Металлический порошок вольфрама

Обзор металлический порошок вольфрама

Металлический порошок вольфрама относится к мелкодисперсным материалам, состоящим в основном из элементарного вольфрама, для использования в различных промышленных приложениях. Основные свойства включают в себя чрезвычайно высокую плотность, прочность, твердость и долговечность при высоких температурах.

Общие применения вольфрамового порошка включают:

• Композиты из карбида вольфрама
• Вольфрамовые тяжелые сплавы
• Термические напыляемые покрытия
• Аддитивное производство
• Электрические контакты
• Радиационная защита

Вольфрам считается одним из важнейших видов сырья благодаря своим уникальным характеристикам в сочетании с нестабильной динамикой поставок. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о спецификациях, обработке, ценах и использовании вольфрамового порошка.

Материал Типы вольфрама металлический порошок

Металлический порошок вольфрама бывает нескольких основных составов:

Тип	Типичные оценки	Состав
Чистый вольфрам	99.9%, чистота 99.99%	Элементарный вольфрам с ограничениями по содержанию примесей
Оксидно-дисперсный вольфрам	Добавки Y2O3	Вольфрам с наночастицами оксида иттрия 0,5-1%
Легированный вольфрам	Лантан или другие легирующие добавки	Вольфрам с добавлением ингибиторов роста зерна < уровня 1%

Таблица 1: Общие категории материалов для металлических порошков вольфрама в зависимости от потребностей применения

Специальные легирующие или оксидные добавки помогают регулировать свойства порошка в процессе консолидации в конечные компоненты и детали, требующие стабильности при высоких температурах.

Основные свойства

Недвижимость	Типовое значение	Значение
Плотность	19,3 г/куб. см	Обеспечивает отличную блокировку массы и радиации
Температура плавления	3410°C	Сохраняет прочность при экстремальных температурах, когда большинство металлов разрушается
Предельная прочность на разрыв	550-620 МПа	Относительно хрупкий материал с умеренной пластичностью при растяжении
Твердость	HV 300-350	Тверже, чем инструментальная сталь
Модуль Юнга	350-410 ГПа	Жесткость, устойчивость к прогибам
Теплопроводность	165 Вт/мК	Используется в терморегулирующих элементах, работающих при высоких температурах

Таблица 2: Обзор механических и физических свойств металлического порошка вольфрама и консолидированных сплавов

Непревзойденная термостойкость в сочетании с плотностью способствует применению в сложных энергетических, аэрокосмических, оборонных и электронных приложениях.

Характеристики частиц металлический порошок вольфрама

Типичная морфология вольфрамового порошка:

Параметр	Подробности
Чистота	Доступно от 99,9% до 99,999%
Форма частиц	Неровные, угловатые
Распределение по размерам	Типичный размер от 1 до 100 микрон
Содержание кислорода	<100 ppm
Уровень оксида на поверхности	Толщина <50 нм

Таблица 3: Показатели качества порошка для металлических порошков вольфрама, используемых в различных процессах консолидации

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить окисление при работе с порошком. Химические составы подбираются в соответствии с конечной плотностью и зернистой структурой детали.

Производственный процесс

• Основные методы получения металлического порошка вольфрама:
  • Водородное восстановление (водород используется для превращения оксидного сырья в порошок)
  • Восстановление термитного процесса (экзотермические реакции оксида и металла приводят к образованию порошка)
• Вторичные механические процессы:
  • Струйное измельчение (сырье измельчается на мелкие частицы в результате столкновений)
  • Процесс вращающегося электрода (вращение электрода и дезинтеграция расплава)
• Типичные методы консолидации порошковых деталей:
  • Горячее изостатическое прессование
  • Агломерация
  • Аддитивное производство (SLM, EBM)
• Окружающая среда и правила обращения:
  • Номинально инертное хранение <40°C под аргоном
  • Обработка в перчаточном ящике для предотвращения окисления

Применение металлический порошок вольфрама

Основные области применения металлического порошка вольфрама в различных отраслях промышленности:

Сегмент	Приложение	Причина использования
Промышленность	Материалы из карбида вольфрама	Чрезвычайная твердость и прочность для инструментов для обработки и добычи полезных ископаемых
Оборона	Проникающие устройства с кинетической энергией	Превосходные свойства плотности
Аэрокосмическая промышленность	Сопла ракетных двигателей	Сохраняет прочность материала в экстремальных условиях
Энергия	Теплозащитные экраны, компоненты плазменных горелок	Высокотемпературные характеристики там, где альтернативы не работают
Электроника	Электрические контакты	Устойчивость к электрической дуге в сочетании с тепловыми/проводящими свойствами

Таблица 4: Обзор основных областей применения компонентов из металлического вольфрама в различных отраслях промышленности

Вольфрам находит широкое применение в изделиях, где твердость, плотность, вязкость и прочность необходимы при экстремальных температурах или нагрузках.

Анализ затрат

Типичные цены на вольфрамовый порошок:

Параметр	Подробности
Цена порошка	$50 - $350 за кг
Консолидированная цена детали	$100+ за кг
Урожайность переработки	60-70%
Основные поставщики	Китай, Австрия, Португалия, США, Россия другие страны
Lead Times	6-12 недель часто

Таблица 5: Факторы покупки, включая стоимость сырья для производства вольфрамовой продукции

Потребители сообщают о крайней нестабильности цен, что затрудняет бюджетное планирование на рынке вольфрама. Налаженные партнерские отношения и соглашения о поставках снижают риски.

Плюсы и минусы

Преимущества

• Чрезвычайно высокая плотность способствует защите от радиации
• Сохраняет прочность при температуре свыше 3000°C, при которой большинство металлов плавится
• Относительно нейтральный материал позволяет избежать загрязнения
• Порошковая форма позволяет создавать сложные геометрические формы в некоторых процессах AM
• Твердость, близкая к инструментальной стали, после затвердевания деталей

Недостатки

• Хрупкие характеристики означают низкую пластичность при растяжении
• Трудно обеспечить полное уплотнение деталей без точечных отверстий и пустот
• Для плавки требуется специализированное вакуумное оборудование для холодных стен
• Риск нарушения цепочки поставок, влияющий на доступность
• Риск окисления требует контролируемого обращения
• Очень дорого по сравнению со стальными альтернативами

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц характерен для вольфрамовых порошков, используемых в различных областях применения?

О: Чаще всего распределение по размерам находится в диапазоне 1-100 микрон. Более мелкие частицы лучше упаковываются, способствуя полному уплотнению, но имеют проблемы с обработкой. Конструкция частиц зависит от метода консолидации: в АМ диапазон обычно составляет 10-45 микрон, а в твердосплавных композитах используются порошки размером до субмикрон.

Вопрос: Какие легирующие элементы могут быть включены в металлический порошок вольфрама?

О: Обычные легирующие добавки, такие как никель, железо и медь, сильно ухудшают высокотемпературные характеристики, поэтому их редко добавляют. Рений немного улучшает пластичность. Оксидные частицы помогают уменьшить размер зерна. Редкоземельные легирующие элементы также стабилизируют свойства. Возможности легирования ограничены небольшими добавками для поддержания чистоты.

Вопрос: Какие рекомендуемые меры предосторожности при хранении и обращении применяются к вольфрамовым порошкам?

О: Как и другие материалы, чувствительные к воздействию воздуха, металлический порошок вольфрама следует хранить при температуре ниже 40°C в инертном газе аргоне, чтобы предотвратить окисление от влаги или кислорода. Необходимо использовать перчаточные ящики, в том числе для проверки герметичности. Во избежание загрязнения или реакций не допускайте контакта с органикой во время работы.

Вопрос: Требуется ли классификация вольфрамового порошка как опасного материала и специальная доставка?

О: Элементарный металлический порошок вольфрама является доброкачественным и не реактивным. Он подходит для обычной грузовой перевозки в утвержденной упаковке, как и другие промышленные сырьевые материалы. Не требуется специальной классификации DG, в отличие от карбидных марок с контролируемым содержанием кобальта, которые считаются опасными смесями.

Вопрос: Какие производственные процессы по обработке деталей совместимы с сырьем из вольфрамового порошка?

О: Горячее изостатическое прессование и спекание создают стандартные консолидированные компоненты, такие как грузы или тепловые экраны. Аддитивное производство с использованием порошкового напыления позволяет создавать сложные геометрические формы, недостижимые иным способом. Порошки также служат сырьем для термического напыления, требующего последующей консолидации.

узнать больше о процессах 3D-печати