Вольфрамовый порошок высокой плотности

Порошок вольфрама с высокой плотностью находит широкое применение в промышленности, военном деле и технике. В данном справочнике представлена исчерпывающая информация о свойствах, производстве, областях применения, поставщиках и стоимости порошок вольфрама высокой плотности.

Введение в порошок вольфрама высокой плотности

Вольфрамовый порошок высокой плотности представляет собой мелкодисперсную форму металлического вольфрама, известного своими свойствами:

• Очень высокая плотность - до 19,3 г/см3
• Высокие показатели прочности и твердости
• Высокая термостойкость
• Тепловая/электрическая проводимость
• Области применения, требующие высокой массы и долговечности
• Использование в сплавах, композитах, радиационной защите и т.д.

Обладая плотностью, почти вдвое превышающей плотность свинца, вольфрам является идеальным материалом для применений, требующих массы, компактности, кинетической энергии и демпфирования вибраций. В данном руководстве подробно описаны различные типы, методы производства, свойства, области применения, поставщики, стоимость и другие аспекты применения вольфрамового порошка высокой плотности.

Виды Вольфрамовый порошок высокой плотности

Вольфрамовый порошок выпускается в различных составах и формах, которые подразделяются на:

Виды вольфрамовых порошков высокой плотности

Тип	Описание
Чистый вольфрам	Более 99,9% W, примеси, такие как C, O, N, Fe
Вольфрамовые тяжелые сплавы	W с Ni, Fe, Cu, Co
Карбид вольфрама	Порошок для унитаза
Наноразмерный вольфрам	Сверхтонкий размер частиц менее 100 нм
Сферический вольфрам	Почти идеальная округлая форма частиц
Химически восстановленный вольфрам	Неравномерная морфология, высокое содержание кислорода
Фрезерованный вольфрам	Сплющенные/складчатые частицы, полученные в результате размола

• Чистый вольфрам обладает наибольшей плотностью, но может быть хрупким. Легирование повышает вязкость и обрабатываемость.
• Карбид вольфрама значительно повышает твердость и износостойкость.
• Специальные сорта, такие как сферические и нанопорошки, обладают улучшенными свойствами.
• Способ производства определяет характеристики порошка, оптимальные для тех или иных применений.

Методы производства порошка вольфрама высокой плотности

Вольфрамовый порошок может быть получен различными способами:

Методы производства вольфрамовых порошков

Метод	Описание
Восстановление водорода	Восстановление оксида вольфрама водородом
Термическое разложение	Нагрев оксида вольфрама в атмосфере водорода
Плазменное распыление	Расплавленный вольфрам распыляется с помощью плазменной горелки
Индукционное плавление электродов	Струя расплавленного вольфрама разбита на капли
Химическое восстановление	Использование восстановителей, таких как аммиак, на оксиде вольфрама
Механическое фрезерование	Шаровое измельчение вольфрама в мелкий порошок

• Восстановление водорода и термическое разложение оксида вольфрама являются распространенными промышленными способами производства.
• Плазменное распыление позволяет получать мелкодисперсные сферические порошки, пригодные для аддитивного производства.
• Химические методы восстановления, например аммиаком, позволяют получить порошок высокой чистоты.
• Механическое измельчение с помощью шаровой мельницы позволяет измельчить вольфрам до мелких частиц.
• Легированный вольфрамовый порошок получают путем смешивания элементарных или предварительно легированных порошков.
• Вторичная обработка, такая как вакуумное спекание, отжиг, напыление и т.д., еще более улучшает качество порошка.

Свойства порошка вольфрама высокой плотности

Уникальные свойства вольфрама обусловлены его высокой атомной массой и делают его идеальным материалом для ответственных применений:

Свойства порошка вольфрама высокой плотности

Недвижимость	Значение
Плотность	19,25 г/см3
Температура плавления	3422°С
Теплопроводность	173 Вт/мК
Электрическое сопротивление	5,5 мкΩ-см
Прочность на разрыв	550-700 МПа
Модуль упругости	400 ГПа
Коэффициент Пуассона	0.28
Тепловое расширение	4,5 x 10-6/K

• Самая высокая температура плавления среди всех металлов. Сохраняет прочность при высоких температурах.
• Исключительно высокая плотность обеспечивает отличную массу при компактных размерах.
• Хорошая тепло- и электропроводность.
• Высокая упругая жесткость. Сопротивляется деформации под нагрузкой.
• Легирование Ni, Fe, Co, Cu позволяет оптимизировать сочетания прочности, пластичности и плотности.
• Форма, гранулометрический состав и условия обработки порошка влияют на конечные свойства детали.

Применение Вольфрамовый порошок высокой плотности

Уникальные свойства вольфрамового порошка высокой плотности позволяют использовать его в следующих основных областях применения:

Применение порошка вольфрама высокой плотности

Промышленность	Используется
Оборона	Проникающие устройства с кинетической энергией, боеприпасы, радиационная защита
Автомобильная промышленность	Шипы для шин, грузы, виброгасители
Аэрокосмическая промышленность	Радиационная защита, противовесы
Электроника	Электрические контакты, теплоотводы, мишени для напыления
Медицина	Радиационная защита, зонды, хирургические инструменты
Спорт	Грузила для гольф-клубов, дротики, рыболовные приманки
Промышленность	Буровые коронки, режущий инструмент, быстроизнашивающиеся детали

• Пенетраторы: Из вольфрамовых сплавов получаются очень плотные снаряды с кинетической энергией для бронебойных боеприпасов.
• Радиационная защита: Плотность вольфрама обеспечивает эффективную защиту от рентгеновского и гамма-излучения в медицине и оборонной промышленности.
• Гашение вибрации: Высокая масса эффективно гасит вибрации в машинах и транспортных средствах.
• Электрические контакты: Проводимость вольфрама и его устойчивость к дуге используются в переключателях, реле и т.д.
• Радиаторы: Высокая теплопроводность обеспечивает отвод тепла в электронике.
• Износостойкие детали: Исключительная твердость противостоит износу режущего инструмента даже при высоких температурах.

Мировые поставщики вольфрамового порошка высокой плотности

К числу основных компаний, поставляющих различные марки порошка вольфрама высокой плотности, относятся:

Поставщики вольфрамового порошка высокой плотности

Компания	Штаб-квартира
Компания Вольфрам	Австрия
HC Starck	Германия
Сямыньский вольфрам	Китай
JX Nippon Mining & Metals	Япония
Вольфрам Среднего Запада	США
GTP	США
H. Cross Company	США
TaeguTec	Южная Корея

• Ведущие поставщики владеют специализированными методами производства высокочистого и современного вольфрамового порошка.
• Возможно изготовление сплавов, распределение частиц по размерам, морфология, покрытия и другие спецификации.
• Глобальная цепочка поставок и дистрибьюторская сеть позволяют обслуживать различные рынки.
• Небольшие региональные производители также поставляют вольфрамовый порошок для нужд местной промышленности.

Анализ затрат на порошок вольфрама высокой плотности

Будучи редким металлом, вольфрамовый порошок имеет более высокую цену, чем обычные металлы, такие как сталь или медный порошок:

Факторы, определяющие стоимость порошка вольфрама высокой плотности

• Уровни чистоты и химический состав
• Форма и распределение частиц по размерам
• Объемы закупок
• Сложность производственного процесса
• Цены на вольфрамовое сырье
• Маржинальность и местоположение поставщиков

Диапазоны цен на вольфрамовый порошок

Тип	Диапазон цен
Чистый вольфрам, стандартный сорт	$40-100 за кг
Вольфрам высокой чистоты	1ТП4Т150-250 за кг
Порошок тяжелого сплава вольфрама	$50-150 за кг
Наноразмерный порошок вольфрама	$200-2000 за кг

• Более высокие уровни чистоты повышают стоимость. Специальные сорта имеют повышенную стоимость.
• Производство частиц меньшего размера и сферической морфологии обходится дороже.
• Крупносерийные закупки позволяют существенно снизить стоимость единицы продукции.
• На конечную цену влияют такие факторы, как транспортировка, импортные пошлины.
• Колебания спроса и предложения на вольфрамовое сырье влияют на ценообразование.

Стандарты и сертификаты

Основные стандарты, применимые к составу, качеству и производству вольфрамового порошка, включают:

• ASTM B772: Стандартная спецификация на порошки на основе вольфрама
• ISO 18323: Спецификация на деформируемый вольфрам
• ASTM B939: Испытание вольфрама на воздействие радиации
• AMS 7999: Спецификация сферического вольфрамового порошка
• ISO 9001: Сертификация системы менеджмента качества
• REACH: Регистрация, оценка, разрешение и ограничение применения химических веществ в ЕС

Факторы, которые необходимо учитывать при покупке:

• Сертификация поставщика по стандарту ISO 9001 и соответствие стандартам ASTM/ISO
• Анализ состава и сертификаты испытаний партии
• Сертификация в соответствии с требованиями отрасли
• Соответствие нормативным требованиям для географических регионов

Сравнение вольфрама и обедненного урана

Вольфрам против порошка обедненного урана

Параметр	Вольфрам	Обедненный уран
Плотность	19,25 г/см3	18,9 г/см3
Радиоактивность	Нерадиоактивный	Радиоактивные вещества низкого уровня
Токсичность	Умеренный	Высокая токсичность тяжелых металлов
Стоимость	Высокая	Низкий
Производство	Традиционная добыча и переработка полезных ископаемых	Побочный продукт обогащения ядерного топлива
Приложения	Широкий спектр	Ограниченные приложения
Доступность	Легкодоступность	Ограниченное предложение

• Плотность вольфрама несколько выше, чем у обедненного урана.
• По сравнению с радиоактивным обедненным ураном он обладает нерадиоактивностью и экономически выгодной высокой плотностью.
• Вольфрам обладает меньшим риском для окружающей среды и здоровья при обработке материалов.
• Более высокая стоимость, но более легкая доступность делают вольфрам привлекательным для применения в коммерческих целях.
• Использование обедненного урана наталкивается на ограничения со стороны регулирующих органов и проблемы общественного мнения.

Основные выводы Вольфрамовый порошок высокой плотности

• Имея плотность 19 г/см3 , вольфрам представляет собой чрезвычайно тяжелый и компактный материал.
• Основными способами получения являются восстановление водородом и термическое разложение оксидов вольфрама.
• В основных областях применения плотность используется для радиационной защиты, снарядов, демпфирования вибраций, электрических контактов.
• Легирование Ni, Co, Fe повышает вязкость и обрабатываемость по сравнению с чистым вольфрамом.
• Ведущие предприятия горнодобывающей промышленности и порошковой металлургии предлагают различные марки порошков.
• Стоимость выше, чем у стандартных металлов, но ниже, чем у редкоземельных или драгоценных металлов.
• Соответствие международным стандартам обеспечивает пригодность для промышленного использования.

Вопросы и ответы

Вопрос: Для чего используется вольфрамовый порошок высокой плотности?

О: Основные области применения - радиационная защита, пробойники кинетической энергии, противовесы, шипы для шин, электрические контакты, теплоотводы и демпфирование вибраций за счет очень высокой плотности.

Вопрос: Является ли вольфрамовый порошок токсичным?

Ответ: Вольфрамовый порошок не обладает высокой токсичностью, однако вдыхание мелких частиц порошка может представлять опасность для дыхательных путей, что требует принятия мер защиты при работе с ним.

Вопрос: В чем разница между вольфрамом и порошком карбида вольфрама?

A: Порошок карбида вольфрама (WC) обладает высокой твердостью и износостойкостью. Металлический порошок вольфрама обладает повышенной вязкостью и тепло-/электропроводностью.

Вопрос: Как производится вольфрамовый порошок?

О: Основными методами производства являются прямое восстановление водорода, термическое разложение, плазменное распыление, химическое восстановление и механическое измельчение оксидов вольфрама до вольфрамового порошка.

Вопрос: Почему вольфрам высокой плотности используется в военных целях?

О: Исключительная плотность вольфрама делает его идеальным материалом для бронебойных снарядов с кинетической энергией, использующих передачу импульса и стойкую радиационную защиту.

Вопрос: Каковы примеры вольфрамовых сплавов?

О: К распространенным сплавам относятся вольфрам-никель-железо, вольфрам-никель-медь и вольфрам-серебро, используемые в случаях, когда требуется более легкая механическая обработка и формовка.

Вопрос: Является ли вольфрам экологически опасным?

О: Сам по себе металлический вольфрам имеет относительно низкий уровень экологической опасности, однако переработка руд и вдыхание пыли требуют надлежащего контроля и индивидуальной защиты.

Вопрос: Что такое порошок нано-вольфрама?

О: Нанопорошки вольфрама имеют сверхтонкие частицы размером менее 100 нм (0,1 мкм). Наноструктура повышает прочность, реакционную способность, спекаемость и другие свойства.

Вопрос: Является ли вольфрамовый порошок огнеопасным или взрывоопасным?

Ответ: Как и большинство металлов, вольфрамовый порошок сам по себе не является огнеопасным или взрывоопасным при нормальных условиях. Однако мелкая пыль при смешивании с воздухом может представлять опасность пожара или взрыва, что требует принятия мер предосторожности.

Вопрос: Где в основном добывается вольфрам?

О: На долю Китая приходится более 80% мировой добычи вольфрама, далее следуют Россия, Канада, Боливия, Австрия и Португалия как ведущие производители.

узнать больше о процессах 3D-печати