Вольфрамовый порошок - это плотный порошкообразный металл, который ценится за очень высокую температуру плавления, твердость, износостойкость и высокотемпературную прочность. В этой статье представлен обзор металлических порошков вольфрама, методов производства, марок, областей применения и ведущих поставщик металлического порошка вольфрама.
Обзор металлического порошка вольфрама
Металлический порошок вольфрама, также известный как карбид вольфрама или просто вольфрамовый порошок, состоит из микрочастиц чистого элементарного металла вольфрама или сплава, содержащего вольфрам. Основные свойства включают:
- Чрезвычайно высокая температура плавления 3422°C
- Плотность почти в два раза выше, чем у стали
- Твердость близка к алмазной
- Отличная устойчивость к износу и эрозии
Вольфрамовый порошок доступен в различных сортах, основанных на чистоте, химическом составе, распределении частиц по размерам и морфологии. Пользовательские сплавы содержат кобальт, никель, железо или медь для улучшения свойств.
Типы вольфрамового порошка
| Тип | Описание | Характеристики |
|---|---|---|
| Чистый вольфрам | Элементарный вольфрам 99,9% чистоты | Самая высокая температура плавления, плотность, жесткость |
| Карбид вольфрама | Карбидо-кобальтовый кермет из карбида вольфрама | Высочайшая твердость и износостойкость |
| Тяжелые сплавы | Сплавы вольфрама с никелем, медью и т.д. | Применение балласта высокой плотности |
Свойства вольфрамового порошка
| Недвижимость | Чистый вольфрам | Карбид вольфрама |
|---|---|---|
| Плотность (г/см3) | 19.3 | 15.63 |
| Температура плавления | 3422°С | 2870°C (разлагается) |
| Твердость по Моосу | 7.5 | 8.5-9.5 |
| Прочность (МПа) | 550 | 700-2000 |
Технические характеристики вольфрамового порошка
Вольфрамовый порошок доступен в различных размерах частиц, распределении по размерам, форме и степени чистоты в зависимости от производственного процесса и конечных требований к применению.
| Параметр | Диапазон |
|---|---|
| Размер частиц | 0,5 - 15 микрон |
| Плотность отвода | 3-12 г/куб. см |
| Кажущаяся плотность | >50% от истинной плотности |
| Чистота | 99,9% - 99,995% |
| Содержание кислорода | <100 - 1000 ppm |
| Содержание углерода | <100 - 500 ppm |
Методы производства вольфрамового порошка
Экстремальные высокотемпературные свойства вольфрама требуют применения специализированных технологий производства порошка в инертной атмосфере. К основным методам относятся:
1. Восстановление водорода
Вольфрамовые руды вступают в реакцию с газообразным водородом для получения вольфрамового порошка. При этом образуются порошки неправильной угловатой формы, пригодные для прессования или аддитивного производства.
2. Термическая сфероидизация плазмы
Порошковое сырье вольфрама неправильной формы подается в струю термической плазмы для создания полностью плотных, сферических порошков, идеально подходящих для аддитивного производства, термического напыления, MIM и т.д.
3. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)
Ультратонкие порошки вольфрама с размером частиц менее одного микрона и высокой степенью чистоты производятся из гексафторида вольфрама в CVD-реакторе.
Методы производства вольфрамового порошка
| Метод | Форма частиц | Твердая плотность | Диапазон размеров |
|---|---|---|---|
| Восстановление водорода | Неровные, угловатые | Низкий | 1-10 микрон |
| Сфероидизация плазмы | Сферическая | Высокая | 10-100 микрон |
| Химическое осаждение из паровой фазы | Сферическая | Средний | 0,05-1 микрон |
Применение металлического порошка вольфрама
Уникальные свойства, такие как высокая плотность, твердость, температура плавления и проводимость, делают металлические порошки вольфрама пригодными для использования:
Электроника
- Вес вибрационного двигателя
- Компоненты мобильных устройств
- Радиационная защита
- Терморегулирование
Вооруженные силы и оборона
- Радиационная защита
- Проникающие устройства с кинетической энергией
- Боеголовки
- Аэрокосмические противовесы
Автомобильная промышленность
- Шипы для шин
- Двигатель и компоненты трансмиссии
Энергия
- Ядерные топливные гранулы
- Электрические контакты
Производство
- Износостойкая оснастка
- Детали высокотемпературных печей
Аддитивное производство
- Теплоотводы
- Радиационная защита
- Аэрокосмическая промышленность и автоспорт
Глобальная поставщик металлического порошка вольфрама
Из-за сложности производства и требований к обращению с опасными веществами металлические порошки вольфрама производят лишь несколько специализированных производителей во всем мире.
Ведущие поставщики вольфрамового порошка включают:
Буйволиный вольфрам
Основан: 1931
Штаб-квартира: Депью, Нью-Йорк, США
- Продукция: Вольфрамовые порошки, детали и проволока
- Производственные мощности: Не раскрывается
- Обслуживаемые рынки: Аэрокосмическая промышленность, медицина, электроника, освещение
Вольфрамовые порошки HC Starck
Основана: 1966
Штаб-квартира: Мюнхен, Германия
- Продукты: Чистый вольфрам, карбид вольфрама, вольфрамовые сплавы
- Производственные мощности: Крупнейший западный производитель
- Обслуживаемые рынки: Автомобильная промышленность, производство, нефтегазовая промышленность, химическая промышленность
Глобальный вольфрам и порошки
Основана: 1997 г. из группы Teledyne
Штаб-квартира: Таванда, Пенсильвания, США
- Продукты: Чистый вольфрам, порошки оксида вольфрама
- Производственные мощности: Не раскрывается
- Обслуживаемые рынки: Электроника, освещение, авиация, медицина
Вольфрам Гуандун Сянлу
Основана: 1997
Штаб-квартира: Ганьчжоу, Китай
- Продукты: Вольфрамовый порошок и вольфрамовые изделия
- Производственные мощности: Ведущий китайский поставщик
- Обслуживаемые рынки: Автомобильная промышленность, строительство, промышленность
H.C. Starck Solutions
Основана: 1966 год как дочерняя компания H.C. Starck Group
Штаб-квартира: Ньютон, Массачусетс, США
- Продукция: Порошки из тугоплавких металлов, включая вольфрам
- Производственная мощность: Диапазон размеров распылителей
- Обслуживаемые рынки: Электроника, промышленность, медицина
Вольфрамовая служба Среднего Запада
Основана: 1983
Штаб-квартира: Уиллоубрук, Иллинойс, США
- Продукция: Вольфрамовые сплавы и смеси тяжелых металлов
- Производственные мощности: Небольшие партии
- Обслуживаемые рынки: Оборона, авиация, энергетика, автоспорт
Nippon Tungsten Co. Ltd
Основан: 1936
Штаб-квартира: Тояма, Япония
- Продукты: Вольфрамовый порошок и продукты мельницы
- Производственные мощности: Не раскрывается
- Обслуживаемые рынки: Внутреннее производство Японии
Plansee
Основана: 1921
Штаб-квартира: Ройтте, Австрия
- Продукты: Молибденовые, вольфрамовые продукты и порошки
- Производственные мощности: Ведущий мировой консолидатор
- Обслуживаемые рынки: Электроника, освещение, медицина, промышленность
Вольфрамовый порошок ценообразование
| Поставщик | Продукт | Размер частиц | Цена |
|---|---|---|---|
| Буйволиный вольфрам | Чистый вольфрам | 1-10 микрон | $50/фунт |
| HC Starck | Карбид вольфрама | 0,5-3 микрона | $50/фунт |
| Глобальный вольфрам | Чистый вольфрам | 1 микрон | $175/kg |
| Вольфрам Сянлу | Вольфрамовый порошок | 1-10 микрон | $30/кг |
Порошки вольфрама и карбида вольфрама требуют премиальных цен из-за опасных методов производства и специализированного применения. На значительные объемы действуют скидки.
Выбор поставщик металлического порошка вольфрама
Ключевые факторы при выборе поставщика вольфрамового порошка:
Техническая экспертиза
- Опыт работы с порошками из тугоплавких металлов
- Штатные ученые и инженеры, понимающие суть приложений
- Возможность настройки сплавов и частиц
Качество и последовательность
- Строгие процедуры контроля качества
- Документация и сертификаты
- Обеспечение повторяемости от партии к партии
Инвентарь
- Быстрая отгрузка распространенных сортов со склада
- Может применяться минимальное количество заказов
Ценообразование
- Обычно $50-175 за кг для порошка
- При больших объемах цена снижается
Соответствие нормам безопасности
- Грузы с вольфрамовым порошком требуют классификации DG
- Правильная маркировка, упаковка и оформление документов
Тесно сотрудничайте с потенциальными поставщиками и получайте тестовые образцы, прежде чем принять решение о покупке, чтобы полностью понять их возможности.
Вольфрам в сравнении с альтернативными порошковыми металлами
Вольфрам против тантала
Аналогичные высокой температурой плавления, но вольфрам тверже и имеет более высокую износостойкость. Тантал более ковкий и дорогой из-за редкости. Оба используются в электронике и легирования приложений.
Вольфрам против свинца
Свинец дешевле, но токсичен, в то время как вольфрам экологически чистая альтернатива для весовых приложений. Более прочные сплавы свинца приближаются к вольфраму по плотности. Свинец легко плавится в отличие от вольфрама чрезвычайной устойчивости.
Вольфрам против золота
Золото чрезвычайно дорогой драгоценный металл. Вольфрам используется со времен Первой мировой войны как тяжелый заменитель золотого гальванического покрытия при подделке монет. Схожая плотность позволяет вольфраму имитировать ощущение золота.
Вольфрам против обедненного урана
Обедненный уран ~40% плотнее, но низкий уровень радиоактивности ограничивает применение. Вольфрам - подходящая неопасная альтернатива для радиационной защиты и оборонных целей. Дешевле, проще в обращении.
Вольфрам против платины
Платина выше температура плавления, чем вольфрам, но стоит тысячи за унцию. Вольфрам является доступным заменителем для высокотемпературных электрических контактов, чтобы заменить дорогостоящие металлы платиновой группы.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос: В чем разница между металлическим порошком вольфрама и порошком карбида вольфрама?
О: Чистый вольфрам металлический порошок является элементарный вольфрам, в то время как цементированный карбид вольфрама является композитом из частиц карбида вольфрама, связанных вместе кобальтом. Карбид марок сосредоточены на экстремальной твердости.
Вопрос: Какие опасности связаны с обращением с вольфрамовым порошком?
О: Тонкий порошок вольфрама может самопроизвольно сгорать в воздухе, образуя взрывоопасные смеси. Строгие протоколы инертной атмосферы обязательны. При контакте с водой образуется летучий водородный газ. Для предотвращения повреждения легочной ткани необходимо использовать респираторы.
Вопрос: Какой размер частиц вольфрамового порошка лучше всего подходит для аддитивного производства?
О: Для процессов струйного нанесения связующего идеально подходит тонкий вольфрамовый порошок размером 5-50 микрон со сферической морфологией и высокой текучестью порошка. Для лазерных принтеров обычно используется порошок размером 10-100+ микрон.
Вопрос: Какая пост-обработка используется при изготовлении деталей из вольфрама методом аддитивного производства?
О: Спекание с последующим горячим изостатическим прессованием (HIP) помогает достичь максимальной плотности и однородной мелкозернистой микроструктуры. Дополнительные виды термообработки, механической и финишной обработки могут применяться в соответствии с требованиями заказчика.
Вопрос: Как вольфрам и его сплавы соединяются с другими компонентами?
О: Пайка обычно используется для соединения вольфрамовых деталей с использованием сплавов на основе серебра и меди. Альтернативными методами являются диффузионное и клеевое соединение. Сварка требует специальных технологий из-за проблем с загрязнением.
