Volframpulver med hög densitet

Volframpulver med hög densitet används i stor utsträckning inom industriella, militära och tekniska tillämpningar. Denna guide ger omfattande information om egenskaper, produktion, tillämpningar, leverantörer och kostnader för volframpulver med hög densitet.

Introduktion till volframpulver med hög densitet

Volframpulver med hög densitet är en fin partikelform av volframmetall som är känd för sin:

• Mycket hög densitet upp till 19,3 g/cm3
• Hög hållfasthet och hårdhet
• Motståndskraft mot höga temperaturer
• Termisk/elektrisk ledningsförmåga
• Applikationer som kräver hög vikt och lång livslängd
• Används i legeringar, kompositer, strålningsskydd m.m

Volfram har en densitet som är nästan dubbelt så hög som bly och är därför ett idealiskt material för applikationer som kräver vikt, kompakt storlek, kinetisk energi och vibrationsdämpning. Denna guide beskriver de olika typerna, produktionsmetoderna, egenskaperna, applikationerna, leverantörerna, kostnaderna och andra överväganden för volframpulver med hög densitet.

Typer av Volframpulver med hög densitet

Volframpulver finns i olika kompositioner och former kategoriserade efter:

Typer av volframpulver med hög densitet

Typ	Beskrivning
Ren volfram	Över 99,9% W, orenheter som C, O, N, Fe
Tunglegeringar av volfram	W med Ni, Fe, Cu, Co
Tungstenskarbid	WC-pulver
Volfram i nanoskala	Ultrafin partikelstorlek under 100 nm
Sfärisk volfram	Nästan perfekt rundad partikelform
Kemiskt reducerad volfram	Oregelbunden morfologi, hög syrehalt
Fräst volfram	Tillplattade/vikta partiklar från malning

• Ren volfram ger den högsta densiteten men kan vara spröd. Legering förbättrar seghet och bearbetbarhet.
• Tungstenkarbid ökar hårdheten och slitstyrkan avsevärt.
• Specialkvaliteter som sfäriskt pulver och nanopulver ger förbättrade egenskaper.
• Produktionsmetoden avgör vilka pulveregenskaper som är optimala för vissa tillämpningar.

Produktionsmetoder för volframpulver med hög densitet

Volframpulver kan framställas med olika tekniker:

Produktionsmetoder för volframpulver

Metod	Beskrivning
Vätgasreduktion	Reduktion av volframoxid med hjälp av väte
Termisk sönderdelning	Uppvärmning av volframoxid i vätgasatmosfär
Plasmaatomisering	Smält volfram atomiseras med hjälp av plasmabrännare
Induktionssmältning av elektroder	Smält volframström uppdelad i droppar
Kemisk reduktion	Användning av reduktionsmedel som ammoniak på volframoxid
Mekanisk fräsning	Kulkvarning av volfram till fint pulver

• Vätgasreduktion och termisk sönderdelning av volframoxid är vanliga kommersiella produktionsvägar.
• Plasmaatomisering genererar fina sfäriska pulver som är lämpliga för additiv tillverkning.
• Kemiska reduktionsmetoder som ammoniak kan producera pulver med hög renhet.
• Mekanisk fräsning via kulfräsning kan mala volfram till fina partikelstorlekar.
• Legerat volframpulver produceras genom att blanda elementära eller förlegerade pulver.
• Sekundär bearbetning som vakuumsintring, glödgning, sprutning etc. förbättrar pulverkvaliteten ytterligare.

Egenskaper hos volframpulver med hög densitet

Volframens unika egenskaper härrör från dess höga atommassa och gör den idealisk för krävande applikationer:

Egenskaper för volframpulver med hög densitet

Fastighet	Värde
Täthet	19.25 g/cm3
Smältpunkt	3422°C
Termisk ledningsförmåga	173 W/mK
Elektrisk resistivitet	5,5 μΩ-cm
Draghållfasthet	550-700 MPa
Elastisk modul	400 GPa
Poissons förhållande	0.28
Termisk expansion	4.5 x 10<sup>-6</sup>/K

• Högsta smältpunkten av alla metaller. Behåller sin styrka vid höga temperaturer.
• Extremt hög densitet ger utmärkt massa inom ett kompakt fotavtryck.
• God termisk och elektrisk ledningsförmåga.
• Hög elastisk styvhet. Motstår deformation under belastning.
• Legering med Ni, Fe, Co, Cu kan optimera kombinationer av styrka, duktilitet och densitet.
• Pulverform, storleksfördelning och bearbetningsförhållanden påverkar de slutliga egenskaperna hos detaljen.

Tillämpningar av Volframpulver med hög densitet

De unika egenskaperna hos volframpulver med hög densitet gör det lämpligt för följande viktiga tillämpningar:

Tillämpningar för volframpulver med hög densitet

Industri	Användningsområden
Försvar	Penetratorer med kinetisk energi, ammunition, strålningsskydd
Fordon	Däckdubbar, vikter, vibrationsdämpning
Flyg- och rymdindustrin	Mbrojtje nga rrezatimi, kundërpesha
Elektronik	Elektriska kontakter, kylflänsar, sputtermål
Medicinsk	Strålningsskydd, sonder, kirurgiska verktyg
Sport	Vikter till golfklubbor, dartpilar, fiskedrag
Industriell	Borrkronor, skärverktyg, slitdelar

• Penetratorer: Volframlegeringar ger extremt täta projektiler med kinetisk energi för pansarbrytande ammunition.
• Avskärmning mot strålning: Tungsten’s densitet ger effektiv avskärmning från röntgen- och gammastrålning inom medicinska och försvarssektorer.
• Vibrationsdämpning: Den höga massan dämpar effektivt vibrationer i maskiner och fordon.
• Elektriska kontakter: Tungstens&#8217 ledningsförmåga och motståndskraft mot ljusbågar utnyttjas i brytare, reläer och mycket mer.
• Kylflänsar: Hög värmeledningsförmåga möjliggör värmeavledning i elektronik.
• Slitdelar: Extrem hårdhet motverkar slitage även vid höga temperaturer i skärverktyg.

Globala leverantörer av volframpulver med hög densitet

Några stora företag som levererar olika kvaliteter av volframpulver med hög densitet inkluderar:

Leverantörer av volframpulver med hög densitet

Företag	Huvudkontor
Wolfram Company	Österrike
HC Starck	Tyskland
Xiamen Tungsten	Kina
JX Nippon Mining & Metals	Japan
Midwest Tungsten	USA
GTP	USA
H. Cross Company	USA
TaeguTec	Sydkorea

• Ledande leverantörer har expertis inom specialiserade produktionsmetoder för högrenat och avancerat volframpulver.
• Anpassade legeringar, partikelstorleksfördelning, morfologi, beläggningar och andra specifikationer kan tillhandahållas.
• En global leveranskedja och ett globalt distributionsnät gör det möjligt att betjäna olika marknader.
• Mindre regionala tillverkare levererar också volframpulver som är skräddarsytt för lokala industribehov.

Kostnadsanalys av volframpulver med hög densitet

Som en sällsynt metall har volframpulver högre priser än vanliga metaller som stål- eller kopparpulver:

Kostnadsdrivande faktorer för volframpulver med hög densitet

• Renhetsnivåer och kemi
• Partikelform och storleksfördelning
• Inköpsvolymer
• Komplexitet i produktionsprocessen
• Priser på rå volfram
• Leverantörsmarginaler och läge

Prisintervall för volframpulver

Typ	Prisintervall
Ren volfram, standardkvalitet	40-100 USD per kg
Volfram med hög renhet	150-250 USD per kg
Pulver av tung legering av volfram	$50-150 per kg
Volframpulver i nanoskala	200-2000 dollar per kg

• Högre renhetsnivåer ökar kostnaden. Specialkvaliteter betingar en premie.
• Mindre partikelstorlekar och sfärisk morfologi är dyrare att producera.
• Köp av stora volymer kan sänka kostnaden per enhet avsevärt.
• Platsfaktorer som transport och importtullar påverkar det slutliga priset.
• Fluktuerande utbuds- och efterfrågedynamik för rå volfram påverkar prissättningen.

Standarder och certifieringar

Viktiga standarder som är tillämpliga på volframpulvers sammansättning, kvalitet och tillverkning inkluderar:

• ASTM B772: Standardspecifikation för volframbaserade pulver
• ISO 18323: Specifikation för smidd volfram
• ASTM B939: Test av strålningsexponering av volfram
• AMS 7999: Specifikation för sfäriskt volframpulver
• ISO 9001: Certifiering av kvalitetsledningssystem
• REACH: Registrering, utvärdering, godkännande och begränsning av kemikalier - efterlevnad i EU

Faktorer att ta hänsyn till vid inköp:

• ISO 9001-certifiering av leverantör och överensstämmelse med ASTM/ISO
• Certifikat för analys av sammansättning och test av partier
• Branschspecifika certifieringar efter behov
• Regelefterlevnad för geografiska regioner

Jämförelse mellan volfram och utarmat uran

Volfram kontra pulver av utarmat uran

Parameter	Volfram	Utarmat uran
Täthet	19.25 g/cm3	18.9 g/cm3
Radioaktivitet	Icke-radioaktiv	Låggradigt radioaktiv
Toxicitet	Måttlig	Hög från tungmetalltoxicitet
Kostnad	Hög	Låg
Produktion	Konventionell gruvdrift och bearbetning	Biprodukt från anrikning av kärnkraft
Tillämpningar	Brett sortiment	Begränsade tillämpningar
Tillgänglighet	Lättillgänglig	Begränsad tillgång

• Volfram har något högre densitet än utarmat uran.
• Det ger en icke-radioaktiv, kostnadseffektiv hög densitet jämfört med radioaktivt utarmat uran.
• Volfram medför lägre miljö- och hälsorisker vid materialhantering.
• Högre kostnad men lättare tillgänglighet gör volfram attraktivt för kommersiella tillämpningar.
• Användningen av utarmat uran står inför rättsliga restriktioner och problem med allmänhetens uppfattning.

Viktiga lärdomar om Volframpulver med hög densitet

• Med en densitet på 19 g/cm3 är volfram ett extremt tungt och kompakt material.
• De viktigaste produktionsvägarna är vätereduktion och termisk nedbrytning av volframoxider.
• Viktiga tillämpningar utnyttjar densiteten för strålningsskydd, projektiler, vibrationsdämpning och elektriska kontakter.
• Legering med Ni, Co, Fe förbättrar seghet och bearbetbarhet jämfört med ren volfram.
• Ledande gruv- och pulvermetallurgiföretag erbjuder olika pulverkvaliteter.
• Kostnaden är högre än för standardmetaller men lägre än för sällsynta jordartsmetaller eller ädelmetaller.
• Överensstämmelse med internationella standarder säkerställer lämplighet för industriell användning.

Vanliga frågor

F: Vad används volframpulver med hög densitet för?

A: Huvudanvändningsområdena är strålningsskydd, penetrerande kinetisk energi, motvikter, däckdubbar, elektriska kontakter, kylflänsar och vibrationsdämpning med hjälp av dess mycket höga densitet.

F: Är volframpulver giftigt?

A: Volframpulver är inte mycket giftigt men inandning av fina pulver kan utgöra en andningsrisk som kräver skyddsåtgärder under hanteringen.

F: Vad är skillnaden mellan volfram och volframkarbidpulver?

A: Volframkarbid (WC) pulver är extremt hårt och slitstarkt. Volframmetallpulver har högre seghet och termisk/elektrisk ledningsförmåga.

F: Hur tillverkas volframpulver?

A: Viktiga produktionsmetoder är direkt vätereduktion, termisk sönderdelning, plasmaatomisering, kemisk reduktion och mekanisk fräsning av volframoxider till volframpulver.

F: Varför används volfram med hög densitet i militära tillämpningar?

A: Den extrema densiteten gör volfram idealisk för pansarbrytande kinetiska energipenetrar som förlitar sig på momentumöverföring och resistent strålningsskydd.

F: Vilka är några exempel på volframlegeringar?

A: Vanliga legeringar är volfram-nickel-järn, volfram-nickel-koppar och volfram-silver som används när enklare bearbetning och formning krävs.

F: Är volfram miljöfarligt?

A: Tungstenmetall i sig har relativt låga miljörisker, men bearbetning av malm och inandning av damm kräver lämpliga kontroller och personligt skydd.

F: Vad är nano volframpulver?

A: Nano volframpulver har ultrafina partikelstorlekar under 100 nm (0,1 mikron). Nanostruktur förbättrar styrka, reaktivitet, sintring och andra egenskaper.

F: Är volframpulver brandfarligt eller explosivt?

A: Liksom de flesta metaller är volframpulver i sig inte brandfarligt eller explosivt under normala förhållanden. Men fint damm som blandas med luft kan utgöra en brand- eller explosionsrisk som kräver försiktighetsåtgärder.

F: Var utvinns volfram huvudsakligen?

S: Kina står för över 80 % av den globala produktionen i volframgruvor, följt av Ryssland, Kanada, Bolivia, Österrike och Portugal som ledande producenter.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser