Kemija

Element 74, volfram, obično se svrstava među rijetke metale: njegov se sadržaj u zemljinoj kori procjenjuje na 0,0055%; nema ga u morskoj vodi, nije otkriven u sunčevom spektru. Međutim, po popularnosti se može natjecati s mnogim ne rijetkim metalima, a njegovi su minerali bili poznati puno prije otkrića samog elementa. Dakle, još u 17. stoljeću. u mnogim europskim zemljama poznavali su "volfram" i "volfram" - tako su se u to doba nazivali najčešći minerali volframa - volframit i sheelit. I elementarno volfram je otkriven u posljednjoj četvrtini 18. stoljeća.

Ruda volframa

Vrlo brzo ovaj je metal dobio praktičnu vrijednost kao dodatak za legiranje. A nakon Svjetske izložbe 1900. godine u Parizu, na kojoj su demonstrirani uzorci brzih volframovih čelika, element broj 74 počeli su koristiti metalurzi u svim više ili manje industrijskim zemljama. Glavna značajka volframa kao aditiva za legiranje jest da čeliku daje crvenu otpornost - omogućuje održavanje tvrdoće i čvrstoće na visokim temperaturama. Štoviše, većina čelika pri hlađenju na zraku (nakon držanja na temperaturi blizu temperature crvene topline) gubi tvrdoću. A volfram - ne.
Izrađen od volframovog čelika, alat može podnijeti ogromne brzine najintenzivnijih procesa obrade metala. Brzina rezanja takvim alatom mjeri se u desetcima metara u sekundi.
Moderni brzi čelici sadrže do 18% volframa (ili volframa s molibdenom), 2-7% kroma i malu količinu kobalta. Svoju tvrdoću zadržavaju na 700-800 ° C, dok se obični čelik počinje omekšavati zagrijavanjem na samo 200 ° C. Steliti - legure
volfram te s kromom i kobaltom (bez željeza) i posebno volfram karbidima - njegovim spojevima s ugljikom. Legura je "vidljiva" (volfram karbid, 5-15% kobalta i mala primjesa titan karbida) je 1,3 puta tvrđa od običnog volframovog čelika i zadržava tvrdoću do 1000-1100 ° C. Rezači iz ove legure mogu se ukloniti u minutu do 1500-2000 m željeznih strugotina. Oni mogu brzo i precizno obraditi "hirovite" materijale: broncu i porculan, staklo i ebonit; međutim, sam alat troši se vrlo malo.
Početkom XX. Stoljeća. volframova nit se počela koristiti u električnim žaruljama: omogućuje vam zagrijavanje do 2200 ° C i ima visoku svjetlosnu učinkovitost. I u ovom svojstvu, volfram je do danas apsolutno nezamjenjiv. Očito je to razlog zašto se električna žarulja u jednoj popularnoj pjesmi naziva "volframovo oko".

Minerali i volframove rude

Volfram se u prirodi javlja uglavnom u obliku oksidiranih složenih spojeva nastalih volframovim trioksidom WO 3 i oksidima željeza i mangana ili kalcija, a ponekad i olova, bakra, torija i elemenata rijetke zemlje. Najčešći mineral, volframit, čvrsta je otopina volframovih soli (soli volframove kiseline) željeza i mangana (mFeW0 4 * nMnW0 4). Ova otopina su teški i tvrdi kristali smeđe ili crne boje, ovisno o tome koji spoj prevladava u njihovom sastavu. Ako ima više pobnerita (spojevi mangana), kristali su crni, ako prevladava ferberite koji sadrži željezo, oni su smeđi. Wolframite je paramagnetski i dobro provodi električnu struju.
Od ostalih minerala volframa, šeelit - kalcijev volfram CaW04 - od industrijske je važnosti. Tvori kristale, sjajne, poput stakla, svijetložute, ponekad gotovo bijela... Scheelite nije magnetski, ali ima još jednu karakterističnu značajku - sposobnost luminiscencije. Kad je osvijetljena ultraljubičastim zrakama, u mraku fluorescira svijetloplavom bojom. Dodatak molibdena mijenja boju sjaja šeelita: postaje blijedoplava, a ponekad čak i kremasta. Ovo svojstvo šeelita, koje se koristi u geološkim istraživanjima, služi kao pokazatelj pronalaženja mineralnih naslaga.
Ležišta volframove rude teološki su povezana s područjima rasprostranjenosti granita. Najveća strana ležišta volframita i šeelita nalaze se u Kini, Burmi, SAD-u, Boliviji i Portugalu. Naša zemlja također ima značajne rezerve volframovih minerala, njihova glavna nalazišta nalaze se na Uralu, Kavkazu i Transbaikaliji.
Veliki kristali volframita ili šeelita vrlo su rijetki. Obično su minerali volframa prošarani samo u drevne granitne stijene - prosječna koncentracija volframa na kraju ispada 1-2% u najboljem slučaju. Stoga je vrlo teško izvlačiti volfram iz ruda.

Kako se dobiva volfram

Prva faza je obogaćivanje rude, odvajanje vrijednih komponenata od glavne mase - otpadne stijene. Metode obogaćivanja su uobičajene za teške rude i metale: mljevenje i flotacija s daljnjim operacijama - magnetskim odvajanjem (za rude volframita) i oksidacijskim prženjem.
Dobiveni koncentrat najčešće se sinterira s viškom sode da bi se volfram pretvorio u topljivi spoj - natrijev volfram. Drugi način dobivanja ove tvari je ispiranje; volfram se ekstrahira otopinom sode pod tlakom i na povišenim temperaturama (postupak je u autoklavu), nakon čega slijedi neutralizacija i taloženje u obliku umjetnog sheelita, tj. kalcijevog volframa. Želja za dobivanjem precizno volframa objašnjava se činjenicom da je od njega relativno jednostavno, u samo dvije faze:
CaW0 4 → H 2 W0 4 ili (NH 4) 2 W0 4 → WO 3, volframov oksid pročišćen iz većine nečistoća može se izolirati.
Postoji još jedan način za dobivanje volframovog oksida - kroz kloride. Koncentrat volframa obrađuje se plinovitim klorom na povišenoj temperaturi. Stvoreni volframovi kloridi se sublimacijom prilično lako odvajaju od klorida drugih metala, koristeći temperaturnu razliku na kojoj te tvari prelaze u parno stanje. Dobiveni volframovi kloridi mogu se pretvoriti u oksid, ili se mogu poslati izravno na preradu u elementarni metal.

Pretvorba oksida ili klorida u metal sljedeći je korak u proizvodnji volframa. Najbolje sredstvo za redukciju volframovog oksida je vodik. Redukcijom vodika nastaje najčišći metalni volfram. Proces redukcije odvija se u cijevnim pećima, zagrijanim na takav način da se, krećući se duž cijevi, "čamac" s W0 3 prolazi kroz nekoliko temperaturnih zona. Prema njoj teče struja suhog vodika. Oporavak se događa iu "hladnim" (450-600 ° C) i "vrućim" (750-1100 ° C) zonama; u onim "hladnim" - na najniži oksid W0 2, zatim - na elementarni metal. Ovisno o temperaturi i trajanju reakcije u "vrućoj" zoni, mijenja se čistoća i veličina zrna praškastog volframa ispuštenih na stijenkama "čamca".
Oporavak se može odvijati ne samo pod utjecajem vodika. U praksi se često koristi ugljen. Upotreba čvrstog redukcijskog sredstva donekle pojednostavljuje proizvodnju, ali u ovom slučaju potrebna je viša temperatura - do 1300-1400 ° C. Uz to, ugljen i nečistoće koje uvijek sadrži reagiraju s volframom, tvoreći karbide i druge spojeve. To dovodi do onečišćenja metala. U međuvremenu, elektrotehnici je potreban vrlo čist volfram. Samo 0,1% željeza čini volfram krhkim i neprikladnim za izradu najfinije žice.
Proizvodnja volframa iz klorida temelji se na procesu pirolize. Volfram tvori nekoliko spojeva s klorom. Uz pomoć viška klora, svi se oni mogu pretvoriti u viši klorid - WCl 6, koji se razlaže u volfram i klor na 1600 ° S. U prisutnosti vodika taj se proces odvija već na 1000 ° S.
Tako se dobiva metalni volfram, ali ne kompaktan, već u obliku praha, koji se zatim presova u mlazu vodika na visokoj temperaturi. U prvoj fazi prešanja (zagrijavanjem na 1100-1300 ° C) nastaje porozni krhki ingot. Prešanje se nastavlja na još višoj temperaturi, gotovo dosežući kraj tališta volframa. U tim uvjetima metal postupno postaje čvrst, dobiva vlaknastu strukturu, a s tim i plastičnost i duktilnost.

Glavna svojstva

Volfram se razlikuje od svih ostalih metala posebnom težinom, tvrdoćom i vatrostalnošću. Izraz je odavno poznat: "Teški kao olovo". Ispravnije bi bilo reći: "Težak poput volframa." Gustoća volframa gotovo je dvostruko veća od olova, točnije - 1,7 puta. Štoviše, njegova je atomska masa nešto niža: 184 naspram 207.

Što se tiče vatrostalnosti i tvrdoće, volfram i njegove legure zauzimaju najviše mjesta među metalima. Tehnički čisti volfram topi se na 3410 ° C, a vrije samo na 6690 ° C. Takva temperatura je na površini Sunca!
A "kralj vatrostalnosti" izgleda prilično obično. Boja volframa u velikoj mjeri ovisi o načinu proizvodnje. Topljeni volfram sjajni je sivi metal koji najviše podsjeća na platinu. Volfram u prahu - siva, tamno siva pa čak i crna (što je zrna sitnija, tamnija je).

Kemijska aktivnost

Prirodni volfram sastoji se od pet stabilnih izotopa s masenim brojevima od 180 do 186. Osim toga, nuklearni reaktori kao rezultat različitih nuklearnih reakcija nastaje još 8 radioaktivnih izotopa volframa s masenim brojevima od 176 do 188; svi su relativno kratkog vijeka, a poluvijekovi se kreću od nekoliko sati do nekoliko mjeseci.
Sedamdeset i četiri elektrona atoma volframa raspoređena su oko jezgre na takav način da se njih šest nalazi u vanjskim orbitama i mogu se relativno lako razdvojiti. Stoga je maksimalna valenca volframa šest. Međutim, struktura tih vanjskih orbita je posebna - sastoje se, kao, od dva "sloja": četiri elektrona pripadaju pretposljednjoj razini -d, koja je prema tome manja od polovine. (Poznato je da je broj elektrona u napunjenoj razini d jednak deset.) Ta četiri elektrona (očito, rijetka) mogu lako formirati kemijsku vezu. Što se tiče dva "najudaljenija" elektrona, prilično ih je lako otkinuti.
Upravo strukturne značajke elektronske ljuske objašnjavaju visoku kemijsku aktivnost volframa. U spojevima nije samo šestovalentan, već i petero-, četvero-, tro-, dvo- i nultalentni. (Nepoznati su samo jednovalentni spojevi volframa).
Aktivnost volframa očituje se u činjenici da on reagira s ogromnom količinom elemenata, tvoreći mnogo jednostavnih i složenih spojeva. Čak i u legurama, volfram je često kemijski vezan. A interakcija je s kisikom i drugim oksidansima lakša od većine teških metala.
Reakcija volframa s kisikom događa se pri zagrijavanju, osobito lako u prisutnosti vodene pare. Ako se volfram zagrije na zraku, tada se na površini metala na 400-500 ° C formira stabilni niži oksid W02; cijela je površina prekrivena smeđim filmom. Na višoj temperaturi najprije se dobije intermedijerni oksid W 4 O 11, plave boje, a zatim limunožut volframov trioksid W0 3, koji se sublimira na 923 ° C.

Suhi fluor kombinira se s fino mljevenim volframom čak i uz malo zagrijavanje. U tom slučaju nastaje heksafluorid WF6 - tvar koja se topi na 2,5 ° C i ključa na 19,5 ° C. Sličan spoj - WCl 6 - dobiva se reakcijom s klorom, ali samo na 600 ° C. Čelični plavi kristali WCl 6 otopi se na 275 ° C i zakuha na 347 ° C. S bromom i jodom, volfram tvori nestabilne spojeve: penta- i dibromid, tetra- i dijodin.
Na visokim temperaturama volfram se kombinira sa sumporom, selenom i telurom, s dušikom i borom, s ugljikom i silicijem. Neki od ovih spojeva su vrlo tvrdi i imaju druga izvanredna svojstva.
Karbonil W (CO) 6 je vrlo zanimljiv. Ovdje se volfram kombinira s ugljičnim monoksidom i stoga ima nultu valenciju. Volfram karbonil je nestabilan; primljeno je u posebni uvjeti... Pri 0 ° C odvaja se od odgovarajuće otopine u obliku bezbojnih kristala, pri 50 ° C sublimira, a pri 100 ° C potpuno se raspada. Ali upravo taj spoj omogućuje dobivanje tankih i gustih prevlaka od čistog volframa.
Ne samo sam volfram, već su i mnogi njegovi spojevi vrlo aktivni. Osobito se volframov oksid WO 3 može polimerizirati. Kao rezultat, nastaju takozvani izopolni i heteropolni spojevi: potonje molekule mogu sadržavati više od 50 atoma.

Legure

Volfram tvori legure s gotovo svim metalima, no nije ih tako lako nabaviti. Činjenica je da općenito prihvaćene metode fuzije u ovom slučaju, u pravilu, nisu primjenjive. Na mjestu taljenja volframa većina drugih metala već se pretvara u plinove ili vrlo hlapljive tekućine. Stoga se legure koje sadrže volfram obično dobivaju metodama metalurgije praha.
Da bi se izbjegla oksidacija, sve se radnje izvode u vakuumu ili u atmosferi argona. Tako se to radi. Prvo se u električnim pećima preša smjesa metalnog praha, a zatim sinterira i rastopi u luku. Ponekad se jedan volframov prah preša i sinterira, a tako dobiveni porozni obradak impregnira se tekućom talinom drugog metala: dobivaju se takozvane pseudolegure. Ova se metoda koristi kada je potrebno dobiti leguru volframa s bakrom i srebrom.

S kromom i molibdenom, niobijom i tantalom, volfram daje konvencionalne (homogene) legure u bilo kojem omjeru. Čak i mali dodaci volframa povećavaju tvrdoću ovih metala i njihovu otpornost na oksidaciju.
Legure s željezom, niklom i kobaltom složenije su. Ovdje se, ovisno o omjeru komponenata, stvaraju ili krute otopine ili intermetalni spojevi (kemijski spojevi metala), a u prisutnosti ugljika (koji je uvijek prisutan u čeliku) - pomiješani volfram i željezovi karbidi, koji daju metal još veća tvrdoća.
Vrlo složeni spojevi nastaju pri stapanju volframa s aluminijem, berilijem i titanom: na atom volframa dolazi od 2 do 12 atoma lakih metala. Te se legure odlikuju otpornošću na visoke temperature i otpornošću na oksidaciju pri visokim temperaturama.
U praksi se legure volframa najčešće koriste ne s jednim metalom, već s nekoliko. To su posebno slitine volframa otporne na kiseline s kromom i kobaltom ili niklom (amala); koriste se za izradu kirurških instrumenata. Najbolje vrste magnetskog čelika sadrže volfram, željezo i kobalt. A u posebnim legurama otpornim na toplinu, osim volframa, postoje i krom, nikal i aluminij.
Od svih legura volframa, čelik koji sadrži volfram stekao je najveći značaj. Otporni su na habanje, ne pucaju i zadržavaju tvrdoću do temperature crvene vrućine. Njihov alat ne samo da omogućuje oštro intenziviranje procesa obrade metala (brzina obrade metalnih proizvoda povećava se za 10-15 puta), već i traje mnogo dulje od istog alata od drugog čelika.
Legure volframa nisu samo otporne na toplinu, već su i otporne na toplinu. Ne korodiraju na visokim temperaturama pod utjecajem zraka, vlage i raznih kemikalija. Konkretno, 10% volframa dodanog u nikal dovoljno je za povećanje otpornosti potoka za koroziju za 12 puta! Karbidi volframa s dodatkom karbida tantala i titana, cementirani kobaltom, otporni su na djelovanje mnogih kiselina - dušične, sumporne i klorovodične - čak i kad se prokuhaju. Opasna je za njih samo mješavina fluorovodične i dušične kiseline.

U članku “Volfram. Svojstva, primjena, proizvodnja, proizvodi ”vatrostalni metalni volfram detaljno se razmatra. Opisana su svojstva volframa, naznačena su područja njegove primjene. Popisane su i razne vrste volframa sa svojim specifičnim značajkama.

Članak obuhvaća postupak proizvodnje volframa od faze obogaćivanja rude do faze dobivanja gredica u obliku šipki i ingota. Zabilježene su karakteristične značajke svake faze.

Posebna pažnja u članku posvećena je proizvodima (žica, šipke, listovi itd.). Opisani su postupci proizvodnje jednog ili drugog proizvoda od volframa, njegove karakteristične značajke i područja primjene.

Poglavlje 1. Wolfram. Svojstva i primjena volframa

Volfram (označen s W) - kemijski element VI grupa 6. razdoblja tablice D.I. Mendeljejev, ima broj 74; prijelazni metal svijetlo sive boje. Najotrupljiviji metal, ima talište t pl = 3380 ° C. Sa stajališta upotrebe metala volframa, njegova najvažnija svojstva su gustoća, točka taljenja, električni otpor, koeficijent linearnog širenja.

§jedan. Svojstva volframa

Imovina	Značenje
Fizička svojstva
Atomski broj	74
Atomska masa, amu (g / mol)	183,84
Atomski promjer, nm	0,274
Gustoća, g / cm 3	19,3
Talište, ° C	3380
Tačka ključanja, ° S	5900
Specifična toplina, J / (g K)	0,147
Toplinska vodljivost, W / (m K)	129
Električni otpor, μOhm cm	5,5
Koeficijent linearnog toplinskog širenja, 10 -6 m / mK	4,32
Mehanička svojstva
Youngov modul, GPa	415,0
Modul smicanja, GPa	151,0
Poissonov omjer	0,29
Konačna čvrstoća σ B, MPa	800-1100
Produženje δ,%	0

Metal ima vrlo visoku točku ključanja (5900 ° C) i vrlo nisku brzinu isparavanja čak i pri temperaturi od 2000 ° C. Električna vodljivost volframa gotovo je tri puta niža od električne vodljivosti bakra. Svojstva koja ograničavaju područje primjene volframa uključuju visoku gustoću, veliku sklonost lomljivosti na niskim temperaturama, nisku otpornost na oksidaciju na niskim temperaturama.

Po izgled volfram je sličan čeliku. Koristi se za stvaranje legura visoke čvrstoće. Obrada (kovanje, valjanje i izvlačenje) volframa daje se samo kada se zagrije. Temperatura zagrijavanja ovisi o vrsti obrade. Na primjer, kovanje šipki provodi se kada se obradak zagrije na 1450-1500 ° C.

§2. Razredi volframa

Razred volframa	Karakteristike marke	Svrha uvođenja aditiva
VF	Čisti volfram (bez aditiva)	-
VA	Volfram s aditivima silike i aluminija	Povećanje temperature primarne rekristalizacije, čvrstoća nakon žarenja, stabilnost oblika na visokim temperaturama
VM	Volfram s aditivima silicija i torija	Povećanje temperature rekristalizacije i povećanje čvrstoće volframa pri visokim temperaturama
VT	Volfram s dodatkom torij oksida
U I	Volfram dopiran itrijevim oksidom	Poboljšanje emisijskih svojstava volframa
Nadzemni vodovi	Volfram s dodatkom lantanovog oksida	Poboljšanje emisijskih svojstava volframa
BP	Legura volframa renija	Povećanje duktilnosti volframa nakon visokotemperaturne obrade, povećanje temperature primarne rekristalizacije, čvrstoće pri visokim temperaturama, električnog otpora itd.
VRN	Volfram bez aditiva, u kojem je dopušten visok sadržaj nečistoća	-
MV	Molibden i legure volframa	Povećavanje čvrstoće molibdena uz održavanje duktilnosti nakon žarenja

§3. Primjene volframa

Volfram se široko koristi zbog svojih jedinstvenih svojstava. U industriji se volfram koristi kao čisti metal i u brojnim legurama.

Glavne primjene volframa
1. Posebni čelici
Volfram se koristi kao jedna od glavnih komponenata ili legirajućih elemenata u proizvodnji brzih čelika (sadrže 9-24% volframa W), kao i alatnih čelika (0,8-1,2% volframa W - volframovih alatnih čelika; 2-2,7 % volframa W-krom-volfram-silicijski alatni čelici (također sadrže krom Cr i silicij Si); 2-9% volframa W-krom-volfram alatni čelici (također sadrže krom Cr); 0,5-1,6% volframa W-krom-volfram -manganski alatni čelici (također sadrže krom Cr i mangan Mn). Od navedenih čelika izrađuju se svrdla, rezači, bušilice, matrice itd. Primjeri brzih čelika su R6M5, R6M5K5, R6M5F3. Slovo "P" znači da je čelik brzi, slova "M" i "K" - da je čelik legiran molibdenom, odnosno kobaltom. Volfram je također dio magnetskih čelika, koji se dijele na volfram i volfram-kobalt.

2. Cementirani karbid na bazi volframovog karbida
Volframov karbid (WC, W 2 C) je spoj volframa s ugljikom (vidi). Ima visoku tvrdoću, otpornost na habanje i vatrostalnost. Na njegovoj osnovi stvorene su najproduktivnije legure karbida alata, koje sadrže 85-95% WC-a i 5-14% Co. Radni dijelovi alata za rezanje i bušenje izrađeni su od tvrdih legura.

3. Legure otporne na toplinu i trošenje
Ove legure koriste vatrostalnost volframa. Legure volframa s kobaltom i krom-stellitima (3-5% W, 25-35% Cr, 45-65% Co) postale su raširene. Obično se nanose površinama na jako istrošenim dijelovima stroja.

4. Kontaktne legure i "teške legure"
Te legure uključuju volfram-bakar i volfram-srebro legure. To su prilično učinkoviti kontaktni materijali za proizvodnju radnih dijelova prekidača noževa, prekidača, elektroda za točkano zavarivanje itd.

5. Elektrovakuumska i električna rasvjetna oprema
Volfram u obliku žice, trake i raznih kovanih dijelova koristi se u proizvodnji žarulja, radioelektronike i rendgenske tehnologije. Volfram je najbolji materijal za filamente i niti. Volframova žica i šipke služe kao električni grijači za visokotemperaturne peći (do ~ 3000 ° C). Volfram grijači rade u atmosferi vodika, inertnog plina ili vakuuma.

6. Elektrode za zavarivanje
Vrlo važno područje primjene volframa je zavarivanje. Volfram se koristi za izradu elektroda za elektrolučno zavarivanje(cm.). Volframove elektrode nisu potrošne.

Poglavlje 2. Proizvodnja volframa

§jedan. Postupak dobivanja vatrostalnog metalnog volframa

Volfram se obično odnosi na široku skupinu rijetkih metala. Uz ovaj metal, u ovu skupinu spadaju molibden, rubidij i drugi. Rijetke metale karakterizira relativno mali opseg proizvodnje i potrošnje, kao i mala zastupljenost u zemljinoj kori. Niti jedan od rijetkih metala ne može se izravno obnoviti iz sirovina. Prvo se sirovine prerađuju u kemijske spojeve. Uz to, sve rude rijetkih metala podvrgavaju se dodatnom obogaćivanju prije obrade.

U procesu dobivanja rijetkog metala mogu se razlikovati tri glavne faze:

• Razgradnja rudnog materijala - odvajanje obnovljenog metala od glavnine prerađenih sirovina i njegova koncentracija u otopini ili sedimentu.
• Dobivanje čistih kemijskih spojeva - izolacija i pročišćavanje kemijskog spoja.
• Izolacija metala iz rezultirajućeg spoja - dobivanje čistih rijetkih metala.

Postupak proizvodnje volframa također ima nekoliko faza. Sirovina su dva minerala - wolframite (Fe, Mn) WO 4 i scheelite CaWO 4. Visokokvalitetne volframove rude obično sadrže 0,2 - 2% volframa.

• Obogaćivanje rude volframa. Proizvodi se gravitacijom, flotacijom, magnetskom ili elektrostatičkom separacijom. Kao rezultat obogaćivanja dobiva se koncentrat volframa koji sadrži 55 - 65% anhidrida volframa (trioksid) WO 3. U koncentratima volframa kontrolira se sadržaj nečistoća - fosfora, sumpora, arsena, kositra, bakra, antimona i bizmuta.
• Dobivanje trioksida (anhidrida) volframa WO 3, koji služi kao sirovina za proizvodnju metalnog volframa ili njegovog karbida. Da biste to učinili, potrebno je izvršiti niz radnji, kao što su razgradnja koncentrata, ispiranje legure ili sintera, dobivanje tehničke volframove kiseline itd. Kao rezultat toga, treba dobiti proizvod koji sadrži 99,90 - 99,95% WO 3.
• Dobivanje volframovog praha. Čisti metalni prah može se dobiti od anhidrida volframa WO 3. Za to se postupak redukcije anhidrida provodi s vodikom ili ugljikom. Redukcija s ugljikom koristi se rjeđe, jer je u ovom procesu WO 3 zasićen karbidima, što čini metal lomljivijim i pogoršava obradivost. Prilikom dobivanja volframovog praha posebnim metodama kontrolira se njegov kemijski sastav, veličina i oblik zrna te granulometrijski sastav. Na primjer, brzi porast temperature, niska stopa opskrbe vodikom pridonose povećanju veličine čestica praha.
• Dobivanje kompaktnog volframa. Kompaktni volfram, obično u obliku šipki ili ingota, prazan je za proizvodnju poluproizvoda kao što su žica, šipka, traka itd.

§2. Dobivanje kompaktnog volframa

Postoje dva načina za dobivanje kompaktnog volframa. Prva je primjena metoda metalurgije praha. Drugi je taljenjem u električnim lučnim pećima s potrošnom elektrodom.

Metode metalurgije praha
Ova metoda proizvodnje voljnog volframa je najčešća, jer omogućuje ravnomjerniju raspodjelu aditiva koji daju volfram posebna svojstva (otpornost na toplinu, svojstva emisije i drugi).

Postupak dobivanja kompaktnog volframa ovom metodom sastoji se od nekoliko faza:

• prešanje metalnih šipki u prahu;
• niskotemperaturno (preliminarno) sinteriranje obradaka;
• sinterovanje (zavarivanje) obradaka;
• obrada slijepih ploča radi dobivanja poluproizvoda - volframova žica, traka, volframove šipke; obično se obratci obrađuju pod pritiskom (kovanje) ili podvrgavaju obrada rezanje (npr. brušenje, poliranje).

Volfram u prahu podliježe posebni zahtjevi... Koriste se prašci koji se reduciraju samo s vodikom i sadrže ne više od 0,05% nečistoća.

Opisanom metodom metalurgije praha dobivaju se volframovi štapići kvadratnog presjeka od 8x8 do 40x40 mm i duljine 280-650 mm. Imaju dobru čvrstoću na sobnoj temperaturi, ali su vrlo krhki. Vrijedi napomenuti da čvrstoća i krhkost (suprotno svojstvo je plastičnost) pripadaju različitim skupinama svojstava. Čvrstoća je mehaničko svojstvo materijala, plastičnost je tehnološka. Duktilnost određuje prikladnost materijala za kovanje. Ako je materijal teško kovati, onda je lomljiv. Da bi se poboljšala plastičnost, volframove šipke se vruće kovaju.

Međutim, gore opisana metoda ne može se koristiti za proizvodnju gredica velikih dimenzija s velikom masom, što je značajno ograničenje. Da bi se dobili obradci velike veličine, čija masa doseže nekoliko stotina kilograma, koristi se hidrostatsko prešanje. Ova metoda omogućuje dobivanje gredica cilindričnog i pravokutnog presjeka, cijevi i drugih proizvoda složenog oblika. Štoviše, imaju ujednačenu gustoću, ne sadrže pukotine i druge nedostatke.

Osigurač
Topljenjem se dobiva kompaktni volfram u obliku velikih gredica (od 200 do 3000 kg), namijenjenih za valjanje, izvlačenje cijevi, proizvodnju proizvoda lijevanjem. Taljenje se provodi u električnim lučnim pećima s taljenjem elektrode i / ili snopa elektrona.

Pri elektrolučnom taljenju pakiranja sinteriranih šipki ili sinteriranih praznina hidrostatičkog prešanja koriste se kao elektrode. Topljenje se izvodi u vakuumu ili u razrijeđenoj atmosferi vodika. Rezultat su volframovi ingoti. Volfram-ingoti imaju grubo-kristalnu strukturu i povećanu lomljivost, što je uzrokovano visokim sadržajem nečistoća.

Da bi se smanjio sadržaj nečistoća, volfram se u početku topi u peći s elektronskim snopom. Ali nakon ove vrste topljenja, volfram također ima grubu kristalnu strukturu. Stoga se, kako bi se smanjila veličina zrna, nastali ingoti tope u elektrolučnoj peći, dodajući male količine cirkonijevih ili niobijevih karbida, kao i legirajućih elemenata koji daju posebna svojstva.

Za dobivanje sitnozrnastih volframovih ingota, kao i za izradu dijelova lijevanjem, koristi se lučno lupanje koje se topi lijevanjem metala u kalup.

Poglavlje 3. Proizvodi od volframa. Šipke, žica, trake, prah

§jedan. Volframove šipke

Proizvodnja
Volframove šipke jedan su od najčešćih proizvoda izrađenih od vatrostalnog metala volframa. Izvorni materijal za proizvodnju šipki je šipka.

Da bi se dobili volframove šipke, šipka se podvrgava kovanju na rotacijskom stroju za kovanje. Kovanje se vrši u zagrijanom stanju, budući da je volfram vrlo lomljiv na sobnoj temperaturi. Postoji nekoliko faza kovanja. U svakoj sljedećoj fazi dobivaju se šipke manjeg promjera nego na prethodnoj.

Pri prvom kovanju mogu se dobiti volframove šipke promjera do 7 mm (pod uvjetom da šipka ima bočnu duljinu od 10-15 cm). Kovanje se vrši na temperaturi gredica od 1450-1500 ° C. Molibden se obično koristi kao materijal za grijanje. Nakon drugog kovanja dobivaju se šipke promjera do 4,5 mm. Proizvodi se na temperaturi bara od 1300-1250 ° C. Daljnjim kovanjem dobivaju se volframove šipke promjera do 2,75 mm. Treba napomenuti da se volframove šipke VT, VL i VI razreda dobivaju na višoj temperaturi od šipki VA i VCh razreda.

Ako se kao početna gredica koriste volframovi ingoti koji se dobivaju topljenjem, tada se ne vrši vruće kovanje. To je zbog činjenice da ti ingoti imaju grubu, krupnozrnatu strukturu, a njihovo vruće kovanje može dovesti do pucanja i uništenja.

U ovom slučaju, volframovi ingoti podvrgnuti su dvostrukom vrućem prešavanju (stupanj deformacije je oko 90%). Prvo prešanje vrši se na temperaturi od 1800-1900 ° C, drugo-1350-1500 ° C. Obradaci se zatim vruće kovaju za proizvodnju volframovih šipki.

Primjena
Volframove šipke široko se koriste u raznim industrijama. Jedna od najčešćih primjena je za ne potrošne elektrode za zavarivanje. U takve su svrhe prikladne volframove šipke marki VT, VI, VL. Također se kao grijači koriste volframove šipke marki VA, VR, MV. Volfram grijači rade u pećima do 3000 ° C u atmosferi vodika, inertnog plina ili u vakuumu. Volframove šipke mogu poslužiti kao katode za radio cijevi, elektroničke uređaje i uređaje za pražnjenje plina.

§2. Volframove elektrode

Lučno zavarivanje
Elektrode za zavarivanje jedna su od najvažnijih komponenata potrebnih za zavarivanje. Najviše se koriste u lučnom zavarivanju. Pripada toplinskoj klasi zavarivanja, u kojoj se topljenje provodi zbog toplinske energije. Elektrolučno zavarivanje (ručno, poluautomatsko i automatsko) najčešće je tehnološki proces zavarivanje. Toplinska energija nastaje voltnim lukom koji gori između elektrode i obratka (dio, obradak). Luk je snažno stabilno električno pražnjenje u ioniziranoj atmosferi plinova, metalnih para. Elektroda isporučuje električnu struju na zavar kako bi stvorila luk.

Elektrode za zavarivanje
Elektroda za zavarivanje je presvučena (ili neprevučena) žičana šipka. Postoji široka paleta elektroda za zavarivanje. Razlikuju se u kemijskom sastavu, duljini, promjeru, određena vrsta elektrode pogodna je za zavarivanje određenih metala i legura itd. itd. Podjela elektroda za zavarivanje na potrošne i nepotrošne jedna je od najvažnijih vrsta njihove klasifikacije.

Potrošne elektrode za zavarivanje otapaju se tijekom postupka zavarivanja, a njihov metal, zajedno s rastopljenim metalom obratka koji se zavaruje, koristi se za dopunu bazena za zavarivanje. Takve elektrode izrađene su od čelika i bakra.

Nepotrošne elektrode se ne tope tijekom zavarivanja. Ova vrsta uključuje ugljikove i volframove elektrode. Prilikom zavarivanja upotrebom elektroda od volframa koje se ne troše, potrebno je unositi materijal za punjenje (obično žicu ili šipku za zavarivanje), koji se topi i zajedno s rastopljenim materijalom obratka tvori zavarenu kadu.

Također, elektrode za zavarivanje su prekrivene i neprevučene. Premaz ima važna uloga... Njegove komponente mogu pružiti metal za zavarivanje određenog sastava i svojstava, stabilno izgaranje lukom i zaštitu rastaljenog metala od izlaganja zraku. Sukladno tome, sastojci premaza mogu biti legiranje, stabiliziranje, stvaranje plina, troska, deoksidacija, a sama obloga može biti kisela, rutilna, bazična ili celulozna.

Zavarivanje volframovih elektroda
Kao što je ranije napomenuto, volframove elektrode nisu potrošne i koriste se za zavarivanje žicom za punjenje. Ove se elektrode uglavnom koriste za zavarivanje obojenih metala i njihovih legura (volframova elektroda s dodatkom cirkonija), visokolegiranih čelika (volframova elektroda s dodatkom torija EWT), kao i volframova elektroda koja je vrlo pogodna za dobivanje zavareni šav povećane čvrstoće, a dijelovi koji se zavaruju mogu biti različitog kemijskog sastava.

Zavarivanje pomoću volframovih elektroda u argonu prilično je često. Ovo okruženje pozitivno utječe na postupak zavarivanja i kvalitetu zavara. Volframove elektrode mogu biti izrađene od čistog volframa ili sadržavati različite dodatke koji poboljšavaju kvalitetu procesa zavarivanja i šava. Značajka ne potrošnih elektroda za zavarivanje izrađenih od čistog volframa (na primjer, volframova elektroda marke EHF) nije jako dobro paljenje luka.

Lučno udaranje odvija se u tri faze:

• kratki spoj elektrode na obradak;
• povlačenje elektrode na malu udaljenost;
• pojava stabilnog lučnog pražnjenja.

Kako bi se poboljšalo paljenje luka i postigla visoka stabilnost luka tijekom zavarivanja, cirkonij se dodaje u volframove elektrode. Thorizing (EVT-15 volframova elektroda) također poboljšava paljenje luka i povećava vijek trajanja elektroda za zavarivanje. Dodatak itrija volframovim elektrodama (volframova elektroda EVI-1, EVI-2, EVI-3) omogućuje im upotrebu u različitim trenutnim medijima. Na primjer, može postojati AC ili DC luk. U prvom se slučaju luk za zavarivanje napaja izvorom izmjenične struje. Razlikuju se jednofazno i ​​trofazno napajanje lukom. U drugom - iz izvora istosmjerne struje.

Argonsko elektrolučno zavarivanje (Elektrolučno zavarivanje s nepotrošivom volframovom elektrodom u atmosferi argona) Ova vrsta zavarivanja dobro se pokazala u zavarivanju obojenih metala poput molibdena, titana, nikla, kao i visokolegiranih čelika. Ovo je vrsta lučnog zavarivanja, gdje je izvor topline potrebne za stvaranje zavarivačke bazena električna struja. U ovoj vrsti zavarivanja argon-lukom glavni su elementi volframova elektroda i inertni plin argon. Tijekom zavarivanja argon se dovodi do volframove elektrode i štiti nju, zonu luka i zavareni bazen od mješavine atmosferskih plinova (dušik, vodik, ugljični dioksid). Ova zaštita uvelike poboljšava karakteristike kvalitete zavara, a također štiti elektrode za zavarivanje od volframa od brzog izgaranja u zraku. Plin argon može se koristiti za zavarivanje velikog broja metala i legura, jer je inertan.

Standardi volframove elektrode
U Rusiji se ne-potrošne volframove elektrode proizvode u skladu sa zahtjevima standarda i specifikacija. Među njima: GOST 23949-80„Elektrode za zavarivanje volframa koje se ne troše. Tehnički uvjeti”; TU 48-19-27-88„Volfram od lantana u obliku šipki. Tehnički uvjeti ”; TU 48-19-221-83„Štapići od itrijumovog volframa razreda SVI-1. Tehnički uvjeti ”; TU 48-19-527-83„Elektrode za zavarivanje od volframa koje se ne troše EHF i EVL-2. Tehnički uvjeti ”.

§3. Volframova žica

Proizvodnja
Volframova žica jedan je od najčešćih proizvoda izrađenih od ovog vatrostalnog metala. Polazni materijal za njegovu proizvodnju su kovane volframove šipke promjera 2,75 mm.

Vučenje žice vrši se na temperaturi od 1000 ° C na početku procesa i 400-600 ° C na kraju procesa. U ovom se slučaju ne zagrijava samo žica, već i matrica. Zagrijavanje se vrši plamenom plinskog plamenika ili električnim grijačem.

Vučenje žice promjera do 1,26 mm izvodi se na mlinu za izvlačenje ravnog lanca, unutar promjera 1,25-0,5 mm - na blok-mlinu promjera zavojnice ~ 1000 mm, promjera 0,5-0,25 - na strojevi za pojedinačno crtanje ...

Kao rezultat kovanja i crtanja, struktura obratka pretvara se u vlaknastu koja se sastoji od fragmenata kristala izduženih duž osi obrade. Ova struktura dovodi do dramatičnog povećanja čvrstoće volframove žice.

Volfram žica se nakon izvlačenja premazuje grafitnom mašću. Površina žice mora biti očišćena. Čišćenje se provodi žarenjem, kemijskim ili elektrolitičkim jetkanjem, elektrolitičkim poliranjem. Poliranje može povećati mehaničku čvrstoću volframove žice za 20-25%.

Primjena
Volframova žica koristi se za proizvodnju otpornih elemenata u pećima za grijanje koje rade u atmosferi vodika, neutralnog plina ili u vakuumu na temperaturama do 3000 ° C. Volframova žica također se koristi za proizvodnju termoparova. Za to se koristi legura volframa-renija s 5% renija i legura volframa-renija s 20% renija ( BP 5/20).

U GOST 18903-73“Volframova žica. Raspon ”određuje područja primjene žice razreda VA, VM, VRN, VT-7, VT-10, VT-15. Volframova žica VA, ovisno o skupini, stanju površine i metalu, promjeru, koristi se za proizvodnju spirala žarulja sa žarnom niti i drugih izvora svjetlosti, spiralnih katoda i grijača elektronički uređaji, opruge poluvodičkih uređaja, grijači petlje, nehelikalne katode, rešetke, opruge elektroničkih uređaja. Žica marke VRN koristi se za dobivanje čahura, traverzi i ostalih dijelova uređaja koji ne zahtijevaju upotrebu volframa s posebnim aditivima.

§4. Volfram prah

Čisti volframov prah služi kao sirovina za proizvodnju kompaktnog volframa (vidi). WC od volframovog karbida, koji je po izgledu također prah, koristi se za proizvodnju tvrdih legura.

Ovisno o namjeni, volframov prah razlikuje se prosječnom veličinom čestica, skupom zrna i ostalim parametrima.

Glavna nečistoća u volframovom prahu je kisik (0,05 - 0,3%). Metalne nečistoće sadržane su u prahu volframa u vrlo malim količinama. Često se u volfram u prahu uvode aditivi iz drugih metala koji poboljšavaju određena svojstva konačnog proizvoda. Kao dodaci često se koriste aluminij, torij, lantan i drugi.

Volfram u prahu BA, koji se koristi za proizvodnju žice, sadrži jednoliko raspoređene aditive za silicij-alkalije i aluminij (0,32% K2O; 0,45% SiO2; 0,03% Al2O3), prah od vatrostalnog metalnog volframa VT razreda - dodatak torijumovog oksida (0,7 - 5%), VL - dodatak lantanovom oksidu (~ 1% La 2 O 3), VI - dodatak itrijevog oksida (~ 3% Y 2 O 3), VM - dodaci silicijum-dioksidu (0,32%) K2O; 0,45% Si02; 0,25% ThO2).

§pet. Volframove trake (listovi, trake, folije, ploče)

Proizvodnja
Ravno valjani proizvodi od volframa - listovi, trake, ploče, folija - proizvode se u pravilu na dva načina - ravno kovanje i valjanje. Volfram štapići različitih veličina koriste se kao slijepi.

Prvo, volframovi štapići su ravno kovani pneumatskim čekićem. Kovanje se provodi na temperaturi od 1500-1700 ° C, koja se deformacijom smanjuje na 1200-1300 ° C. Postupak kovanja nastavlja se sve dok se ne dobije kovanje debljine 8-10 mm (s presjekom šipke 25x25 mm) ili 4-5 mm (s presjekom šipke 12x12 mm).

Zatim se dobiveni otkovci valjaju na valjaonicama. Na početku procesa valjanja gredice se zagrijavaju na 1300-1400 ° C, zatim se temperatura snižava na 1000-1200 ° C. Vrućim valjanjem dobivaju se volframovi listovi, trake i ploče debljine do 0,6 mm. Da bi se dobili listovi, trake i ploče manje veličine, provodi se hladno valjanje. Za dobivanje tankih listova volframa debljine do 0,125 mm i trake (folije) debljine 0,02-0,03 mm koristi se valjanje u paketima. Paket se sastoji od nekoliko volframovih traka jednake debljine i debljih molibdenovih ploča koje leže na vrhu volframovih traka. Molibdenove ploče su plastičnije i brže se deformiraju od volframovih ploča. Kao rezultat, tijekom valjanja postaju tanji od volframovih traka. Nakon jednog ili više prijelaza, molibdenske ploče moraju se zamijeniti novima tako da debljina sloja ostane približno konstantna. Valja napomenuti da je svrha ovog procesa proizvodnja precizno tanke volframove trake (folije). Ovdje su molibdenove ploče potrošni materijal, koji je neophodan za uvaljanje u pakete.

Volfram-ingoti, koji se dobivaju topljenjem (vidi), također mogu poslužiti kao praznine za volframovu traku, ploče i listove. Ingoti su prethodno prešani. Od ingota promjera 70-80 mm dobivaju se prešanjem pravokutne gredice debljine 20-25 mm i širine 50-60 mm. Zatim se izratci deformiraju na dvovaljnoj preši.

Listovi volframa V-MP
V-MP volframovi listovi široko se koriste u industriji. Izrađeni su od volframovog praha razreda PV1 i PV2, koji sadrži 99,98% W. Listovi i ploče V-MP trebaju imati debljinu 0,5-45 mm, rezane rubove. Listovi se mogu obrađivati ​​prema zahtjevima kupca. GOST 23922-79„Limovi od volframa razreda V-MP. Tehnički uvjeti ”.

Primjena
Zbog svoje visoke otpornosti na toplinu, limovi volframa, poput ostalih proizvoda izrađenih od ovog vatrostalnog metala, koriste se na izuzetno visokim temperaturama. Razni dodaci za visokotemperaturne peći izrađeni su od volframovih ploča - toplinski štitovi, nosači i drugi elementi za pričvršćivanje. Ciljevi za raspršivanje volframa, izrađeni u obliku ploča, koriste se za tanke pregradne filmove za metalizaciju poluvodičkih komponenata integriranih krugova. U nuklearnoj energiji, limovi volframa koriste se kao štitovi za ublažavanje protoka radioaktivnog zračenja.

§6. Volfram-renijeve legure

Vrijedno je izvaditi legure volframa i renija iz tih legura u zasebnom odlomku. Ovdje će se detaljnije razmotriti legure razreda BP5 i BP20.

Legure ova dva metala otporne su na toplinu. Legiranje volframa s drugim metalima snižava točku topljenja. No pri legiranju vatrostalnim metalom talište legure se ne smanjuje tako značajno. Volfram (W) i renij (Re) vatrostalni su metali.

Kada se renij koristi kao dodatak, opaža se „renijev učinak“. 5% renija povećava otpornost na toplinu i duktilnost volframa. Sa 20-30% udjela renija, uočava se optimalna kombinacija čvrstoće i duktilnosti s visokom proizvodljivošću. Također, prednosti legura volfram-renija uključuju nisku brzinu isparavanja pri radnim temperaturama i veliki električni otpor.

Legure volframa s renijem, poput kompaktnog volframa, dobivaju se metalurgijom u prahu i topljenjem.

Zanimljivo područje primjene ovih legura je mjerenje temperature. Volfram-renijeva žica BP5 (5% Re, ostatak je W) i BP20 (20% Re, ostatak je W) koriste se za proizvodnju termoelemenata visoke temperature.

Glavna prednost takvih termoparova je raspon izmjerenih temperatura. Jer legure VR 5/20 su otporne na toplinu, a zatim se uz pomoć termoparova izrađenih od prikladne žice mogu mjeriti temperature iznad 2000 ° C. Međutim, termoparovi ove vrste moraju biti u inertnom okruženju.

Najčešće se za proizvodnju termoelemenata koristi volframovo-renijeva termoelektrodna žica VR5, VR20 Ø 0,2; 0,35; 0,5 mm.

§7. Karbidi volframa

Spojevi volframa i ugljika - karbidi volframa - vrlo su važni s praktične točke gledišta. Volfram tvori dva karbida - W 2 C i WC. Ti se karbidi razlikuju po topljivosti u karbidima drugih vatrostalnih metala i po kemijskom ponašanju u raznim kiselinama. Volfram karbidi, poput karbida ostalih vatrostalnih metala, imaju metalnu vodljivost i pozitivan koeficijent električnog otpora. Vatrostalnost i velika tvrdoća karbida posljedica su jakih međuatomskih veza u njihovim kristalima. Štoviše, visoka tvrdoća WC karbida ostaje na povišenim temperaturama.

Najčešća metoda za proizvodnju volfram karbida WC i W 2 C je kalciniranje smjese praha volframa sa čađom u temperaturnom rasponu 1000-1500 ° C.

Karbidi volframa WC i W 2 C uglavnom se koriste za proizvodnju tvrdih legura.

Tvrde legure
Postoje dvije skupine tvrdih legura na bazi volframovog karbida:

• lijevani cementirani karbidi (često se nazivaju i lijevani karbidi volframa);
• sinterirani cementirani karbidi.

Slitine od lijevanog karbida dobiveno lijevanjem. Za dobivanje legure obično počinju od volframa u prahu, karbida s nedostatkom ugljika (do 3% C) ili smjese WC + W, u kojoj sadržaj ugljika ne prelazi 3%. Sitnozrna struktura ove vrste karbida osigurava veću tvrdoću i otpornost na trošenje legure. ali lijevane legure dovoljno krhka. Ova okolnost ograničava njihovu primjenu. Lijevani cementni karbid koristi se uglavnom za proizvodnju alata za bušenje i matrica za izvlačenje finih žica.

Sinterirani cementirani karbid Kombiniraju volfram-monokarbidni WC i cementno vezivno sredstvo za cementiranje, koje je obično kobalt, rjeđe nikal. Takve se legure mogu dobiti samo metalurgijom praha. Prah od volfram-karbida i prah od kobalta ili nikla miješaju se, prešaju u proizvode potrebnog oblika, a zatim sinteriraju na temperaturama bliskim temperaturi topljenja metala za cementiranje. Osim visoke tvrdoće i otpornosti na trošenje, ove legure imaju i dobru čvrstoću. Sinterirani cementirani karbidi najproduktivniji su suvremeni materijali za rezanje metala. Također se koriste za proizvodnju kalupa, kalupa, alata za bušenje. Među tvrdim legurama za čiju proizvodnju se koristi volframov karbid, vrijedi istaknuti legure VK grupe - tvrde legure od volframa i kobalta. Rašireno u primljenoj industriji legure VK8 i VK6. Koriste se za izradu rezača, bušilica, rezača, kao i ostalih alata za rezanje i bušenje.

Zaključak

Ovaj članak raspravlja o različitim aspektima koji se odnose na vatrostalni metal TUNGARE - svojstva, primjena, proizvodnja, proizvodi.

Kao što je opisano u članku, postupak dobivanja ovog metala sastoji se od mnogih faza i prilično je naporan. Autori su pokušali istaknuti najznačajnije faze proizvodnje volframa i skrenuti pozornost na važne značajke.

Pregled svojstava i područja primjene volframa pokazuje da je to vrlo važan materijal, bez kojeg je jednostavno nemoguće u nekim industrijama. Ima jedinstvena svojstva koja se u nekim situacijama ne mogu dobiti korištenjem drugih materijala.

Pregled komercijalno dostupnih proizvoda od volframa - žice, šipki, limova, praha - omogućuje vam da bolje razumijete njegove značajke, važna svojstva i specifične primjene.

Čelik gdje je glavni legirajući element. Koristi se od početka 20. stoljeća. Razlikovati volframov čelik, legiran samo s volframom, i složeno legirani volframov čelik, kojemu se osim volframa dodaju i drugi elementi. U čeliku je djelomično u čvrstoj otopini i stvara postojane, slabo topive karbide, uslijed čega se njegova sklonost rastu zrna smanjuje zagrijavanjem na visoki tr i nepovratna krhkost tvrdoće, otvrdnjavanje i, posljedično, čvrstoća i žilavost se povećavaju.

U mnogim volframovim čelikom legiranim s kromom nastaju metastabilni karbidi tipa (W, Cr, Fe) 23 C6, koji se lako otapaju zagrijavanjem, što značajno smanjuje kritičnu brzinu kaljenja i poboljšava kaljenje. Volfram čelik se topi u električnim (indukcijskim) pećima, u kojima dobro elektrodinamičko miješanje čelika osigurava potpuno otapanje volframa. Tvrdolegirani volframovi čelici koriste se kao konstrukcijski čelik, alatni čelik, kao i čelik s posebnim fizičkim svojstvima. i kem. Npr. Sv. otporni na toplinu čelici. Strukturni V. s. karakterizirana niskom sklonošću pregrijavanju, sitnozrnati, povećane čvrstoće i duktilnosti, nisu skloni temper krhkosti. Krzno. Sveti otoci ovih čelika poboljšani su kaljenjem i kaljenjem na visokim temperaturama.

Od konstrukcijskog volframovog čelika izrađuju se klase 18X2N4VA i 15XNG2VA (također se koriste u karburiziranom stanju) radilice, zupčanici i ostali dijelovi strojeva koji rade na velikim brzinama, udarnim opterećenjima i vibracijama, rotorski diskovi, dijelovi kompresora i prijenosnika, koji rade na temperaturama do 400 ° C, od čelika 38KNZVA, koriste se za izradu teško opterećenih dijelova, na pr. radilice su, zajedno s volframom, legirane molibdenom. Alatni čelici klase perlita odlikuju se otpornošću na habanje.

Deformacija alata od ovog čelika smanjuje se tijekom stvrdnjavanja. Alatni čelici karbidne klase karakteriziraju povećana otpornost na toplinu zbog stvaranja sekundarnog visokolegiranog martenzita visoke tvrdoće i stabilnosti, kao i taloženja dispergiranih karbida visoke čvrstoće. Gredice za instrumentalne V. s. ispred krzna. preradom žarenog na granulirani perlit na temperaturi 780-800 ° C radi omekšavanja i bolje obradivosti. Alatni volframov čelik razreda KhVSG i KhV4 kaljen je od temperature 820-840 ° C u ulju zagrijanom na temperaturu 60-80 ° C i kaljenom na temperaturi 160-180 ° C. Tvrdoća čelika nakon takve toplinske obrade iznosi 66-67 NRS.

Alatni volframovi čelici koriste se za proizvodnju alata za rezanje, kalupa i valjaka za hladno i toplo valjanje. Visokotemperaturni čelici martenzitne i austenitne klase, legirani volframom, koriste se za proizvodnju parnih cjevovoda, diskova i lopatica turbina. Termička obrada ovih čelika sastoji se od kaljenja u vodi od 1000-1150 ° C i naknadnog kaljenja ili odležavanja na 600-800 ° C tijekom 2-3 sata. Ocjene, kem. sastav i krzno. St.-va konstrukcijski V.

Lit.: Geller O. A. Alatni čelici; Kemija i tehnologija molibdena i volframa

Čitate članak na temu volframovog čelika

Ljevaonica uglavnom koristi čelične kalupe za aluminijske proizvode. Proizvođači moraju skratiti vrijeme isporuke kako bi ostali konkurentni. Budući da u takvim slučajevima čelik često već dostiže svoju granicu, proizvođači su pribjegli upotrebi volframa.

Znanstvenici iz materijala Plansee proučavali su svojstva alatnog čelika otpornog na toplinu X37CrMoV5-1 (DIN 1.2343 / ASTM) i legure volframa Densimet®. Legura volframa ima vrhunsku otpornost na koroziju i toplinsku vodljivost.

Toplinska vodljivost

Toplinska vodljivost legure volframa veća je od čelične i ostaje stabilna do 500 ° C. Ova izvrsna izvedba odvođenja topline pruža više kratki ciklusi lijevanja.

Uz to se smanjuje rizik od toplinskog naprezanja, toplinskog pucanja ili deformacije. Zahvaljujući tome, Densimet ® ima duži vijek trajanja u odnosu na čelik.

Još jedna prednost: brže odvođenje topline rezultira znatno finijom mikrostrukturom odljevaka i poboljšanim mehaničkim svojstvima. Vama ovo znači niža stopa brakova, a za vaše kupce - idealne karakteristike lijevani proizvodi, uključujući velika snaga a manje poroznosti.

Otpornost na koroziju

Ulošci za lijevanje Densimet® posebno su otporni na eroziju i koroziju. Tradicionalne obloge i jezgre za lijevanje posebno su osjetljive na eroziju kada se ubrizgavaju aluminij velikom brzinom. Budući da volfram ne reagira s rastaljenim aluminijem, Densimet® obloga može se koristiti četiri puta duže od čeličnih obloga.

Detaljni rezultati objavljeni su u Svojstvima i mogućim poboljšanjima teških slitina volframa za lijevanje pod tlakom, Rafael Cury i Laurent Dartus. Koautor Johannes Schröder predstavit će ova istraživanja u rujnu u Milwaukeeju, u SAD-u, na Kongresu za lijevanje tla i na ploči Sjevernoameričkog udruženja za lijevanje (NADCA).

Kongres za lijevanje i stolni stol
22. - 24. rujna 2014
Izložbeni centar Wisconsin Center u Milwaukeeu / SAD

Izrađujemo razne proizvode od legura volframa Densimet® prema potrebama kupaca, kao što su umetci za kalupe, igle za hlađenje ili lijevke. Densimet® je slitina čistog volframa s dodacima za legiranje: nikal i željezo (Densimet® D185) ili molibden, nikal i željezo (Densimet® D2M). Naši stručnjaci rado će vas savjetovati pri odabiru materijala. Naći ćete detaljnije informacije i kontaktne podatke naših stručnjaka.