Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Wolfram jest metalem ogniotrwałym . Ma swoją własną gamę marek, z których każda ma swoje własne cechy. Ten element w układzie okresowym ma liczbę poniżej 74 i ma jasnoszary kolor. Jego temperatura topnienia wynosi 3380 stopni. Jego głównymi właściwościami są współczynnik rozszerzalności liniowej, opór elektryczny, temperatura topnienia i gęstość.
Właściwości wolframu i stopnie
Wolfram ma swoje własne właściwości mechaniczne i fizyczne, a także kilka odmian gatunków.
Właściwości fizyczne obejmują:
Współczynnik rozszerzalności liniowej wynosi 4, 32 * 10 (-6) m / mK.- Opór elektryczny - 5, 5 µOhm * cm.
- Przewodność cieplna - 129 W / (m * K).
- Pojemność cieplna właściwa - 0, 147 J / (g * K).
- Temperatura wrzenia - 5900 stopni.
- Temperatura topnienia - 3380 stopni.
- Gęstość - 19, 3 g / cm3.
- Średnica atomowa - 0, 274 nm.
- Masa atomowa wynosi 183, 84 g / mol.
- Liczba atomowa - 74.
Właściwości mechaniczne:
- Wydłużenie względne - 0%.
- Opór tymczasowy - 800–1100 MPa.
- Współczynnik Poissona 0, 29.
- Moduł ścinania - 151, 0 GPa.
- Moduł sprężystości wynosi 415, 0 GPa.
Metal ten wyróżnia się niską szybkością parowania nawet przy 2 tysiącach stopni i bardzo dużą temperaturą wrzenia - 5900 stopni. Właściwości ograniczające użycie tego materiału to niska odporność na utlenianie, wysoka skłonność do kruchości i wysoka gęstość. Wygląda jak stal. Służy do wytwarzania stopów o wysokiej wytrzymałości. Może być przetwarzany tylko po podgrzaniu. Temperatura ogrzewania zależy od dokładnej metody przetwarzania, którą zamierzasz wykonać.
Tungsten ma następujące marki:
MB - stop wolframu i molibdenu. Siła molibdenu wzrasta przy zachowaniu plastyczności po wypaleniu.- BPH - wolfram bez dodatków. Dopuszczalne jest zwiększenie zawartości zanieczyszczeń.
- BP - stop renu i wolframu.
- VL, VI, VT - wolfram z dodatkiem odpowiednio tlenku lantanu, itru i toru. Zwiększ właściwości emisyjne wolframu.
- VM - wolfram z dodatkami toru i krzemu. Zwiększa temperaturę i wytrzymałość rekrystalizacji w wysokich temperaturach.
- VA - wolfram z dodatkami glinu i krzemionki alkalicznej. Zwiększa temperaturę pierwotnej rekrystalizacji, stabilność wymiarową w wysokich temperaturach, a także wytrzymałość po wyżarzaniu.
- HF - czysty bez dodatków.
Zakres
Ze względu na swoje wyjątkowe właściwości wolfram jest szeroko stosowany. W przemyśle stosuje się go w czystej postaci iw stopach.
Główne obszary zastosowań to:
Został wyjątkowy. W produkcji stali szybkotnących i stali narzędziowych ten materiał jest stosowany jako pierwiastek stopowy lub jako główny składnik. Stemple, stemple, noże, wiertła i inne są produkowane z takich stali. Litera „P” w nazwie stopu oznacza, że jest to stal szybkotnąca, a litery „K” lub „M” - stal stopiona kobaltem lub molibdenem. Wolfram jest nadal częścią stali magnetycznych, które są podzielone na wolfram kobaltowy i wolfram.- Twarde stopy na bazie węglika wolframu. Jest to związek węgla i wolframu. Jest ogniotrwały, odporny na zużycie i ma wysoką twardość. Z niego powstają części robocze narzędzi do wiercenia i cięcia.
- Odporne na ścieranie i żaroodporne stopy. Używają ogniotrwałego wolframu. Najczęściej są to związki chromowe i kobaltowe - stellit. Są one zwykle osadzane na silnie zużywających się częściach maszyn za pomocą napawania.
- Połączenia ciężkie i stykowe. Należą do nich stopy wolframu ze srebrem i miedzią. Są to dość skuteczne materiały kontaktowe do produkcji części roboczych przełączników, przełączników, elektrod do zgrzewania punktowego i innych urządzeń.
- Oświetlenie elektryczne i urządzenia elektryczne . Wolfram w postaci różnych kutych części, taśm lub drutów jest wykorzystywany w produkcji technologii rentgenowskiej, elektroniki radiowej i lamp elektrycznych. Jest to najlepszy materiał na spirale i włókna. Pręty wolframowe i druty są stosowane do pieców elektrycznych wysokotemperaturowych. Te elektryczne grzejniki mogą pracować w atmosferze gazu obojętnego, wodoru lub próżni.
- Elektrody spawalnicze. Spawanie jest ważnym obszarem zastosowania tego metalu. Wykonywane są z niego elektrody do spawania łukowego, ponieważ są nietopliwe.
Proces produkcji ogniotrwałego wolframu
Ten materiał przypisuje się rzadkim metalom. Charakteryzuje się stosunkowo niewielkimi ilościami konsumpcji i produkcji, a także w skorupie ziemskiej występuje niska częstość występowania. Żaden z rzadkich metali nie jest uzyskiwany przez redukcję z surowców. Początkowo jest przetwarzany na związek chemiczny. A każda rzadka ruda metalu przed przetwarzaniem podlega dodatkowemu wzbogaceniu.
Istnieją trzy główne etapy uzyskiwania rzadkiego metalu:
- Rozkład rudy. Wyekstrahowany metal jest oddzielany od głównej masy przetwarzanych surowców. Koncentruje się w osadzie lub roztworze.
- Przygotowanie czystego związku chemicznego. Jego wybór i oczyszczanie.
- Z otrzymanego związku wydziela się metal. Otrzymuj więc czyste materiały bez zanieczyszczeń.
W procesie uzyskiwania wolframu istnieje również kilka etapów . Surowcami są scheelite i wolframite. Zwykle w swoim składzie zawiera od 0, 2 do 2% wolframu.
- Ruda jest wzbogacana przez separację elektrostatyczną lub magnetyczną, flotację i grawitację. Rezultatem jest koncentrat wolframu, który zawiera około 55−65% bezwodnika wolframu. Kontrolowana jest również obecność zanieczyszczeń: bizmutu, antymonu, miedzi, cyny, arsenu, siarki, fosforu.
- Uzyskanie bezwodnika wolframu. Jest surowcem do produkcji metalicznego wolframu lub jego węglika. W tym celu przeprowadza się szereg procedur, takich jak: ługowanie spieku i stopu, rozkład koncentratów, wytwarzanie technicznego kwasu wolframowego i inne. W wyniku tych działań powinieneś otrzymać produkt, który będzie zawierał 99, 9% trójtlenku wolframu.
- Uzyskiwanie proszku. W postaci proszku czysty metal można otrzymać z bezwodnika. W tym celu redukcję prowadzi się za pomocą węgla lub wodoru. Redukcja węgla jest mniej powszechna, ponieważ bezwodnik jest nasycony węglikami, co prowadzi do kruchości metalu i złego przetwarzania. Po otrzymaniu proszku zastosowano specjalne metody, które pozwalają kontrolować kształt i rozmiar ziaren, wielkości cząstek i składu chemicznego.
- Kompakt wolframu. Zasadniczo ma postać wlewków lub sztabek, które są półfabrykatem do produkcji półproduktów: taśm, prętów, drutu i innych.
Produkty wolframowe
Wiele elementów niezbędnych dla gospodarki jest wykonanych z wolframu, takich jak drut, pręty i inne.
Wędki
Jednym z najbardziej popularnych produktów z tego materiału ogniotrwałego są pręty wolframowe. Materiałem wyjściowym do jego produkcji jest zapas.
Aby zdobyć sztabę od personelu, jest on kuty za pomocą obrotowej maszyny kuźniczej.
Kute po podgrzaniu, ponieważ metal ten jest bardzo kruchy w temperaturze pokojowej. W kuciu istnieje kilka etapów. Na każdym kolejnym pręcie uzyskuje się mniejszą średnicę.
W pierwszym etapie uzyskuje się pręty, które będą miały średnicę do 7 milimetrów, jeśli laska ma długość od 10 do 15 centymetrów. Temperatura przedmiotu obrabianego podczas kucia powinna być równa 1450–1500 stopni. Materiałem grzewczym jest zazwyczaj molibden. Po drugim etapie pręty będą miały średnicę do 4, 5 milimetra. Temperatura rdzenia w jego produkcji wynosi około 1250–1300 stopni. W następnym etapie pręty będą miały średnicę do 2, 75 milimetra.
Słupki gatunków HF i VA są otrzymywane w niższych temperaturach niż gatunki HV, VL i VT.
Jeśli obrabiany przedmiot został uzyskany przez wytapianie, nie wykonuje się kucia na gorąco. Wynika to z faktu, że takie wlewki mają strukturę gruboziarnistą. Przy stosowaniu kucia na gorąco mogą wystąpić uszkodzenia i pęknięcia.
W tej sytuacji wlewki wolframu są poddawane podwójnemu prasowaniu na gorąco (przybliżony stopień odkształcenia wynosi 90%). Produkowane pierwsze prasowanie w temperaturze 1800-1900 stopni, a drugie - 1350-1500. Następnie elementy są kute na gorąco, aby uzyskać z nich pręty wolframowe.
Ten produkt jest używany w wielu sektorach przemysłowych. Jednym z najbardziej powszechnych są nie-zużywające się elektrody spawalnicze. Dla nich odpowiednie paski, które są wykonane z marek VL, VL i VT. Jako grzejniki stosowane są pręty wykonane z gatunków MV, BP i V.A. Są one stosowane w piecach, których temperatura może osiągnąć 3 000 stopni w próżni, atmosferze gazu obojętnego lub wodoru. Pręty wolframowe mogą być katodami do ładowania gazu i urządzeń elektronicznych, a także lamp radiowych.
Elektrody
Jednym z głównych elementów niezbędnych do spawania są elektrody spawalnicze. Podczas spawania łukowego są one najczęściej używane. Odnosi się do termicznej klasy spawania, w której topnienie ma miejsce dzięki energii cieplnej. Najczęściej stosowane jest automatyczne, półautomatyczne lub ręczne spawanie łukowe. Łuk napięcia wytwarza energię cieplną, która znajduje się między produktem a elektrodą. Łuk nazywany jest stabilnym silnym ładunkiem elektrycznym w zjonizowanej atmosferze par i gazów metali. Aby uzyskać łuk, elektroda do miejsca spawania przewodzi prąd elektryczny.
Drut spawalniczy nazywa się walcówką, na którą nakłada się powłokę (możliwe są również warianty bez powłoki). Do spawania jest wiele różnych elektrod. Ich cechami wyróżniającymi są średnica, długość, skład chemiczny. Różne elektrody są używane do spawania niektórych stopów lub metali. Najważniejszym rodzajem klasyfikacji jest rozdzielenie elektrod na nietopliwe i topiące się.
Dodatkowe elektrody spawalnicze topią się podczas spawania, ich metal wraz ze stopionym metalem spawanej części uzupełnia jeziorko spawalnicze. Elektrody te są wykonane z miedzi i stali.
Ale elektrody, które nie topią się podczas procesu spawania, nie topią się. Należą do nich elektrody wolframowe i węglowe. Podczas spawania należy dostarczyć materiał wypełniający, który topi się i ze stopionym materiałem elementu spawanego tworzy jeziorko spawalnicze. W tym celu stosuje się głównie pręty spawalnicze lub drut. Elektrody spawalnicze mogą być niepowlekane i powlekane. Pokrycie odgrywa ważną rolę. Jego składniki mogą zapewnić stopiźnie pewne właściwości i skład, ochronę stopionego metalu przed wpływem powietrza i stabilne spalanie łuku.
Składniki powłoki mogą być odtlenione, żużlotwórcze, gazotwórcze, stabilizujące lub stopowe. Powłoka może być celulozowa, zasadowa, rutylowa lub kwasowa.
Elektrody wolframowe są stosowane do spawania metali nieżelaznych, a także ich stopów, stali wysokostopowych. Dobrze wolframowa elektroda nadaje się do tworzenia spoin o zwiększonej wytrzymałości, a części mogą mieć różny skład chemiczny.
Produkty wolframowe są bardzo wysokiej jakości i znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w niektórych są po prostu niezbędne.