5 интересных фактов о вольфраме

Чем уникален вольфрам, от названия до температуры плавления

Благодаря долгой истории Metal Cutting в области поставок чистого вольфрама и производства металлических деталей из этого замечательного материала, мы особенно ценим этот элемент, его свойства и то, что он может делать.

Поэтому просто ради развлечения мы решили взглянуть на некоторые из наиболее интересных, а иногда и любопытных фактов о вольфраме.

1. Что в имени?

Происхождение названия «вольфрам» и история о том, почему символ элемента в периодической таблице — W, — международная загадка. Сам элемент был открыт еще в 1783 году двумя испанскими химиками, братьями Хуаном Хосе и Фаусто Эльхуяр, в образцах минерала под названием вольфрамит.

Сегодня во многих странах мира вольфрам называют германским названием «вольфрам» в честь минерала вольфрамита. Таким образом, легко понять, откуда взялся химический символ W, хотя, если вы похожи на нас, вы можете задаться вопросом, почему этот элемент не был назван «фаустонит» или есть ли испанское слово для обозначения вольфрамита.

Однако название «вольфрам» используется сегодня в США, а также на английском, французском и других языках. Этот термин произошел от шведских слов tung. и стен , что означает «тяжелый камень». Это старое шведское название минерала шеелита, еще одного источника вольфрамовой руды.

Но по иронии судьбы вольфрам НЕ используется в качестве названия элемента в Швеции или других странах Северной Европы. Там, как и в большинстве германских и славянских языков, используют название вольфрам или вольфрам.

Вольфрам/Вольфрам/Вольфрам до сих пор добывают в основном из вольфрамита и шеелита. Из всех металлов в чистом виде вольфрам имеет:

• Самая высокая температура плавления (6192 °F или 3 422 °C).
• Самое низкое давление паров (при температуре выше 3000°F или 1650°C)
• Самая высокая прочность на растяжение

Итак, назовете ли вы его вольфрамом или каким-либо другим именем, этот диапазон свойств означает, что вольфрам используется во многих отраслях промышленности и продукции по всему миру, от высокоскоростных режущих инструментов и реактивных турбинных двигателей до боеприпасов, освещения и даже рыболовных грузов.

2. Диаметр вольфрамовой проволоки выражается в миллиграммах.

Вы можете слышать, как люди описывают диаметр вольфрама как 14,7 мг, 3,05 мг, 246,7 мг и т. д.

Это потому, что в старые времена, когда не было инструментов для точного измерения очень тонких проводов — скажем, от 0,001 дюйма до 0,020 дюйма в диаметре — принято было брать 200 мм (около 8 дюймов) вольфрамовой проволоки, взвешивать ее и подставьте вес в математическую формулу для определения диаметра.

Чтобы рассчитать диаметр (D) вольфрамовой проволоки на основе веса на единицу длины, используйте следующую формулу:

D =0,71746 x квадратный корень (вес в мг/длина 200 мм)

Стандартный допуск на диаметр составляет ± 3% от измерения веса, хотя возможны более жесткие допуски в зависимости от области применения изделия из проволоки. Этот метод также предполагает, что проволока имеет постоянный диаметр, без каких-либо существенных отклонений, сужения или других конических эффектов в любом месте диаметра.

3. Большинство вольфрамовых проволок имеют легирование — нужно вам это или нет!

Опять же, практика восходит к старым временам, а именно к тому времени, когда основным назначением вольфрамовой проволоки были нити накаливания для лампочек. Проблема заключалась в том, что лампы накаливания сильно нагреваются добела, что приводит к провисанию нити накала, что приводит к выходу лампы из строя.

В результате экспериментов возникла идея добавить оксид алюминия, кремний и калий, чтобы изменить механические свойства вольфрамовой проволоки. Легирующие добавки добавлялись на этапе смешивания порошков.

Интересно, что в процессе горячей штамповки и горячего волочения вольфрамовой проволоки глинозем и кремний улетучиваются, а калий остается. Этот элемент придает проволоке свойства не прогибаться при высоких температурах.

Добавление этих присадок на стадии смешивания порошка при производстве вольфрамовой проволоки относится к тому времени, когда не было других значительных применений проволоки, кроме нитей накаливания для лампочек. Несмотря на то, что сегодня существует много других применений вольфрамовой проволоки, а лампы накаливания уходят в прошлое, использование присадок в производстве вольфрамовой проволоки продолжается.

Однако Metal Cutting также предлагает нелегированную вольфрамовую проволоку чистотой 99,999 %, если вам это нужно!

4. Вольфрам и карбид вольфрама НЕ взаимозаменяемы.

Карбид вольфрама славится своей износостойкостью; на самом деле его можно резать только с помощью алмазных инструментов. Но хотя карбид вольфрама действительно содержит много вольфрама, обычная практика добавления кобальта в качестве связующего делает его цементированным карбидом и придает свойствам карбида вольфрама, которые сильно отличаются от свойств чистого вольфрама.

(Существуют карбиды без связующего с их преимуществами в отношении химической стойкости, но это тема для другого блога.)

Чистый вольфрам обладает многими полезными свойствами; однако он также известен тем, что его очень сложно обрабатывать. Попробуйте использовать алмазные инструменты, и чистый вольфрам просто нагрузит или «склеит» алмазный круг.

Metal Cutting специализируется на методах, которые очень эффективны для резки чистого вольфрама, но, что интересно, эти же методы бесполезны при попытке разрезать карбид вольфрама. Например, клиент может сказать нам, что у него есть или ему нужна вольфрамовая трубка, но после дальнейшего расследования мы можем обнаружить, что у него действительно есть или ему нужен карбид вольфрама в виде трубки.

Чистый вольфрам просто не может быть превращен в трубу, за исключением окончательных размеров сверления пистолетом — и это предполагает, что деталь имеет подходящее отношение длины к внутреннему диаметру. Также предполагается, что у клиента много денег, и ему не нужно много этих тщательно изготовленных деталей.

Карбид вольфрама, с другой стороны, можно прессовать и спекать в трубчатые формы, но это тоже недешевый и крупносерийный процесс. И, в отличие от других металлов, ни вольфрам, ни карбид вольфрама нельзя вытягивать в трубы.

5. Высокая температура плавления вольфрама затрудняет получение жидкого вольфрама.

Люди иногда спрашивают, можно ли вам иметь жидкий вольфрам, и ответ… ну, это сложно. Имея самую высокую температуру плавления среди всех известных металлов, 6192°F, очевидно, что вольфрам будет очень трудно расплавить.

Теоретически все можно расплавить, если приложить достаточно тепла. Однако для коммерческих целей высокая температура плавления вольфрама делает жидкий вольфрам практически невозможным.

Проблема в том, какой тип контейнера будет содержать большое количество жидкого вольфрама? На практике все, что вы попытаетесь использовать, расплавится от высокой температуры вольфрама.

Поэтому вольфрам производят в нежидком состоянии методом порошковой металлургии. В промышленных масштабах изделия из вольфрама — от чистого вольфрама до нескольких возможных сплавов, таких как тяжелые сплавы, медный вольфрам и серебряный вольфрам — изготавливаются путем прессования и спекания, придавая форму, близкую к чистой.

Для кованых изделий за прессованием и спеканием следует обжимка, многократное волочение и отжиг. Это создает характерную удлиненную структуру зерна, которая сохраняется в готовом изделии, будь то большой стержень или очень тонкая проволока.

Единственный известный элемент с более высокой температурой плавления, чем у вольфрама, — это углерод с температурой 6422°F (3550°C). Однако даже углерод нельзя использовать для хранения жидкого вольфрама, поскольку при высоких температурах они будут реагировать с образованием карбида вольфрама.

Экспериментально жидкий вольфрам был получен с использованием сверхпроводящих медных тиглей, в которых тепло отводится от поверхности тигля, так что он остается неповрежденным. Но опять же, это нецелесообразно для коммерческих объемов.

Это означает, что все когда-либо произведенные вольфрамовые изделия никогда не находились в жидком состоянии. С металлургической точки зрения это имеет решающее значение для всего, что будет потом.

Как складываются факты 1–5?

При всех своих уникальных и интересных свойствах вольфрам является одним из наиболее широко используемых тугоплавких металлов. (И нет, это не редкоземельный элемент, хотя по политическим причинам вольфрам был сгруппирован с теми элементами, которые попадают в заголовки газет — но это тема для другого раза.)

Как компания, поставляющая специализированную вольфрамовую проволоку и прутки с 1967 года, и эксклюзивный дистрибьютор Nippon Tungsten Co., Ltd. в Северной Америке, компания Metal Cutting Corporation может помочь вам разгадать тайны вольфрама для ваших применений.

Просто позвоните нам. Или, чтобы получить советы по вольфрамовой проволоке или другим прецизионным металлическим изделиям, загрузите наше бесплатное руководство по свойствам и применению вольфрамовой проволоки.