?

R: Como la mayoría de los metales, el polvo de tungsteno en sí no es inflamable ni explosivo en condiciones normales. Pero el polvo fino mezclado con el aire puede suponer un riesgo de incendio o explosión que requiere precauciones.

P: ¿De dónde se extrae principalmente el wolframio?

R: China representa más de 80% de la producción minera mundial de wolframio, seguida de Rusia, Canadá, Bolivia, Austria y Portugal como principales productores.

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