Tungsten metallpulver

Översikt över metallpulver av volfram

Tungstenmetallpulver avser fint partikelmaterial som huvudsakligen består av elementär volfram för användning i olika industriella applikationer. Viktiga egenskaper inkluderar extremt hög densitet, styrka, hårdhet och hållbarhet vid höga temperaturer.

Vanliga användningsområden för volframpulver inkluderar:

• Kompositer av volframkarbid
• Tunglegeringar av volfram
• Termiska sprutbeläggningar
• Additiv tillverkning
• Elektriska kontakter
• Avskärmning mot strålning

Volfram anses vara ett kritiskt råmaterial på grund av dess unika prestanda i kombination med en osäker leveransdynamik. Fortsätt läsa för att lära dig mer om specifikationer, bearbetning, prissättning och användning av volframpulver.

Material Typer av volfram metallpulver

Tungstenmetallpulver finns i flera primära sammansättningar:

Typ	Typiska betyg	Sammansättning
Ren volfram	99.9 %, 99,99 % renhet	Elementär volfram med gränser för föroreningar
Oxid-dispergerad volfram	Tillskott av Y2O3	Volfram med 0,5-1% nanopartiklar av yttriumoxid
Dopad volfram	Lanthanum eller andra dopämnen	Volfram med tillsatta korntillväxthämmare < 1% nivå

Tabell 1: Vanliga materialkategorier för volframmetallpulver beroende på användningsbehov

Speciella dopningsmedel eller oxidtillsatser hjälper till att skräddarsy pulvrets egenskaper under konsolideringen till slutanvändarkomponenter och delar som kräver stabilitet vid höga temperaturer.

Viktiga egenskaper

Fastighet	Typiskt värde	Betydelse
Täthet	19.3 g/cc	Ger utmärkt mass- och strålningsblockering
Smältpunkt	3410°C	Bibehåller styrkan vid extrema temperaturer där de flesta metaller går sönder
Slutlig draghållfasthet	550-620 MPa	Relativt sprött material med måttlig dragduktilitet
Hårdhet	HV 300-350	Hårdare än verktygsstål
Young's modul	350-410 GPa	Styv, motståndskraftig mot nedböjning
Termisk konduktivitet	165 W/mK	Användbar i delar för termisk hantering som arbetar vid höga temperaturer

Tabell 2: Översikt över mekaniska och fysikaliska egenskaper hos volframmetallpulver och konsoliderade legeringar

Den oöverträffade temperaturbeständigheten i kombination med densiteten gör att den används i krävande applikationer inom energi, flyg, försvar och elektronik.

Partikelegenskaper hos metallpulver av volfram

Typisk morfologi för volframpulver:

Parameter	Detaljer
Renhet	99.9% till 99,999% tillgängligt
Partikelns form	Oregelbunden, kantig
Storleksfördelning	1 till 100 mikrometer typiskt
Syrehalt	<100 ppm
Oxidnivå på ytan	50 nm tjocklek

Tabell 3: Mätvärden för pulverkvalitet för volframmetallpulver som används i olika konsolideringsprocesser

Försiktighet måste iakttas för att förhindra oxidation under pulverhanteringen. Kemikalier som är skräddarsydda för den slutliga detaljens densitet och kornstruktur.

Produktionsprocess

• Primära metoder för att producera volfram metallpulver:
  • Vätgasreduktion (Vätgas används för att omvandla oxidråvaror till pulver)
  • Termitprocessreduktion (exoterma oxid-metallreaktioner producerar pulver)
• Sekundära mekaniska processer:
  • Jetfräsning (råmaterialet krossas till fina partiklar genom kollisioner)
  • Roterande elektrodprocess (elektrodspinning och smältsönderdelning)
• Typiska tekniker för konsolidering av pulverdelar:
  • Isostatisk varmpressning
  • Sintring
  • Additiv tillverkning (SLM, EBM)
• Hänsyn till miljö och hantering:
  • Nominellt inert förvaring <40°C under argon
  • Hantering i handskfack för att förhindra oxidation

Tillämpningar av metallpulver av volfram

Viktiga användningsområden för volframmetallpulver i olika branscher:

Segment	Tillämpning	Anledning till användning
Industriell	Material av volframkarbid	Extrem hårdhet och seghet för verktyg för maskinbearbetning och gruvdrift
Försvar	Penetratorer med kinetisk energi	Överlägsna densitetsegenskaper
Flyg- och rymdindustrin	Munstycken till raketmotorer	Bibehåller materialets hållfasthet i extrema miljöer
Energi	Värmesköldar, komponenter till plasmabrännare	Prestanda vid höga temperaturer där andra alternativ inte räcker till
Elektronik	Elektriska kontakter	Gnisttålighet i kombination med termiska egenskaper/ledningsförmåga

Tabell 4: Översikt över viktiga användningsområden för volframmetallbaserade komponenter i olika branscher

Volfram används ofta i produkter där hårdhet, densitet, seghet och styrka är avgörande under extrema temperaturer eller belastningar.

Kostnadsanalys

Typisk prissättning för volframpulver:

Parameter	Detaljer
Pris på pulver	50 till 350 USD per kg
Konsoliderad del Pris	$100+ per kg
Utbyte vid bearbetning	60-70%
Primära leverantörer	Kina, Österrike, Portugal, USA, Ryssland andra länder
Ledande tidningar	6-12 veckor ofta

Tabell 5: Inköpsfaktorer inklusive råvarukostnader för volframprodukter

Konsumenterna rapporterar en extrem prisvolatilitet som försvårar budgetplaneringen på volframmarknaden. Etablerade partnerskap och leveransavtal minskar riskerna.

För- och nackdelar

Fördelar

• Extremt hög densitet hjälper till att skydda mot strålning
• Bibehåller hållfastheten i över 3000°C där de flesta metaller smälter
• Relativt neutralt material undviker kontaminering
• Pulverform stöder komplexa geometrier med vissa AM-processer
• Hårdhet som liknar verktygsstål när delarna har konsoliderats

Nackdelar

• Sköra egenskaper innebär låg dragduktilitet
• Svårt att helt förtäta delar utan pinholes och hålrum
• Kräver specialiserad vakuumutrustning för smältning av kalla väggar
• Risk för att störningar i leveranskedjan påverkar tillgängligheten
• Oxideringsrisk kräver kontrollerad hantering
• Mycket dyr jämfört med alternativ i stål

VANLIGA FRÅGOR

F: Vilket partikelstorleksintervall är typiskt för volframpulver som används i olika applikationer?

S: De vanligaste storleksfördelningarna ligger mellan 1-100 mikrometer. Finare partiklar packas bättre och hjälper till med full förtätning men har hanteringsproblem. Partikelteknik beror på konsolideringsmetod med AM-område i allmänhet 10-45 mikron och karbidkompositer som använder upp till submikronpulver.

F: Vilka legeringselement kan införlivas i volfram metallpulver?

S: Vanliga legeringsämnen som nickel, järn och koppar försämrar kraftigt prestandan vid höga temperaturer och tillsätts därför sällan. Rhenium förbättrar duktiliteten något. Oxidpartiklar hjälper till att bibehålla kornstorleken. Sällsynta jordartsdopningsmedel stabiliserar också egenskaperna. Legeringsalternativen är begränsade till små tillsatser för att bibehålla renheten.

F: Vilka rekommenderade försiktighetsåtgärder gäller för lagring och hantering av volframpulver?

A: Liksom andra luftkänsliga material bör volframmetallpulver hållas under 40 ° C under inert argongas för att förhindra oxidation från fukt eller syre. Protokoll för handskboxar är nödvändiga, inklusive läckagekontroller. Tillåt aldrig kontakt med organiska ämnen under hanteringen för att förhindra kontaminering eller reaktioner.

F: Kräver volframpulver klassificering av farligt material och specialfrakt?

A: Elementärt volframmetallpulver är godartat och inte reaktivt. Det kvalificerar sig för normal fraktfrakt i godkända förpackningar som liknar andra industriella råvaror. Ingen särskild DG-klassificering behövs till skillnad från karbidkvaliteter med kontrollerat kobolthalt som anses vara farliga blandningar.

F: Vilka produktionsprocesser för delar i senare led är kompatibla med råmaterial av volframpulver?

S: Varm isostatisk pressning och sintring genererar konsoliderade standardkomponenter som vikter eller värmesköldar. Additiv tillverkning via pulverbäddsfusion skapar komplexa geometrier som inte kan uppnås på annat sätt. Pulver används också som råmaterial för termisk sprutbeläggning som kräver efterkonsolidering.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser