Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Вольфрам є тугоплавким металом. У нього є свої різновиди марок, кожна з яких має особливості. Цей елемент в періодичній таблиці Менделєєва знаходиться під 74 номером і має світло-сірий колір. Його температура плавлення становить 3380 градусів. Основними його властивостями є коефіцієнт лінійного розширення, електричний опір, температура плавлення і щільність.

Властивості і марки вольфраму

Вольфрам має свої механічні і фізичні властивості, а також кілька різновидів марок.

На фізичними властивостями відносять:

  • Коефіцієнт термічного лінійного розширення - 4, 32 * 10 (-6) м / мК.
  • Опір електричне - 5, 5 мкОм * см.
  • Теплопровідність - 129 Вт / (м * К).
  • Теплоємність питома - 0, 147 Дж / (г * К).
  • Температура кипіння - 5900 градусів.
  • Температура плавлення - 3380 градусів.
  • Щільність - 19, 3 г / см3.
  • Атомний діаметр - 0, 274 нм.
  • Атомна маса - 183, 84 г / моль.
  • Атомний номер - 74.

Механічні властивості:

  • Відносне подовження - 0%.
  • Тимчасовий опір - 800-1100 МПа.
  • Коефіцієнт Пуассона 0, 29.
  • Модуль зсуву - 151, 0 ГПа.
  • Модуль пружності - 415, 0 ГПа.

Відрізняється цей метал малою швидкістю випаровування навіть при 2 тис. Градусів і дуже великий точкою кипіння - 5900 градусів. Властивостями, які обмежують область використання цього матеріалу, є малий опір окисленню, висока схильність до ламкості і висока щільність. На вигляд він нагадує сталь. Використовується для того, щоб виготовляти сплави високої міцності. Обробити його можна тільки після нагрівання. Температура нагріву залежить від того, який саме метод обробки ви збираєтеся проводити.

Вольфрам має такі марки:

  1. МВ - сплав вольфраму і молібдену. Підвищується міцність молібдену при збереженні пластичності після випалу.
  2. ВРН - вольфрам без присадки. У ньому допустимо підвищений вміст домішок.
  3. ВР - сплав ренію і вольфраму.
  4. ВЛ, ВІ, ВТ - вольфрам з присадкою оксиду лантану, ітрію і торію відповідно. Підвищують емісійні властивості вольфраму.
  5. ВМ - вольфрам з ториевой і кремнещелочной присадками. Підвищує температуру рекристалізації і міцність при високих температурах.
  6. ВА - вольфрам з алюмінієвої і кремнещелочной присадками. Збільшує температуру первинної рекристалізації, формостійкість при високих температурах, а також міцність після відпалу.
  7. ВЧ - чистий без присадок.

Область застосування

Через своїх унікальних властивостей вольфрам набув широкого застосування. У промисловості він застосовується в чистому вигляді і в сплавах.

Основними областями застосування є:

  • Стали спеціальні. При виробництві швидкорізальних сталей і для інструментальних сталей цей матеріал застосовується в якості легуючого елемента або ж основного компонента. З таких сталей виробляють штампи, пуансони, фрези, свердла та інші. Буква «Р» в назві сплаву означає, що це швидкоріжуча сталь, а літери «К» або «М» - сталь легована кобальтом або молібденом. Вольфрам ще входить до складу сталей магнітних, які поділяються на вольфрам кобальтові та вольфрамові.
  • Сплави тверді на основі карбіду вольфраму. Це з'єднання вуглецю і вольфраму. Він тугоплавкий, зносостійкий і має високу твердість. З нього виготовляють робочі частини бурових і ріжучих інструментів.
  • Зносостійкі і жароміцні сплави. У них використана тугоплавкость вольфраму. Найбільш поширеними є хромові і кобальтові сполуки - стелліта. Зазвичай їх за допомогою наплавлення наносять на сильно зношуються машинні деталі.
  • Важкі і контактні з'єднання. До них відносять сплави вольфраму з сріблом і міддю. Це досить ефективні контактні матеріали для виробництва робочих частин вимикачів, рубильників, електродів для точкового зварювання та інших обладнань.
  • Електроосвітлювальна і електровакуумна техніка. Вольфрам у вигляді різних кованих деталей, стрічки або дроту використовують у виробництві рентгенотехніки, радіоелектроніки та електроламп. Це кращий матеріал для спіралей і ниток розжарювання. Вольфрамові прутки і дроту служать для високотемпературних печей електронагрівачами. Ці електронагрівачі можуть працювати в атмосфері інертного газу, водню або вакууму.
  • Зварювальні електроди. Зварювання є важливою сферою для застосування цього металу. З нього роблять електроди для зварювання дугового, так як вони неплавкі.

Процес виробництва тугоплавкого вольфраму

Цей матеріал відносять до рідкісних металів. Для нього характерні порівняно невеликі обсяги споживання та виробництва, а також в земній корі мала поширеність. Жоден із рідкісних металів не отримують відновленням з сировини. Спочатку воно переробляється в з'єднання хімічне. А ще будь-яка рідкометалева руда перед переробкою піддається додатковому збагаченню.

Виділяють три головні стадії для отримання рідкого металу:

  1. Розкладання руди. Витягає металл відділяється від основної маси сировини, що переробляється. Він концентрується в осаді або розчині.
  2. Отримання хімічного чистого з'єднання. Його виділення і очищення.
  3. З отриманого з'єднання виділяють метал. Так отримують чисті матеріали без домішок.

У процесі отримання вольфраму теж є кілька стадій. Вихідна сировина - шеелит і вольфрамит. Зазвичай в їх складі міститься від 0, 2 до 2% вольфраму.

  1. Збагачення руди виробляється за допомогою електростатичного або магнітної сепарації, флотації, гравітації. В результаті отримують концентрат вольфрамовий, який містить приблизно 55-65% ангідриду вольфраму. Контролюється в них і наявність домішок: вісмуту, сурми, міді, олова, миш'яку, сірки, фосфору.
  2. Отримання вольфрамового ангідриду. Він є сировиною для виготовлення вольфраму металевого або ж його карбіду. Для цього проводиться ряд процедур, таких як: вилуговування спёка і сплаву, розкладання концентратів, отримання вольфрамового технічної кислоти та інші. В результаті цих дій повинен вийти продукт, який буде містити в собі 99, 9% трехокиси вольфраму.
  3. Отримання порошку. У вигляді порошку чистий метал може бути отриманий з ангідриду. Для цього проводиться відновлення вуглецем або воднем. Вуглецеве відновлення проводиться рідше, тому що ангідрид насичується карбидами і це призводить до крихкості металу і погіршення обробки. При отриманні порошку застосовують спеціальні методи, які дозволяють контролювати форму і розмір зерен, гранулометричний і хімічний склади.
  4. Отримання вольфраму компактного. В основному він у вигляді злитків або штабиков є заготівлею для виготовлення напівфабрикатів: стрічки, прутків, дроту та інших.

вольфрамова продукція

З вольфраму виготовляють багато необхідних для господарства предмети, такі як дріт, прутки і інші.

прутки

Однією з найбільш поширеною продукцією з цього тугоплавкого матеріалу є вольфрамові прутки. Вихідним матеріалом для його виготовлення є штабик.

Щоб з штабика отримати пруток його піддають куванні, використовуючи ротаційну кувальним машину.

Здійснюється кування при нагріванні, так як цей метал при кімнатній температурі дуже крихкий. У куванні виділяють кілька етапів. На кожному наступному прутки зменшеного діаметра.

На першому етапі виходять прутки, які будуть мати діаметр до 7 міліметрів, якщо штабик матиме довжину від 10 до 15 сантиметрів. Температура заготовки при куванні повинна дорівнювати 1450-1500 градусів. Нагріваючим матеріалом зазвичай є молібден. Після другого етапу прутки становитимуть в діаметрі до 4, 5 міліметрів. Температура штабика при її виробництві приблизно 1250-1300 градусів. На наступному етапі прутки матимуть діаметр до 2, 75 міліметрів.

Прутки марок ВЧ і ВА отримують при більш низьких температурах, ніж марок ВІ, ВЛ і ОТ.

Якщо заготовка була отримана методом плавки, то гаряча кування не провадиться. Пов'язано це з тим, що такі злитки мають крупнокристалічного грубу структуру. При використанні гарячого кування можуть з'явитися руйнування і тріщини.

У цій ситуації вольфрамові злитки піддаються гарячого подвійному пресування (приблизна ступінь деформації 90%). Справляє перше пресування при температурному режимі в 1800-1900 градусів, а друге - 1350-1500. Після цього заготовки піддаються гарячої куванні для того, щоб з них отримати вольфрамові прутки.

Ця продукція застосовується в багатьох промислових галузях. Одна з найбільш поширених - зварювальні плавляться електроди. Для них підійдуть прутки, які виготовлені з марок ПЛ, ВЛ і ОТ. В якості нагрівачів застосовуються прутки, виготовлені з марок МВ, ВР і В. А. Вони застосовуються в печах, температура яких може досягати 3 тис. Градусів в вакуумі, атмосфері інертного газу або водню. Вольфрамові прутки можуть бути катодами газозарядних і електронних приладів, а також радіоламп.

електроди

Одним з головних компонентів, які необхідні для зварювання, є зварювальні електроди. При зварюванні дугового вони використовуються найбільш широко. Відноситься вона до термічного класу зварювання, в якому за рахунок термічної енергії здійснюється плавлення. Автоматична, напівавтоматична або ручна дугова зварка є найпоширенішою. Вольтової дугою створюється теплова енергія, яка знаходиться між виробом і електродом. Дугою називають стабільний потужний електричний заряд в іонізованої атмосфері парів металу, газів. Щоб отримати дугу, електрод до місця зварювання проводить електричний струм.

Зварювальним електродом називають дротяний стрижень, на який нанесено покриття (можливі варіанти і без покриття). Для зварювання існує безліч різних електродів. Їх відмінними рисами є діаметр, довжина, хімічний склад. Для зварювання певних сплавів або металів застосовуються різні електроди. Найбільш важливим видом класифікації є поділ електродів на плавляться і плавляться.

Зварювальні плавляться електроди під час зварювання розплавляються, їх метал разом з металом розплавленим деталі, що зварюється поповнюють зварювальну ванну. Виконують такі електроди з міді і стали.

А ось електроди плавляться в процесі зварки НЕ розплавляються. До них відносять вольфрамові і вугільні електроди. При зварюванні необхідно подавати присадний матеріал, який плавиться і з розплавленим матеріалом свариваемого елементи утворюють зварювальну ванну. Для цих цілей в основному застосовують зварювальні прутки або дріт. Електроди зварювальні можуть бути непокритими і покритими. Покриття грає важливу роль. Його компоненти можуть забезпечити отримання металу швів певних властивостей і складу, захист розплавленого металу від впливу повітря і стабільне горіння дуги.

Складові в покритті можуть бути раскисляют, шлакоутворювальні, газотвірними, стабілізуючими або легуючими. Покриття може бути целюлозним, основним, рутиловим або кислим.

Вольфрамові електроди використовуються для зварювання металів кольорових, а також їх сплавів, високолегованих сталей. Добре вольфрамовий електрод підходить для утворення зварного шва підвищеної міцності, при цьому деталі можуть мати різний хімічний склад.

Вольфрамова продукція дуже якісна і знайшла своє застосування в багатьох галузях, в деяких вона просто незамінна.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Металообробка