Обработка вольфрама: Резка и обработка вольфрама. Купить вольфрама сегодня. Лучшая цена от поставщика –.компании «Ауремо» / Auremo

Содержание

Обработка тугоплавких металлов резанием

Тугоплавкий материал обычно обрабатывается резанием. Исходя из этого выделяется три категории материала:

  1. вольфрам и его сплавы;
  2. хром, молибден, их сплавы;
  3. ниобий, тантал, ванадий.

Одним из тугоплавких материалов является вольфрам. Поэтому все сплавы, сделанные из вольфрама очень твердые, прочные и устойчивые. Показатель прочности при растяжении до 1400 МН/м2 , показатели твердости – до НВ 490.

Вольфрам довольной хрупкий, твердый, теплоустойчивый материал. Также этот материал хорошо поддается шлифовке. Но все эти свойства вольфрама снижают возможности обработки резанием.

К еще одной из отрицательных черт вольфрама можно отнести предрасположенность к появлению нестойких окисных пленок. Все эти отрицательные свойства влияют на качество изделий из данного материала – они очень скоро теряют свою остроту и могут окрашивать обрабатываемую поверхность.

Исходя из всех возможных проблем, во время резания вольфрама используют очень острый инструмент, изготовленный из твердого сплава. Обязательно должны быть большие показатели передних углов инструмента.

Во время обработки вольфрама способом резания, появляется стружка. Стружка образуется в ходе слабого разрушения. И та часть поверхности, которая подвергается обработке, отличается примечательной шершавостью. Мелко-дробленная стружка образуется при резании вольфрама на низких скоростях. При этом его плотность не должна быть меньше 85%. Как только скорость резания возрастает, поверхность становится гладкой, а стружка непрерывной. Негилированный, плотный вольфрам обрабатывается на токарных станках с помощью твердых, сплавных резцов. Для обработки чаще всего применяются режимы резания:

  • черновая обработка S=0,25…0,3 мм/об, V= 46…61 м/мин;
  • чистовая обработка– S=0,18…0,23 мм/об, V= 61…91 м/мин.

Насколько удачна будет обработка вольфрама, зависит от выбора вида воздействия. Ведь из-за его повышенной хрупкости часто появляются расколы и трещины на деталях. Особенно часто такое случается при фрезеровании. Все, что связано с ударными силами, негативно влияют на поверхность деталей. Необходимо обрабатывать вольфрам на маленькой глубине резания (t=1,5 мм). Если обработку проводить на большой глубине, то верх инструмента быстро изнашивается. Этот износ происходит из-за высокого радиального компонента.

Чтобы улучшить результаты обработки, рекомендуется подогреть вольфрам до 300…400°С. Такой способ повышает пластичность материала. Это позволяет избежать потрескиваний, выкрашиваний и увеличивает срок службы резцов.

Плохо поддается обработке резаньем и молибден. Хотя по сравнению с вольфрамом, он считается более гибким и пластичным. При обработке молибдена выбор охлаждающих жидкостей сводится к минимуму. Это происходи по причине его слишком высокой химической активности. Молибден отлично вступает в реакцию с осерненными маслами. Хлорированное масло с трихлорэтиленом в пропорции 1/1 дает отличные результаты при резании молибдена. Обязательно соблюдайте меры предосторожности при работе с подобной смесью. Выделяемые пары токсичны и опасны для человека. Если во время обработки использовать 10%-ный раствор эмульсола, поверхность станет менее шероховатой и твердость резцов увеличится. Если обработку проводить на небольшой скорости, то поверхность детали становится шероховатой. При использовании больших скоростей увеличивается вероятность поломки инструмента. Поэтому рекомендуется использовать оптимальную скорость обработки.

Ниобий по своим характеристикам напоминает медь. Он также пластичен и легко поддается обработке резаньем. Но прочным его назвать нельзя. При соприкосновении с рабочей поверхностью ниобий наволакивается и схватывается с ней. Такое взаимодействие с поверхностью повышает силу трения, увеличивает прочность и температуру в месте резания детали.  В связи с этим уменьшается надежность инструмента, и на поверхности детали появляются шероховатости. Для обточки ниобия следует использовать следующие резцы из сплавов:

  • при черновой обработке ВК6М и Р18 с γ=25°, α=15°, φ=60°, φ1=10° и λ=0° при V=50 м/мин, S=0,2…0,3 мм/об;
  • при чистовой меньше s=0,125 мм/об

Устойчивым к высоким температурам являются бориды тугоплавких металлов (ZrB2-Mo, TiB2-Mo, TiB2-Cr).  Но несмотря на их жаростойкость, они достаточно хрупкие и плохо выдерживают тепловые удары. Для успешной обработки боридов резаньем необходимо учитывать их высокую твердость повышенную хрупкость. Для успешного результата обработки лучше всего применять шлифовку. Обработка резанием с использованием абразивов также показывает неплохие результаты. Для повышения качества обработки боридов применяется ультразвук и анодно-механическая обработка. Если использовать –ультразвуковой генератор мощностью 600 Вт, то эффективность обработки боридов равна 20…30 мм3/мин. А при обработке твердым сплавом ВК8 эффективность составляет 6…8 мм3/мин.

 

30.08.2019

Обработка вольфрама и молибдена давлением

На чтение

14 мин.

Опубликовано

30.10.2017

После спекания вольфрамовые и молибденовые штабики довольно хрупки. Однако в нагретом состоянии (1300 -1400 °С) штабики можно подвергать ковке, а затем волочению или прокатке в листы. С ростом степени деформации пластические свойства металлов возрастают, а температура обработки понижается.

Ковку штабиков квадратного сечения в круглые прутки, предназначенные для волочения проволоки, осуществляют на ротационных ковочных машинах. Принцип их действия состоит в том, что штабик, предварительно нагретый в печи (в водородной среде), получает большое число ударов (10000 – 12000 в 1 мин) от двух ковочных плашек, вращающихся с большой скоростью вокруг оси вольфрамового прутка и совершающих возвратно-поступательное движение по диаметру в пазах вращающегося вала машины.

Число ударов в 1 мин зависит от количества роликов и числа оборотов шпинделя. Изменяя диаметр плашек, получают прутки диаметром 2 – 3 мм, которые далее поступают на волочение проволоки в нагретом состоянии сначала на крупных цепных и блочных волочильных станах с применением фильер из твердых сплавов (от 2 до 0,5 мм), затем на машинах многократного среднего и тончайшего волочения (от 0,5 до 0,01 мм). Для волочения вольфрамовой проволоки тоньше 0,3 мм применяют алмазные фильеры.

Температура волочения вольфрамовой проволоки изменяется по мере уменьшения диаметра проволоки от 800 до 500 °С. В процессе ковки и волочения исходная равновесная структура заготовки превращается в “волокнистую”, состоящую из мелких кристаллов, ориентированных вдоль оси обработки. На всем протяжении обработки давлением вольфрамовый пруток только один раз подвергается промежуточному отжигу выше температуры рекристаллизации. На всех последующих ступенях ковки и волочения температура нагрева ниже температуры рекристаллизации, так как в рекристаллизованном состоянии вольфрам хрупок. Таким образом, без рекристаллизующих промежуточных отжигов вольфрам выдерживает громадную суммарную деформацию с удлинением (и соответственно с уменьшением сечения) до 100000 ~ 200000 раз, что без рекристаллизующих отжигов не допускает ни один металл.

Тонкая вольфрамовая проволока имеет высокую прочность – более 4 ГПа.

В отличие от вольфрама рекристаллизующий отжиг обработанного молибдена не приводит к повышению его хрупкости. Поэтому в процессах обработки молибдена давлением применяют несколько рекристаллизующих отжигов. Большая пластичность молибдена позволяет проводить тонкое волочение проволоки (а также прокатку тонкой ленты) без нагрева.

Аналогичные принципы обработки спеченных заготовок вольфрама и молибдена давлением с предварительным подогревом положены в основу плоской ковки, прокатки в листы и ленты.

Заготовки плавленых молибдена и вольфра ма вследствие крупной зернистой структуры трудно поддаются деформации. Для измельчения зерна такие заготовки подвергают обработке экструзией с нагревом (прессование заготовки через матрицу). При этом методе схема напряженного состояния (благодаря всестороннему сжатию) более равномерна, чем при ковке. Молибденовые заготовки перед экструзией нагревают до 1400 – 1700°С, вольфрамовые до 1600 – 1900 °С. Для защиты от окисления нагретые заготовки экструдируют в металлических оболочках. После экструзии металлы становятся более пластичными, что позволяет проводить их обработку с целью получения листов, проволоки и других изделий.

Источник: Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. «Металлургия редких металлов», 1991

Вольфрам обработка резанием — Энциклопедия по машиностроению XXL

Для механической обработки резанием вольфрам также необходимо подогревать до 400—500° С, так как при комнатной температуре он плохо поддается обработке. Листы из вольфрама обычно режут наждачными кругами или путем анодной резки (плиты).  [c.559]

Получаемые метеком порошковой металлургии вольфрам и молибден характеризуются волокнистой структурой, недостаточно устойчивой к высоким ударным нагрузкам при штамповке, а при обработке резанием переходящей под воздействием высоких температур в мелкозернистую со слабым сцеплением частиц.  

[c.22]


Впервые метод изготовления металлов и сплавов из порошков путем их прессования и спекания был разработан русскими инженерами П. Г. Соболевским, В. В. Любарским и в Англии Волластоном. В настоящее время этот метод находит все большее применение. Он до сих пор является единственным методом получения металлов, имеющих высокие температуры плавления, например таких, как вольфрам, титан, молибден, ниобий и др., а также особо чистых металлов. При помощи порошковой металлургии изготовляют контактные и магнитные сплавы для электротехнической и радиотехнической промышленности, антифрикционные, фрикционные и твердые сплавы для машиностроительной промыш ленности, различные детали машин. Методом порошковой металлургии можно получить как заготовки, так и изделия, имеющие точные размеры и сложную форму. Применение порошковых материалов позволяет исключить из технологических процессов изготовления деталей литье и обработку резанием. Порошковая металлургия является прогрессивным методом изготовления деталей.  
[c.242]

Стружку после дробления подвергают магнитной сепарации для удаления осколков твердосплавных пластин, попадающих в нее в процессе обработки резанием. Эффективен и прост метод гравитационного отделения в восходящей струе воды, основанный на различии плотностей обломков режущего инструмента, содержащего вольфрам и стружки титановых сплавов [94]. Для очистки стружки от следов масла и охлаждающей эмульсии ее промывают горячими щелочными растворами и водой.  

[c.59]

Вольфрам является наиболее тугоплавким металлом. Его характерные особенности — высокая прочность, низкая пластичность и большая плотность. Это один из самых трудных в обработке метал-лоВ вследствие не только высокой прочности и хрупкости, но и истирающих (абразивных) свойств. Из-за хрупкости возможны разрушения тонкостенных деталей при закреплении на станке и сколы на кромках при обработке. Детали из него получаются горячим или холодным прессованием, а также литьем с последующим деформированием. Из-за высокой твердости обработку часто производят с предварительным подогревом. Для обработки применяют твердосплавные инструменты с пластинками типа ВК. Скорости резания при черновом точении не превышают 3—10 м/мин, а при чистовом — 30— 40 м/мин. Шлифование ведется кругами из зеленого карбида кремния на керамической связке, твердостью М2—СМ1 с обильным охлаждением. Вольфрам при этом весьма склонен к образованию трещин.  

[c.38]


За последнее время в приборостроении все шире стала распространяться обработка ультразвуком твердых, труднообрабатываемых обычными методами материалов. Ультразвуковое резание целесообразно применять как для обработки твердых, неметаллических материалов (стекло, керамика, кварц, драгоценные камни, специальная керамика и т. д.), так и для обработки деталей из твердых металлокерамических и металлических материалов (твердые сплавы, ферриты, германий, кремний и другие полупроводниковые материалы, вольфрам, закаленные на высокую твердость стали, постоянные магниты и т. д.).  [c.226]

В качестве инструментального материала применяют минерало-керамические материалы, основной частью которых является окись алюминия. Кроме того, в минералокерамику добавляют вольфрам, титан, тантал и кобальт. В промышленности применяют минералокерамику марки ЦМ-332, которая отличается высокой теплостойкостью (твердость НКС 89…95 при температуре 1200°С) и износостойкостью, что позволяет вести обработку стали, чугуна, и сплавов при высоких скоростях резания (например, чистовое обтачивание чугуна при скорости резания 3700 мм/мин, что в два раза выше скорости резания при обработке твердосплавным инструментом).  [c.110]

Керамические материалы, полученные в СССР, имеют достаточный предел прочности при сжатии (до 500 кгс/мм ), высокую твердость HRB 89—95), теплостойкость (около 1200° С) и износостойкость, что позволяет обрабатывать металла на высоких скоростях резания (до 3700 мм/мин при чистовом обтачивании чугуна). К недостаткам керамических материалов относится большая хрупкость (предел прочности при изгибе до 45 кгс/мм ), а потому керамические материалы применяют в основном при получистовом и чистовом точении, причем жесткость системы СПИД должна быть высокой, а торец заготовки рекомендуется предварительно подрезать (во избежание резкого удара при врезании). Наиболее высокие режущие свойства имеют пластинки из керамики ЦМ-332. Пластинки из керамических материалов делают овальными, круглыми, призматическими тем или иным способом (см. стр. 141) пластинки прикрепляют к державке инструмента. При правильном использовании минералокерамических инструментов вместо твердосплавных можно сократить машинное время на обработку (за счет увеличения скорости резания) в 1,5—2 раза при обработке стали и в 3—4 раза при обработке чугуна. Керметы кроме окиси алюминия, имеют присадки металла (вольфрам, молибден, бор, титан и др.) в количестве до 10% эти присадки несколько уменьшают хрупкость, но понижают и износостойкость.  [c.15]

Появление металлокерамических твердых сплавов было подлинной революцией в обработке металлов резанием, Их использование позволило увеличить скорости резания в 8—10 раз по сравнению с быстрорежущими сталями. Р1х получают методом порошковой металлургии путем спекания и прессования порошков карбидов тугоплавких металлов, таких как вольфрам, титан и тантал с горошком кобальта.  [c.482]

Инструментальная легированная сталь применяется для изготовления режущих, измерительных, ударно-штамповых инструментов. По качеству инструмент кз этой стали значительно превосходит инструмент из углеродистой стали, он тверже, лучше противостоит износу. Режущий инструмент выдерживает большую температуру, не теряя своей твердости. В этом случае можно вести обработку на высоких скоростях резания. Легирующими элементами в инструментальной стали являются хром, вольфрам, ванадий и др. Они повышают стойкость инструмента, производительность его при металлообработке резко возрастает. Измерительные инструменты — резьбовые калибры, скобы и др. — изготавливают из стали марок 7ХФ, 9ХФ, Х14, ИХФ (содержание углерода в стали марки ПХФ 1,1%). Режущий инструмент (фрезы, сверла, метчики, развертки) получают из стали  [c.68]

Зонная очистка изменяет свойства металлов. Вольфрам — обычно хрупкий — после нее можно сгибать в кольцо диаметром меньше диаметра самого прутка, или без предварительного отжига вытягивать проволоку тоньше волоса. Удаляя из металла нежелательные примеси, электронный луч повышает стойкость против коррозии и жаропрочность специальных сталей, одновременно облегчая их последующую обработку- Кстати, с помощью узконаправленного потока электронов можно переплавлять не только слитки, но и стружки, обрезки, что особенно важно в производстве деталей из ценного металла. Как видим, электрический луч может оказать и дополнительную услугу обработке металлов резанием.  [c.85]


Электроннолучевой метод применяется для резания самых тугоплавких материалов (тантал, титан, вольфрам, кварц, керамика) и обработки деталей из материалов трудно обрабатывающихся резанием. Края обработанной поверхности получаются ровные и структура смежных слоев при этом не изменяется.  [c.642]

Кроме углерода, в материал заготовки диффундируют, но более медленно, вольфрам, титан и кобальт. Интенсивный диффузионный износ начинается при температуре 900° С, причем карбиды вольфрама растворяются быстрее, чем карбиды титана поэтому сплавы группы ТК меньше изнашиваются при работе на высоких скоростях резания, чем сплавы группы В К. Диффузионный износ увеличивается при обработке материалов, химически активных к твердому сплаву. Для инструментальных сталей, в том числе быстрорежущих, диффузионный износ не характерен, так как они теряют свои режущие способности при сравнительно невысоких температурах, когда диффузионные процессы практически отсутствуют.  [c.117]

Тунгстен, как его называют в Америке, известный в Европе под названием вольфрам ,— металл с уникальными свойствами, благодаря которым его применяют при обработке резанием и штамповке других металлов, а также в условиях высоких температур. Он имеет самую высокую температуру плавления (3410°) и самое низкое давление пара среди остальных металлов. Вольфрамовая проволока имеет самый высокий предел прочности при растяжении и предел текучести до 420 кг1мм . Вольфрам — один из наиболее корроэионностойких материалов. По плотности он уступает лишь металлам платиновой группы и рению. После соответствующей обработки этот Металл становится упругим и пластичным. Его соединение с углеродом — самое твердое из известных веществ, содержащих металл.  [c.136]

Снятие стружки при высоких требованиях к точности и чистоте поверхности осложняется особенностями структуры и свойствами электровакуумных материалов, из которых обработке резанием подвергаются медь—основной металл в производстве приборов СВЧ и многих высоковольтных приборов, тантал, никель, малоуглеродистые стали, алюминий, отличающиеся пониженной твео-достью и высокой вязкостью, твердые тугоплавкие вольфрам, молибден и их сплавы, пористые материалы — вольфрам и графит.  [c.44]

Металлокерамика позволяет получать готовые изделия из тугоплавких элементов, например из вольфрама и молибдена, из металлов, не смешивающихся в расплавленном виде (вольфрам медь и др.), из смеси металла и неметалла из пористых материалов. Точность изготовления изделий зависит от точности изготовления прессформы и при прессовании мелких деталей может составлять 0,03 мм. Изделия, изготовленные с такой точностью, обычно не требуют обработки резанием.  [c.124]

Обработка резанием. При обработке резанием вольфрам дает короткую стружку. Высокая твердость вольфрама позволяет обтачивать, фрезеровать и сверлить его только с применением инструментов из твердых сплавов (сорт Н2). Углы заточки резца составляют передний угол 20—25°, главный задний угол 5—8° (см. схему в табл. 8-5-5). Условия резания должяы быть следующими скорость 20—30 mImuh. подача продольная 0,010— 0,15 мм об, поперечная — от 0,5 до 1 мм. Обработка массивных вольфрамовых заготовок на токарном станке может быть значительно облегчена нагреванием обрабатываемой детали до 300—700° С (например, газовой горелкой), так как при этих температурах твердость металла заметно уменьшается (см. рис, 3-2 14).  [c.23]

Твердые сплавы, хотя и обеспечивают высокую производительность процесса резания, но являются дорогими, так как в их состав входят относительно редкие элементы — вольфрам, титан, тантал и кобальт. В нашей стране найдены дешевые и в то же время высокопроизводительные материалы, которые в отдельных случаях успешно заменяют твердые сплавы к ним относятся минералокерамические материалы (термокорунд, микролит), выпускаемые в виде пластинок. Такие керамические пластинки изготовляют из глинозема (AI2O3) прессованием и термической обработкой. Недорога и технология обработки глинозема, а потому керамические пластинки значительно дешевле пластинок из твердого сплава.  [c.15]

Жаропрочные и жаростойкие деформируемые сплавы на никелевой основе (группа XI) легированы большим количеством хрома (10—20 %). В их состав в небольших количествах входят титан, алюминий, вольфрам, молибден и другие элементы. Как и коррозионно-стойкие стали, сплавы данной группы ихмеют повышенную склонность к налипанию, вызывающую адгезионный износ инструмента. Обработку сплавов рекомендуется проводить при непрерывном резании твердосплавным инструментом, при прерывистом резании — быстрорежущим инструментом.  [c.35]

Изобретение быстрорежущей стали, которая впервые демонстрировалась на всемирной выставке в 1900 г., способствовало большому техническому прогрессу в области повышения производительности обработки металлов резанием. Вольфрам стал одним из важнейших легирующих металлов. С этого времени начинается интенсивное развитие вольфрамодобывающей промышленности.  [c.25]

Материалом для электродов служат латунь, медь, графит или медно-графитовая композиция, алюминий и его сплавы, чугун. При изготовлении прецизионных штампов находит применение вольфрам. По размерам профилированные электроды изготовляются с точностью не меньшей, чем само отверстие. Для чистовой обработки электроды рекомендуется изготовлять по точности на класс выше, чем точность обрабатываемой детали. При электроискровой обработке профилированным электродом-инструментом необходимо учитывать вымывания продуктов эрозии из р 1ежэлектродного промежутка, для чего электроды-инструменты изготовляют полыми с подачей жидкой диэлектрической среды (керосина-бензина) через полость. Для вымывания продуктов эрозии Б ряде случае в обрабатываемой детали изготовляют технологическое отверстие. Конструкция электродов-инструментов в зависимости от конфигурации и размеров рабочих полостей, числа изготовляемых деталей и других конкретных условий бывает различная. Электроды могут быть получены резанием, штамповкой, прессованием, электроэрозионной обработкой. Шероховатость поверхности и производительность процесса зависят от режимов обработки, которые разделяются на жесткие, средние, мягкие и характеризуются съемом металла, шероховатостью поверхности и точностью обработки (табл. 14).  [c.211]


Электроэрозионная обработка металлов и сплавов по производительности, как правило, уступает обычным процессам резания. Однако в тех случаях, когда обработке подвергают детали из материалов, трудноподдающихся обработке обычными методами резания (например, вольфрам, тантал), электроэрозионные методы становятся часто единственно возможными.  [c.151]

Карбид вольфрама: как обрабатывается? | ЗМК

Карбид вольфрама: что это, где используется, как обрабатывается?

Что такое карбид вольфрама и для чего он вообще нужен? Это композит из твердых частиц, которые соединены более мягкими стальными элементами как связующим материалом.  Это твердый сплав, и чаще всего он нужен для мехобработки или ковки других металлов.

Скажу несколько слов о главных свойствах материала:

  • высокая теплопроводность и жесткость;
  • непревзойденна прочность;
  • устойчивость к экстремальным температурам;
  • невосприимчивость ко влиянию окружающей среды, окислению.

По свойствам карбид вольфрама находится на втором месте после алмаза. Почему умение работать с таким сырьем является довольно востребованным навыком?  Материал становится все более популярным в силу свой потрясающей устойчивости к износу. Его часто используют в качестве покрытий деталей или инструментов для металлообработки. Из сплава делают сердечники для снарядов. Даже шарики для шариковых ручек бывают из карбида вольфрама.

Особенности обработки карбида вольфрама

Нижеследующие простые рекомендации помогут достичь хорошего качества обработки материала.

  1. Резать листы вольфрама необходимо  в подогретом состоянии (400–500 градусов Цельсия) анодным способом или наждачными кругами.
  2. Не стоит пользоваться высокими скоростями, это ухудшит качество резания.
  3. Во время раскроя следует использовать отрезные шлифовальные круги из карбида кремния.
  4. Ни в коем случае нельзя резать холодный лист ножницами или пилами: из-за этого он покроется трещинами. Вырубка на штампах также отменяется. Подобный метод можно применить только к подогретому листу.
  5. Во время токарной обработки используйте резцы из стали марок Р9Ф5, Р18, Р9К10, Р9К5, ВК8.
  6. При работе на токарном станке нельзя пользоваться СОЖ, так как они могут испортить инструмент.
  7. Высверлить качественное отверстие (не более 2 мм) можно только с помощью эрозии или ультразвука.
  8. Для получения отверстий менее 5 мм в листе или сплошном металле необходимо свети к минимуму выкрашивание инструмента, его растрескивание. Это является веской причиной для подогрева сплава. Оптимальной температурой я считаю 400 градусов Цельсия.

Специальную жидкость можно применять только при шлифовании – это позволит избежать выщелачивания кобальта. Преимущество средства в универсальности. Оно подходит для всех дисков и типов шлифования.

Видео Инструмент из вольфрама

Обработка вольфрама — Справочник химика 21

    Жаропрочность различных конструкционных материалов неодинакова. Для металлов она повышается легированием, т. е. включением в их состав тугоплавких металлов, таких, как хром, вольфрам и соответствующей термической обработкой. [c.168]

    Для улучшения качества металлических материалов исключительно важное значение приобрела порошковая металлургия, включающая процессы производства металлических порошков и спеченных из них изделий. В современной порошковой металлургии можно выделить два основных направления 1) создание материалов и изделий с такими характеристиками (состав, структура, свойства), которые в настояш ее время невозможно достичь известными методами плавки 2) изготовление традиционных материалов и изделий при более выгодных технико-экономических показателях производства. Обработкой металлических порошков удается достичь важных для практических целей свойств материалов. Например, вольфрам, получаемый в инертной атмосфере в вольтовой дуге, хрупок. Прессованием порошка вольфрама и последующим спеканием изделий в атмосфере водорода изготавливают прочные металлические бруски, которые можно ковать, катать из них листы и штамповать. [c.176]


    Со) содержит карбид вольфрама (ШС), отличается исключительной твердостью. Из него изготовляют инструмент для скоростной обработки металлов. Из вольфрамовой стали и других сплавов, содержащих вольфрам и его карбид, изготовляют танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов н двигателей. [c.386]

    Анализируемое вещество переводят в труднолетучее соединение предварительной химической обработкой, например, металлический уран в и.,08> алюминий в А1. 0.,, кальций в СаСО , вольфрам и некоторые другие металлы — в карбиды и т, д. [c.251]

    Наличие дислокаций и плоских дефектов в реальных кристаллах сильно сказывается на механических свойствах твердых тел. Однако это отнюдь не означает, что монокристаллы вещества по прочности всегда будут превосходить его поликристалличе-ские конгломераты. Все будет зависеть от степени взаимодействия дислокаций и плоских дефектов с другими дефектами твердого тела. Так, монокристаллы чистого железа очень пластичны, в то время как стали, имеющие блочную структуру, проявляют прочность в сотни раз большую за счет взаимодействия дислокаций с примесными дефектами. Междоузельные примесные дефекты, как правило, затрудняют движение дислокаций, осложняя механическую обработку металлов. В связи с этим при механической обработке высокопрочных металлов, таких, как титан, молибден, бериллий, вольфрам, обычно проводят их тщательную очистку от примесей азота и кислорода. [c.82]

    Очень чистые металлы хорошо поддаются механической обработке, но уже следы примесей сообщают им твердость и хрупкость. Технический хром чрезвычайно тверд. Молибден и вольфрам значительно мягче. По отношению к воздуху и воде Сг, Мо и Ш при обычных условиях вполне устойчивы. Их основным потребителем является металлургическая промышленность, где эти металлы используются в производстве специальных сталей. [c.365]

    Вольфрам, обладающий большой прочностью и плотностью, употребляется в гироскопических приборах — стабилизаторах. Детали этих приборов (роторы) раньше изготовлялись из целого куска механической обработкой — резанием, теперь же они получаются отливкой вольфрам расплавляют в вакууме, удерживая его магнитным полем, затем магнитное поле выключают и капля жидкого вольфрама (массой около 1 кг) падает в медную форму, охлаждаемую водой. После термообработки деталь готова ее только шлифуют. [c.343]

    В широких пределах изменяется и твердость металлов щелочные металлы мягки, как воск, а самые твердые из металлов, к которым относятся вольфрам и хром, не поддаются обработке закаленными напильниками. [c.123]


    В качестве материала электрода-инструмента чаще всего используют латунь, медь и бронзу, а для наиболее прецизионных работ —вольфрам, например в виде вольфрамовой проволоки. При обработке твердых сплавов для изготовления инструмента применяют также чугун, а при разрезных операциях — сталь. [c.363]

    В спаях со стеклом вольфрам применяют в виде стержней и проволоки. Вольфрам не рекомендуется откусывать кусачками, ломать и рубить отрезают вольфрамовые стержни или проволоку на абразивных кругах. Перед спаиванием поверхность вольфрама подвергают механической обработке (шлифовке), химическому травлению, обезгаживанию и обезжириванию. [c.136]

    Вольфрам — прочный тяжелый металл с очень высокой температурой плавления (3370 °С). Он находит важные применения — его используют для изготовления нитей накаливания в электрических осветительных лампах, для изготовления контактов, антикатодов рентгеновских трубок, вводят в специальные вольфрамовые стали (которые сохраняют свою твердость даже при очень высоких температурах) и в материалы, идущие для изготовления режущих инструментов, предназначенных для скоростной обработки металлов. [c.578]

    Вольфрам образует соединения, в которых он имеет степень окисления + 6 (вольфраматы, включая перечисленные выше минералы), -Н5, +4, -ЬЗ и +2. Карбид вольфрама С обладает очень большой твердостью, и благодаря этому свойству его применяют при изготовлении резцов для скоростной обработки металлов. [c.578]

    Сплавы, содержащие вольфрам, тантал и ниобий, растворяют в смеси фтористоводородной и азотной кислот или перекиси водорода. Азотную кислоту и перекись водорода удаляют из растворов, как описано выше. Ионы фтора удаляют выпариванием с соляной, серной кислотами или маскируют борной кислотой [77, 110, 115, 160, 570]. Сплавы W-Re, Mo-Re, W-Mo-Re в виде порошков легко растворяются в растворах перекиси водорода [450, 586]. В компактном виде сплавы растворяются в этих смесях только при длительной обработке. [c.253]

    Разложение сплавов, содержащих РЗЭ. Сплавы на железной основе обычно растворяют в соляной кислоте или царской водке. Если стали или сплавы содержат вольфрам, ниобий, тантал, цирконий, то разложение ведут в присутствии фтористоводородной кислоты с последующей обработкой пробы серной кислотой. [c.194]

    Металлы, имеющие очень высокие температуры плавления, получаются при восстановлении из соединений обычно в виде порошка, а не слитка. Например, вольфрам восстанавливается из его триоксида водородом при температуре около 1000°С, в то время как температура плавления вольфрама — около 3400 °С. Для превращения порошка в компактный металл его прессуют и подвергают спеканию, т. е. нагреванию при температуре несколько ниже температуры плавления. При этом можно сразу придать металлу форму готового изделия. Такой способ обработки металла называется порошковой металлур- [c.174]

    Вольфрам при обработке плава водой обыкновенно не переходит в раствор, потому что плав содержит всегда наряду с вольфрамовокислым калием избыток пиросернокислого калия при растворении в воде последний разлагает вольфрамовокислую соль, выделяя н е растворимую в воде и кислотах вольфрамовую кислоту  [c.633]

    Известно, что при эпоксидировании или гидроксилировании водорастворимых ненасыщенных соединений, например аллилового или кротилового спиртов, пероксидом водорода в качестве катализаторов применяют металлы переменной валентности. В частности, для этой цели используют соединения ванадия, молибдена и вольфрама особенно предпочтительно использование вольфрамовых катализаторов. Поскольку катализаторы являются дорогостоящими, разработано значительное число процессов для регенерации катализаторов, содержащих вольфрам. В частности, обработке подвергают водные реакционные смеси, образующиеся при эпоксидировании или гидроксилировании аллилового спирта до глицидола или глицерина. [c.375]

    Достаточно эффективно ослабляет излучение вольфрам, но он трудно поддается механической обработке требуется специальное легирование. Даже такие сплавы, как Шп]Ре, трудно механически обрабатывать. [c.110]

    В результате этого процесса из сланцевого масла удаляется около /з серы и кислорода и около азота. Хорошо насыщенное среднее масло (177—330°), смешанное с не подвергшимися обработке легкими фракциями сланцевого масла, можно затем очистить над неподвижным слоем катализатора (сернистый вольфрам) с целью дальнейшего освобождения от азотистых загрязнений, с последующей деструктивной гидрогенизацией до бензина в паровой фазе над таким катализатором, как 10%-ный сернистый вольфрам на фуллеровой земле. Продукт парофазной гидрогенизации характеризуется высокой степенью очистки, низким содержанием серы и высокой приемистостью к ТЭС этилированные бензины имеют октановое число 94 и даже,выше. Гидрированное среднее масло является идеальным сырьем для термического крекинга, но не годится для каталитического крекинга из-за сравнительно высокого содержания остаточного азота [16]. При каталитическом крекинге самого сланцевого масла найдено, что выход бензина и жизнь катализатора, очевидно, зависят от содержания азота в сырье [22]. [c.282]


    В период 1935-1940 гг. стало ясно, что используемый катализатор относится к числу бифункциональных, т.е. является катализатором гидрирования и крекинга, и основное назначение гидрирующего компонента сохранить чистоту крекирующего компонента. Одновременно удалось установить, что если сульфид вольфрама неизбежно вьшолняет роль и катализатора гидрирования, и катализатора крекинга, то, используя вольфрам на монтмориллоните, можно разделить эти катализаторы и подобрать для каждого из компонентов оптимальные условия работы. Надлежащая предварительная обработка сьфья с целью удаления ядов позволила опробовать значительное число компонентов катализаторов, и в 1939 г. английская компания Imperial hemi al Industries, Ltd. разработала катализатор -железо на обработанном HF монтмориллоните — для второй стадии двухстадийного процесса гидрокрекинга средних масел. Катализатор оказался достаточно хорошим и использовался в Англии для производства авиационного бензина до конца мировой войны. [c.264]

    Первоначально применялись дуговые печи с нерасходуемым электродом (вольфрам, графит). Плавка в них страдает существенными недостатками слиток загрязняется материалом электрода, проплавляется плохо, вследствие чего при последующей его обработке до 25% Т1 уходит в отходы необходим вторичный переплав слитка. Более совершенна плавка с расходуемым электродом, который сваривают из блоков, спрессованных из титановой губки (рис. 85). Этот способ позволяет получать более однородные слитки большого диаметра (до 600 мм) и массой до нескольких тонн как чистого титана, так и его сплавов. Печи для плавки титана — взрывоопасные агрегаты, поэтому при работе на них необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Основная опасность вакуумной плавки — прожигание стенкм кристаллизатора дугой. Перспективна электрошлаковая плавка с флю- [c.275]

    Несмотря на перечисленные достоинства, применс-Н1 с окислителей связано со следующими недостатками. Обычно предварительная подготовка пробы к анализу состоит в переведении анализируемого материала в раствор посредством обработки различными кислотами чаще всего применяют азотную кислоту или ее смесь с хлороводородной или серной кислотой. Так, медные сплавы растворяют в азотной кислоте, причем содержащиеся в них элементы — железо, олово и другие—превращаются в соединения высших степеней окисления. При анализе различных чугунов и сталей необходимо определять ванадий, молибден, вольфрам, титан и нс-которые другие легирующие элементы, которые вследствие обработки пробы окислительными агентами также содержатся в полученном растворе в высших степенях окисления. Железные руды содержат оксиды железа растворяя их в хлороводородной кислоте с добавками различных окислителей, получают железо в степени окисления +3 и т. д. [c.435]

    Это общее утверждение впрочем не означает, что сплавы со сте-хиометрической потерей материала от коррозии совершенно непригодны для изготовления заземлителей на станциях катодной защиты. Иногда в качестве материала для анодных заземлителей применяют даже железный лом кроме того, при электролитической обработке воды используют алюминиевые аноды (см. раздел 21.3). Цинковые сплавы находят применение как материал для анодов лри электролитическом травлении для удаления ржавчины, чтобы предотвратить образование гремучего хлорного газа на аноде. Для внутренней защиты резервуаров при очень низкой электропроводности содержащейся в них воды на магниевые протекторы иногда накладывают ток от внешнего источника с целью увеличить токоотдачу (в амперах) (см. раздел 21.1). По так называемому способу Кателько наряду с алюминиевыми анодами (протекторами) намеренно устанавливают медные, чтобы наряду с защитой от коррозии обеспечить также и предотвращение обрастания благодаря внедрению токсичных соединений меди в поверхностный слой. Впрочем, все такие области применения являются сугубо специальными. На практике число материалов, пригодных для изготовления анодных заземлителей, сравнительно ограничено. В основном могут применяться следующие материалы графит, магнетит, ферросилид с различными добавками, сплавы свинца с серебром, а также так называемые вентильные металлы с покрытиями из благородных металлов, например платины. Вентильными называют металлы с пассивными поверхностными слоями, не имеющими электронной проводимости и сохраняющими стойкость даже при очень положительных потенциалах, например титан, ниобий, тантал и вольфрам. [c.198]

    Вольфрам в плутонии определяют колориметрически (П. И. Палей я Р. Ю. Дебердеева, 1951 г.). Плутоний переводят в трехвалентную форму обработкой сильнокислого раствора плутония в НС1 5%-ным раствором Sn b при нагревании. Охлаждают и добавляют равный объем 5%-ного раствора K NS, оставляют стоять 2 часа, после чего вольфрам экстрагируют в виде тиосульфатного комплекса двумя порциями эфира (3 и [c.392]

    Магнитное обогащение развивается как в направлении конструирования н вых сепараторов, -гак 11 в направлении освоения новых объектов обработки. Бл годаря наличию железа в извлекаемых или сопутствующих минералах, они м гут обладать слабомагнитными свойствами и обогащаться на современных сеп раторах с мощными магнитными полями, например, медные, асбестовые, вольфр митовые, касситеритовые, каолиновые, лимонитовые и фосфатные руды [213, 22( Расширяется применение магнитной сепарации при доводке концентратов р редких металлов [18]. [c.134]

    Сплавы на различных основах. Тройные сплавы Re—Мо—W анализируют так же, как и бинарные [986]. Рений определяют в сплавах, содержащих молибден, вольфрам и другие металлы, спектральным методом. Для устранения влияния основы угольный электрод подвергают специальной обработке, покрывая его торец Ag l [837]. Избыток Ag l позволяет установить содержание рения и других примесей по стандартным растворам чистых металлов. [c.257]

    В. Г. Горюшина и Т. В. Черкашина [106] разработали быстрый метод растворения вольфрамовых и молибденовых сплавов, состоящий в обработке материала насыщенным раствором Н2С2О4 в присутствии Н2О2. Вольфрам и молибден образуют устойчивые комплексные соединения с Н2С2О4. Метод В. Г. Го-рюшиной и Т. В. Черкашиной исключает применение НР, а следовательно, и платины при растворении. [c.96]

    Вольфрам, получаемый из лома,составляет значительную часть от общего количества потребляемого вольфрама. Однако данные о выделении вольфрама из лома являются неполными. Большинство вольфрамосодержащего лома подвергается рециклу на тех предприятиях, где они образуются. Специальные вольфрамовые сплавы используются повторно без выделения их составных частей. Лом металлического вольфрама образуется при производстве проволочных сеток. Его направляют в продажу либо подвергают химической переработке. Значительные количества карбида вольфрама из шламов, образующихся при обработке металлов резанием, не перерабатываются ввиду низкого содержания вольфрама и высокой стоимости процесса химической переработки. Сообщается, что в 1974 г. фирма Металлурджикал Интернейшнел Инк. произвела 360 т порошкообразного карбида вольфрама, используя в качестве сырья исключительно лом, купленный на открытом рынке. [c.376]

    Возможно покрытие поверхности материала различными защитными пленками — термодиффузионными железо-алюминиевыми или железо-хромовыми — методами химико-термической обработки (хромирование и алитирование), нанесение металлокерамических покрытий, керметов, металлооксидных покрытий, для получения которых в качестве неметаллических ингредиентов применяют тугоплавкие оксиды (например, АГОз, МеО), карбиды и нитриды различных металлов. Металлическими составляющими таких покрытий могут служить тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, хром и т. п. [c.52]

    Исследования С.П. Перевалова [257] показали, что предпочтительный способ изготовления зарубок — эрозионный. При нем достигаются максимальный коэффициент корреляции между различными зарубками и минимальная дисперсия результатов. Подбор правильной формы электродов позволяет довольно точно выполнить требуемый отражатель. Оптимальный металл для изготовления электродов — вольфрам. Представляет опасность црижог металла образца. В связи с шероховатостью отражающей поверхности при электроэрозионной обработке наблюдается ослабление эхосигнала на -0,5 дБ. Предлагается проводить акустическую аттестацию зарубок, т.е. сравнивать амплитуды эхосигналов от них со стандартными значениями. На амплитуду эхосигнала влияет акустическое поле каждого индивидуального преобразователя. Аттестацию рекомендуется проводить с помощью преобразователя, который обеспечивает монотонное убывание амплитуды эхосигнала от боковых цилиндрических отверстий на разной глубине. [c.176]

    Наибольшие затруднения вызывает удаление серы и углерода. Даже нри очень низком содержании сера в результате диффузии из объема, как правило, собирается в значительном количестве на поверхности, особенно нрн температурах отжига. Летучесть углерода очень мала (при 2050 К давление паров составляет 10 5 Па, или 10 мм рт. ст.), и он также обычно накапливается на поверхности. Удалить углерод можно обработкой кислородом. Один из таких способов предусматривает кратковременный (от нескольких минут до нескольких десятков минут) нануск кислорода до давления около 10 Па ( 10 мм рт. ст.) нри низкой температуре (до нескольких сотен градусов Цельсия), последующее вакуумирование образца и быстрый его нагрев (вспышку) для удаления адсорбированного кислорода. В некоторых случаях эту обработку необходимо повторять, так как в результате вспышки на поверхности опять может накапливаться некоторое количество углерода. Другой способ заключается в длительной (в течение нескольких часов) обработке образца при температуре выше 2300 К и давлении кислорода около 10 Па ( 10 мм рт. ст.) с последующей термодесорбцией адсорбированного кислорода этим методом металл очищается от углерода на значительную глубину. Углерод является существенной примесью для W, Мо и Та, меньшее значение он имеет в случае Re, Nb, Ir и Os известно, что вольфрам, подвергнутый жесткой термической обработке нри 2500—3000 К, не полностью свободен от поверхностного углерода и для его удаления необходима кислородная обработка [15]. Необходимо всегда помнить, что в процессе высокотемпературной обработки образца в него могут переходить примеси из подложки. Поэтому по возможности подложка должна быть изготовлена из того же металла, что и образец. Закрепляя виток проволоки вокруг подложки, ее можно обезгажнвать независимо от образца. [c.124]


Карбид вольфрама: свойства и обработка сплава

Карбиды представляют один из классов углеродных неорганических соединений. Они весьма распространены, а наибольшее применение имеют карбиды тугоплавких металлов, в том числе карбид вольфрама (формула WC либо W2C). Данный материал представлен углеродно-вольфрамовым соединением с массовой долей первого элемента 6,1%.

Карбид вольфрама

Свойства

Рассматриваемое вещество представлено серым порошком в двух кристаллографических вариантах: с кубической (полукарбид) и гексагональной (монокарбид) решетками. Обе модификации встречаются в температурном диапазоне 2525 — 2755°С. Вторая фаза ввиду отсутствия области гомогенности при отклонении от стехиометрического состава образует графит или переходит в W2C, а при температуре более 2755°С разлагается до углерода и первой фазы. Последняя отличается обширной областью гомогенности, сокращающейся при снижении температуры.

Монокарбид вольфрама менее тверд в сравнении с полукарбидом, но способен формировать кристаллы. Второй вариант значительно более температуро- и износоустойчив. К тому же он способен к внедрению в твердые растворы.

Карбид вольфрама отличается хрупкостью, но под влиянием нагрузки проявляет пластичность полосами скольжения.

Кристаллы рассматриваемого вещества характеризуются анизотропией твердости от 13 до 22 ГПа на разных кристаллографических плоскостях.

По сравнению со сталями карбид вольфрама прочнее, но более хрупок и менее подвержен обработке.

Монокарбид имеет температуру плавления 2870°C, кипения — 6000°C. Его молярная теплоемкость равна 35,74 Дж/(моль-*К), теплопроводность — 29,33 кДж/моль. Плотность карбида вольфрама данного типа составляет 15,77 г/см3.

Несмотря на то, что температура плавления большая, термостойкость рассматриваемого материала низка. Это обусловлено отсутствием термического расширения ввиду жесткой структуры. При этом карбид вольфрама характеризуется высокой теплопроводностью. С повышением температуры данный параметр у монокарбида возрастает вдвое быстрее, чем у полукарбида.

Кольцо из карбида вольфрама

Рассматриваемые материалы имеют хорошую электропроводность, особенно полукарбид (в 4 раза выше, чем монокарбид). Удельное электросопротивление возрастает с повышением температуры, но при этом снижается упругость. Это обуславливает обрабатываемость электрофизическими методами. Так, при введении источника тепла в области обработки возрастает температура, способствуя размеренному разрушению структуры материала.

Твердость определяется температурой формирования карбидов в вольфрамовом порошке и (в меньшей степени) их пористостью. С ростом температуры увеличивается подвижность атомов составляющих соединения элементов, вследствие чего устраняются дефекты в зернах. Анизотропия параметров карбидов вольфрама меньше, чем для металлов. К тому же данные материалы отличаются наилучшей для тугоплавких металлов упругостью, которая увеличивается с ростом пористости. Однако пластичность низкая (до 0,015%).

Микроструктура карбида вольфрама

Карбид вольфрама характеризуется стойкостью к многим кислотам, а также их смесям при обычной температуре, но растворим в некоторых кислотах при кипении. Не подвержен растворению в 20% и 10% гидроксиде натрия. Ввиду высокой летучести оксида вольфрама начинает окисляться при 500 — 700°C и завершает окисление при более 800°C.

Наконец, ввиду химической инертности данное соединение нетоксично.

Получение

Существует несколько методов получения рассматриваемого соединения.

Первый — углеродное насыщение вольфрама. В результате на поверхности вольфрамовых частиц образуется монокарбид. Из него диффундирует углерод, формируя слой полукарбидного состава.

Для данных работ применяют вольфрамовый порошок и сажу. Данные материалы смешивают в определенном соотношении, наполняют ими, утрамбовывая, емкости и ставят в печь. Во избежание окисления операцию производят в водородной среде, так как в результате взаимодействия данного элемента с углеродом при 1300°С формируется ацетилен. Рассматриваемая технология предполагает формирование карбида вольфрама преимущественно за счет углерода. Температурный режим определяется гранулометрическим составом порошка.  Так, для мелкозернистого используется температурный интервал 1300 — 1350°С, для крупнозернистого — 1600°С. Длительность выдержки равна 1 — 2 ч. В завершении получается карбид вольфрама, представленный немного спекшимися блоками.

Вольфрам

Второй вариант — углеродное восстановление вольфрамового оксида с карбидизацией. Данный метод предполагает совмещение карбидизации и восстановления. Процесс идет в среде CO и водорода.

Кроме того, карбид вольфрама получают из газовой фазы путем осаждения. Такое производство предполагает разложение при 1000°С карбонила вольфрама.

Восстановление вольфрамовых соединений с карбидизацией. Данную операцию осуществляют путем нагрева в водородной среде смеси паравольфрамата аммония либо вольфрамового ангидрида и вольфрамовой кислоты при 850 — 1000°С.

Наконец, выращивают кристаллы данного соединения из расплава. При этом используют смесь из Co и 40% монокарбида. Ее расплавляют при 1600°С в тигле из оксида алюминия. После гомогенизации температуру постепенно (1 — 3°С/мин) снижают до 1500°С и выдерживают 12 ч. Далее материал охлаждают и в кипящей соляной кислоте растворяют матрицу.

Кроме того, большие монокристаллы (до 1 см) выращивают по методу Чохральского.

Применение

Благодаря приведенным выше свойствам, существует несколько сфер применения карбида вольфрама.

  1. Его применяют для выпуска деталей большой коррозионной и износоустойчивости и твердости: фрез, абразивных материалов, резцов, сверл, долот и т. д.
  2. Рассматриваемое соединение применяют для наплавки и газотермического напыления с целью повышения износостойкости путем создания твердой поверхности.
  3. Карбид вольфрама служит материалом для часовых браслетов, пулевых и снарядных сердечников, ювелирных изделий и т. д.

Применение карбида вольфрама

Оптимальным температурным режимом для предметов из него считают диапазон 200 — 300°С. Упругость данного материала обеспечивает его применение при знакопеременных нагрузках.

Сплавы

Ввиду плохой обрабатываемости карбид вольфрама применяют не в чистом виде, а создают сплавы с ним. Наиболее распространены твердые варианты с кобальтом. Также встречаются более сложные сплавы, включающие карбид тантала и титана. При этом вольфрам в любом случае преобладает, составляя 70 — 98%.

Ввиду высокой температуры плавления при создании сплавов рассматриваемого материала не используют такие технологии, как легирование, плавление и смешение, так как они нерентабельны. Вместо этого применяется порошковая металлургия. Принцип данного метода состоит в использовании порошков основного металла и примеси. При этом они значительно отличаются температурой плавления. Их смешивают барабанно-шаровой мельницей и прессуют в близкую к целевой форму. Ей придают монолитность путем спекания при температуре, меньшей точки плавления основного металла. Далее приведена последовательность выполнения.

Порошок карбида вольфрама измельчают до гранул целевого размера, предварительно увлажнив. Данный параметр определяется назначением материала, так как обуславливает конечные параметры изделий. Далее порошок смешивают со связующим веществом, представленным, например, кобальтом либо прочими металлами, и восковой мягкой смазкой, служащей для скрепления гранул после брикетирования.

После этого порошок сушат в распылительной или вакуумной сушилке, удаляя большую часть влаги. С целью улучшения текучести полученных гранул производят пеллетизацию, придавая им шарообразную форму.

Существует несколько технологий придания порошку формы. Наиболее распространены среди них литье под давлением и прессование. Новейшим методом является 3D-печать. В завершении формирования частицы скреплены связующим восковым веществом.

Далее форму подвергают нагреву. В результате удаляется восковый загуститель, а гранулы тугоплавкого металла скрепляются частицами расплавленного связующего металла после охлаждения. В рассматриваемом случае тугоплавким металлом является карбид вольфрама. Параметры конечного материала определяются долей связующего вещества: чем его больше, тем выше износостойкость и прочность, чем меньше — тем больше твердость и хрупкость.

По завершении спекания предмет подвергают конечной обработке в виде шлифовки и т. д. К тому же на изделия из карбида вольфрама нередко наносят дополнительное защитное покрытие.

Вольфрамокобальтовые сплавы характеризуются минимальным напряжением на срез, значительной зависимостью параметров от доли кобальта, плохой обрабатываемостью. Первая особенность обуславливает неуместность таких материалов для применения в условиях сдвиговых деформаций. Из-за плохой подверженности обработке перед использованием заготовки из них пластифицируют либо спекают. Наличие кобальта повышает эксплуатационные температуры карбидов вольфрама до 700 — 800°С. По данному параметру они превосходят все марки сталей, кроме жаропрочных. Следует отметить, что, в отличие от чистого карбида вольфрама, его соединения в некоторых соотношениях с кобальтом токсичны.

Карбид вольфрама: свойства и обработка сплава

Получение[править | править код]

Карбид вольфрама можно получить одним из следующих способов.

Непосредственным насыщением вольфрама углеродом

В основе процесса получения карбида вольфрама лежит прямая реакция:

W+C→WC{\displaystyle {\mathsf {W+C\rightarrow WC}}}

Образование WC происходит с образованием на поверхности частиц вольфрама монокарбида вольфрама, из которого внутрь частицы диффундирует углерод и образует ниже лежащий слой состава W2C.

При получении WC используют порошок вольфрама, восстановленный из его оксида, и сажу. Взятые в необходимом соотношении порошкообразные вещества смешивают, брикетируют или насыпают с утрамбовкой в графитовые контейнеры и помещают в печь. Для защиты порошка от окисления процесс синтеза ведут в среде водорода, который взаимодействуя с углеродом при температуре от 1300 °C образует ацетилен. Образование карбида вольфрама идёт в основном через газовую фазу за счёт углерода, содержащегося в газах. Протекают следующие реакции карбидизации:

2C+h3→C2h3{\displaystyle {\mathsf {2C+H_{2}\rightarrow C_{2}H_{2}}}}
2W+C2h3→2WC+h3{\displaystyle {\mathsf {2W+C_{2}H_{2}\rightarrow 2WC+H_{2}}}}

При наличии в среде оксида углерода процесс идёт по реакции

C+CO2→2CO{\displaystyle {\mathsf {C+CO_{2}\rightarrow 2CO}}}
2CO+W→WC+CO2{\displaystyle {\mathsf {2CO+W\rightarrow WC+CO_{2}}}}

Обычно процесс получения карбида вольфрама ведут при температуре 1300−1350 °C для мелкозернистых порошков вольфрама и 1600 °C для крупнозернистых, а время выдержки составляет от 1 до 2 часов. Полученные слегка спёкшиеся блоки карбида вольфрама измельчают и просеивают через сита.

Восстановлением оксида вольфрама углеродом с последующей карбидизацией
Этот метод в отличие от вышеописанного совмещает процесс восстановления и карбидизации вольфрама, при этом в шихту добавляют недостающее количество сажи для образования карбида. Восстановление оксида вольфрама WO3 происходит через газовую фазу в среде CO и водорода.
Восстановлением соединений вольфрама с последующей карбидизацией
Ещё одним способом получения карбида вольфрама является нагрев смеси вольфрамовой кислоты, вольфрамового ангидрида (WO3) или паравольфрамата аммония ((NH4)10·[H2W12O42xH2O) в среде водорода и метана при температуре 850−1000 °C.
Осаждением из газовой фазы
Получение карбида вольфрама из газовой фазы основано на разложении карбонила вольфрама при температуре 1000 °C.
Электролизом расплавленных солей
Электролиз смеси расплавленных бората натрия, карбоната натрия, фторида лития и вольфрамового ангидрида позволяет получить карбид вольфрама.
Монокристаллы карбида вольфрама
Монокристаллы WC могут быть получены выращиванием из расплава. Для этого смесь составом Co−40 %WC плавят в тигле из оксида алюминия при температуре 1600 °C и после гомогенизации расплава температуру снижают до 1500 °C со скоростью 1−3  °C/мин и выдерживают при этой температуре в течение 12 часов. После чего образец охлаждают и растворяют кобальтовую матрицу в кипящей соляной кислоте. Также может быть использован метод Чохральского для выращивания больших монокристаллов (до 1 см).

Нанесение защитного слоя на деталь

Вследствие описанных выше факторов,  при покрытии карбидами вольфрама поверхности деталей возрастают не только их износостойкость, но также стойкость против эрозии и окалины. Фактор хрупкости снимается за счёт чрезвычайно малой толщины наносимого карбидсодержащего слоя, который в большинстве случаев не превышает десятков микрон. Такой способ применения карбидов вольфрама более целесообразен: наличие пластичной подложки основного металла снижает чувствительность поверхности от вредного воздействия циклически возникающих рабочих нагрузок, в то время, как высокая поверхностная твёрдость способствует стойкости против износа. Сокращается и расход металлов/сплавов.

Практический диапазон толщины покрытий, содержащих карбиды вольфрама – 100…250 мкм.

Применяются следующие методы нанесения поверхностных покрытий из карбида вольфрама:

  1. Газопламенное напыление.
  2. Плазменное напыление.
  3. Детонационное нанесение.

При газопламенном напылении мелкодисперсный порошок карбида расплавляется теплом кислородно-ацетиленового пламени, температура в факеле которого достигает 20000С. Скорость движения частиц в газовом потоке достигает 150…200 м/с, вследствие чего они приобретают большую кинетическую энергию. Она позволяет частицам легко внедряться в микропустоты на поверхности основного металла, а застывая там, образовывать прочное покрытие.

Технология  газопламенного напыления обладает существенным недостатком. Наличие кислорода в пламени способствует частичному выгоранию углерода. Поэтому более качественными процессами напыления, являются технологии с применением плазмы. Высокотемпературная (более 50000С) плазма исключает попадания в зону обработки даже атомарного кислорода, поэтому химсостав конечного карбидсодержащего слоя полностью соответствует исходному. Кроме того, производительность плазменного напыления выше, чем газопламенного, т.к. в последнем случае рабочую камеру периодически приходится очищать от остатков выделившегося углерода методом аргонной откачки.

При детонационном напылении деталь помещают в подвижную среду, где находятся взвешенные частицы карбидов вольфрама. Объём герметизируется, после чего среда поджигается. Возникающие в результате высокие температуры резко увеличивают скорость перемещения взвешенных частиц, которые равномерным слоем откладываются на поверхности детали.

Литература

  • Михайлова М., Филиппов В., Муслаков В. Магнитомягкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. — М. Радио и связь, 1983.
  • Куневич А. В. Ферриты, каталог М., 1991
  • Куневич А. В., Подольский А. В. Сидоров И. Н. «Ферриты: Энциклопедический справочник. Магниты и магнитные системы. Том 1» издательство Лик, 2004 г.
  • Журавлев Г.И. Химия и технология ферритов — Ленинград: Химия. Ленингр. отд-ние, 1970. — 191 с.
  • Смит, Я., Вейн, Х. Ферриты. — Москва: Иностранная литература, 1962. — 504 с.

Сплавы

Ввиду плохой обрабатываемости карбид вольфрама применяют не в чистом виде, а создают сплавы с ним. Наиболее распространены твердые варианты с кобальтом. Также встречаются более сложные сплавы, включающие карбид тантала и титана. При этом вольфрам в любом случае преобладает, составляя 70 — 98%.

Ввиду высокой температуры плавления при создании сплавов рассматриваемого материала не используют такие технологии, как легирование, плавление и смешение, так как они нерентабельны. Вместо этого применяется порошковая металлургия. Принцип данного метода состоит в использовании порошков основного металла и примеси. При этом они значительно отличаются температурой плавления. Их смешивают барабанно-шаровой мельницей и прессуют в близкую к целевой форму. Ей придают монолитность путем спекания при температуре, меньшей точки плавления основного металла. Далее приведена последовательность выполнения.

Порошок карбида вольфрама измельчают до гранул целевого размера, предварительно увлажнив. Данный параметр определяется назначением материала, так как обуславливает конечные параметры изделий. Далее порошок смешивают со связующим веществом, представленным, например, кобальтом либо прочими металлами, и восковой мягкой смазкой, служащей для скрепления гранул после брикетирования.

После этого порошок сушат в распылительной или вакуумной сушилке, удаляя большую часть влаги. С целью улучшения текучести полученных гранул производят пеллетизацию, придавая им шарообразную форму.

Существует несколько технологий придания порошку формы. Наиболее распространены среди них литье под давлением и прессование. Новейшим методом является 3D-печать. В завершении формирования частицы скреплены связующим восковым веществом.

Далее форму подвергают нагреву. В результате удаляется восковый загуститель, а гранулы тугоплавкого металла скрепляются частицами расплавленного связующего металла после охлаждения. В рассматриваемом случае тугоплавким металлом является карбид вольфрама. Параметры конечного материала определяются долей связующего вещества: чем его больше, тем выше износостойкость и прочность, чем меньше — тем больше твердость и хрупкость.

По завершении спекания предмет подвергают конечной обработке в виде шлифовки и т. д. К тому же на изделия из карбида вольфрама нередко наносят дополнительное защитное покрытие.

Вольфрамокобальтовые сплавы характеризуются минимальным напряжением на срез, значительной зависимостью параметров от доли кобальта, плохой обрабатываемостью. Первая особенность обуславливает неуместность таких материалов для применения в условиях сдвиговых деформаций. Из-за плохой подверженности обработке перед использованием заготовки из них пластифицируют либо спекают. Наличие кобальта повышает эксплуатационные температуры карбидов вольфрама до 700 — 800°С. По данному параметру они превосходят все марки сталей, кроме жаропрочных. Следует отметить, что, в отличие от чистого карбида вольфрама, его соединения в некоторых соотношениях с кобальтом токсичны.

Физико-химические характеристики

Чистый вольфрам – в числе первых по плотности, твердости, первый по температуре плавления и кипения среди металлов. Эти физические свойства дополняет химическая стойкость даже при запредельных температурах.

Свойства атома
Название, символ, номерВольфра́м / Wolframium (W), 74
Атомная масса
(молярная масса)
183,84(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 4f14 5d4 6s2
Радиус атома137 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус170 пм
Радиус иона(+6e) 62 (+4e) 70 пм
Электроотрицательность2,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциалW ← W3+ 0,11 В
W ← W6+ 0,68 В
Степени окисления+2, +3, +4, +5, +6
Энергия ионизации
(первый электрон)
 769,7 (7,98) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)19,25 г/см³
Температура плавления3695 K (3422 °C, 6192 °F)
Температура кипения5828 K (5555 °C, 10031 °F)
Уд. теплота плавления285,3 кДж/кг
52,31 кДж/моль
Уд. теплота испарения4482 кДж/кг 824 кДж/моль
Молярная теплоёмкость24,27 Дж/(K·моль)
Молярный объём9,53 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решёткикубическая
объёмноцентрированная
Параметры решётки3,160 Å
Температура Дебая310 K
Прочие характеристики
Теплопроводность(300 K) 162,8 Вт/(м·К)
Номер CAS7440-33-7

При 1580°C легко куется, вытягивается до тонкой проволоки.

Данные преимущества создает структура вещества.


Тугоплавкий прочный металл, светло-серого цвета — вольфрам

На воздухе с относительной влажностью менее 60% сопротивление металла коррозии стопроцентное.

Примечания

  1. 123Косолапова Т. Я. Карбиды. — Металлургия, 1968. — С. 300.
  2. 1 2 3Третьяков В. И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов. — Металлургия, 1976. — С. 24-268. — 528 с.
  3. Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. — Мир, 1974. — С. 21-23. — 296 с.
  4. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 420-421. — 623 с. — 100 000 экз.
  5. 12Самсонов Г. В. Физическое материаловедение карбидов. — Наукова думка, 1974. — С. 79-397. — 454 с.
  6. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые сплавы. — Металлургия, 1971. — С. 47. — 392 с.
  7. 12Самсонов Г. В., Виницкий И. М. Тугоплавкие соединения (справочник). — Металлургия, 1976. — С. 560.
  8. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — Химия, 2000. — С. 330. — 480 с.
  9. Литера H (Hartkern) в обозначении германских боеприпасов ВМВ означает «с твёрдым металлокерамическим сердечником».
  10. Так 20-мм БПС марки DM43 при стрельбе из пушки MK 20 RH 202 (начальная скорость 1100 м/с) на дальности 1000 м способен пробить 35 мм стальной брони при угле соударения 0°, и лишь 8 мм брони при угле 60°. Jane’s Infantry Weapons 1996-97, 456.
  11. Дмитрий Сафин. [science.compulenta.ru/570052/ Представлен малозатратный способ электролитического получения водорода] (рус.). Компьюлента (15 октября 2010). — Подготовлено по материалам Wiley. Проверено 16 октября 2010.
  12. [www.nanorf.ru/events.aspx?cat_id=223&d_no=1389&print=1&back_url=%2fevents.aspx%3fcat_id%3d223%26d_no%3d1389 15.04.2009 Опасна ли для здоровья нанопыль карбида вольфрама?] Российский электронный наножурнал (нанотехнологии и их применение)
  13. [www.microelements.ru/W Вольфрам. W.]

Свойства

Рассматриваемое вещество представлено серым порошком в двух кристаллографических вариантах: с кубической (полукарбид) и гексагональной (монокарбид) решетками. Обе модификации встречаются в температурном диапазоне 2525 — 2755°С. Вторая фаза ввиду отсутствия области гомогенности при отклонении от стехиометрического состава образует графит или переходит в W2C, а при температуре более 2755°С разлагается до углерода и первой фазы. Последняя отличается обширной областью гомогенности, сокращающейся при снижении температуры.

Монокарбид вольфрама менее тверд в сравнении с полукарбидом, но способен формировать кристаллы. Второй вариант значительно более температуро- и износоустойчив. К тому же он способен к внедрению в твердые растворы.

Карбид вольфрама отличается хрупкостью, но под влиянием нагрузки проявляет пластичность полосами скольжения.

Кристаллы рассматриваемого вещества характеризуются анизотропией твердости от 13 до 22 ГПа на разных кристаллографических плоскостях.

Монокарбид имеет температуру плавления 2870°C, кипения — 6000°C. Его молярная теплоемкость равна 35,74 Дж/(моль-*К), теплопроводность — 29,33 кДж/моль. Плотность карбида вольфрама данного типа составляет 15,77 г/см3.

Несмотря на то, что температура плавления большая, термостойкость рассматриваемого материала низка. Это обусловлено отсутствием термического расширения ввиду жесткой структуры. При этом карбид вольфрама характеризуется высокой теплопроводностью. С повышением температуры данный параметр у монокарбида возрастает вдвое быстрее, чем у полукарбида.

Кольцо из карбида вольфрама

Рассматриваемые материалы имеют хорошую электропроводность, особенно полукарбид (в 4 раза выше, чем монокарбид). Удельное электросопротивление возрастает с повышением температуры, но при этом снижается упругость. Это обуславливает обрабатываемость электрофизическими методами. Так, при введении источника тепла в области обработки возрастает температура, способствуя размеренному разрушению структуры материала.

Твердость определяется температурой формирования карбидов в вольфрамовом порошке и (в меньшей степени) их пористостью. С ростом температуры увеличивается подвижность атомов составляющих соединения элементов, вследствие чего устраняются дефекты в зернах. Анизотропия параметров карбидов вольфрама меньше, чем для металлов. К тому же данные материалы отличаются наилучшей для тугоплавких металлов упругостью, которая увеличивается с ростом пористости. Однако пластичность низкая (до 0,015%).

Микроструктура карбида вольфрама

Карбид вольфрама характеризуется стойкостью к многим кислотам, а также их смесям при обычной температуре, но растворим в некоторых кислотах при кипении. Не подвержен растворению в 20% и 10% гидроксиде натрия. Ввиду высокой летучести оксида вольфрама начинает окисляться при 500 — 700°C и завершает окисление при более 800°C.

Наконец, ввиду химической инертности данное соединение нетоксично.

Особенности сплава

Вольфрам обладает индивидуальными физическими и химическими свойствами. Благодаря своим характеристикам, этот металл применяется во многих сферах. Часто его используют при изготовлении лезвий для пилорам и других электрических пил.

Характеристики вольфрама:

  1. Температура плавления – 3422 градуса по Цельсию.
  2. Плотность равна плотности золота – 19,25 г на см3.
  3. Высокая теплопроводность и теплоёмкость.
  4. При нагревании металл становится пластичным, что позволяет изготавливать из него проволоку. Полученную проволоку затем, используют во многих сферах.
  5. Металл имеет серебристую окраску, который не темнеет и не ржавеет на солнце.
  6. Экономичен при производстве ножей – полученное лезвие получается прочным и не тупится при частом применении.
  7. Данный сплав по степени прочности превосходит золото, серебро и другие популярные металлы. Однако, при необходимости, кольцо из карбида вольфрама не сможет менять размер. Оно не растянется со временем и его будет сложно снять.

Существует и монокарбид вольфрама, который имеет меньшую твёрдость, в сравнении с полукарбидом. Однако, он может формировать кристаллы. Монокарбид также имеет повышенную устойчивость к температуре и разрушениям.


Финка из вольфрама.

Химический состав

Карбид вольфрама – устойчивое соединение, на которое не влияют основные щёлочи и кислоты. При комнатной температуре может раствориться в азотной кислоте.

Не даёт реакции при взаимодействии с такими кислотными соединениями:

  • серная;
  • соляная;
  • азотная;
  • хлорная.

Окисляется при температуре выше 800 градусов по Цельсию. При определённых соединениях горит в жидком кислороде.

Карбид вольфрама обладает металлической проводимостью и повышенным электросопротивлением. Карбиды обладают высокой тугоплавкостью за счёт связей между атомами в кристаллах. Высокая прочность сохраняется и после обработки высокими температурами.


Нож из вольфрама.

Смесь карбидов получают за счёт нагревания смеси из порошка вольфрама и сажи. Нагрев должен проводиться при температуре 1000 -1500 градусов по Цельсию. В качестве сравнения, исследователи приводят температуру базальтовой лавы – 1200 градусов по Цельсию.

Температура может меняться в зависимости от типа порошка. Так, мелкозернистый порошок получают при температуре 1300 градусов по Цельсию, а крупнозернистый – при температуре 1600 градусов.

Этот сплав поддаётся полировке, которая сохранит блеск на протяжении нескольких лет.

Строй — калькуляторы

Получение вольфрама

В чистом, самородном виде металл в природе не встречается. Большинство месторождений образовано оксидами. Содержание соединений в пересчете на чистый металл в рудном месторождении составляет 0.2 — 2%.Химическая стойкость и высокая температура плавления допускают получение вольфрама из руды только при использовании специфических методик.

Вольфрамовые прутки

В основе большинства методов промышленного получения вольфрама лежит восстановление металла из его оксида. Первая стадия производства состоит в обогащении вольфрамосодержащей руды. Затем при помощи операций выщелачивания и восстановления получают оксид WO3, который восстанавливают до чистого металла в атмосфере водорода. Температура процесса составляет около 700 °С.

В результате реакции получается тонкодисперсный металлический порошок. Высокая температура плавления не позволяет оформить металл в виде слитков, поэтому порошок вольфрама сначала прессуют под высоким давлением, а затем спекают в среде водорода, используя нагрев до температуры 1300 °С. Через полученные бруски пропускают мощный электрический ток. В результате высокого переходного сопротивления между зернами металла происходит нагрев и плавление заготовки.

Очистку полученного слитка производят методом зонной плавки, подобно технологии получения сверхчистых полупроводников. Производство вольфрама по данной технология позволяет получить металл высокой степени чистоты без дополнительных операций очистки.

При производстве сплавов, все составляющие добавляются еще перед стадией прессования порошка, поскольку в дальнейшем это сделать уже невозможно. В процессе прессовки, спекания и дальнейшей обработки заготовки (прессование, прокатка) обеспечивается равномерное распределение примесей в сплаве.

Вольфрам

Обработка вольфрама производится при температурах около полутора тысяч градусов. При таком нагреве металл становится очень пластичным и допускает ковку, штамповку. Тонкая проволока для спиралей ламп накаливания изготавливается методом волочения. При этом кристаллы металлы располагаются вдоль проволоки, повышая ее прочность. Поскольку к спиралям ламп предъявляются высоки требования по однородности, вольфрамовый провод дополнительно подвергают операциям электрохимического полирования.

Как изготавливается вольфрамовая проволока? Компания Midwest Tungsten Service

Хотите приобрести вольфрамовый провод ? Ознакомьтесь с нашей подборкой проводов.

Производство вольфрамовой проволоки — сложный и трудный процесс. Процесс должен строго контролироваться, чтобы гарантировать надлежащий химический состав, а также надлежащие физические свойства готовой проволоки. Срезание углов на ранних этапах процесса для снижения цен на проволоку может привести к снижению производительности конечного продукта.Вы можете быть уверены, что провода MTS производятся в соответствии с высочайшими стандартами и будут неизменно хорошо работать.

Рафинирование вольфрама из руды не может быть выполнено традиционной плавкой, так как вольфрам имеет самую высокую температуру плавления из всех металлов. Вольфрам извлекается из руды посредством ряда химических реакций. Точный процесс варьируется в зависимости от производителя и состава руды, но руды измельчаются, затем обжигаются и / или проходят различные химические реакции, осаждение и промывку для получения паравольфрамата аммония (APT).APT может продаваться на коммерческой основе или подвергаться дальнейшей переработке в оксид вольфрама. Оксид вольфрама можно обжигать в атмосфере водорода для получения чистого порошка вольфрама с водой в качестве побочного продукта. Порошок вольфрама является отправной точкой для производства вольфрамовой прокатной продукции, включая проволоку.

Купить вольфрамовую проволоку в Интернете

Теперь, когда у нас есть чистый порошок вольфрама, как нам сделать проволоку?

1. Нажатие

Порошок вольфрама просеивают и перемешивают. Может быть добавлено связующее. Фиксированное количество взвешивается и загружается в стальную форму, которая загружается в пресс.Порошок спрессовывается в связный, но хрупкий брусок. Форма разбирается и стержень снимается. Изображение здесь .

2. Пресинтеринг

Хрупкий пруток помещают в лодочку из тугоплавкого металла и загружают в печь с атмосферой водорода. Высокая температура начинает сплачивать материал. Материал составляет около 60% — 70% от полной плотности, с небольшим ростом зерна или без него.

3. Полное спекание

Брусок загружается в специальную водоохлаждаемую бутыль .Электрический ток будет пропускаться через стержень. Тепло, генерируемое этим током, приведет к уплотнению стержня примерно до 85-95% от полной плотности и к усадке примерно на 15%. Кроме того, внутри стержня начинают образовываться кристаллы вольфрама.

4. Обжимка

Вольфрамовый стержень теперь прочный, но очень хрупкий при комнатной температуре. Его можно сделать более пластичным, повысив его температуру до 1200-1500 ° C. При этой температуре пруток можно пропустить через штамп.Обжимной пресс — это устройство, которое уменьшает диаметр стержня, пропуская его через матрицу, предназначенную для ударов по стержню со скоростью около 10 000 ударов в минуту. Обычно обжимной пресс уменьшает диаметр примерно на 12% за проход. При обжатии кристаллы удлиняются, образуя волокнистую структуру. Хотя это желательно для готового продукта для пластичности и прочности, на этом этапе стержень должен быть снят с напряжений путем повторного нагрева. Обжатие продолжается до тех пор, пока стержень не окажется между 0,25 и 0,10 дюйма.

5.Рисунок

Обжимная проволока толщиной около 0,10 дюйма теперь может быть протянута через матрицы для уменьшения диаметра. Проволока смазывается и протягивается через матрицы из карбида вольфрама или алмаза . Точное уменьшение диаметра зависит от точного химического состава и конечного использования проволоки. По мере вытягивания проволоки волокна снова удлиняются, и прочность на разрыв увеличивается. На определенных этапах может потребоваться отжиг проволоки для дальнейшей обработки. Проволоку можно протянуть так же тонко, как.0005 дюймов в диаметре.

Это упрощение сложного, строго контролируемого процесса. Если вам нужна более подробная информация или у вас есть вопросов , пожалуйста, свяжитесь с нами.

Сколько стоит вольфрамовая проволока?

Хотите приобрести вольфрамовую проволоку? Ознакомьтесь с нашей онлайн-подборкой проводов !

ПОКУПКА ПРОВОДА ВОЛЬФРАМА

Обработка вольфрама | Британника

Переработка вольфрама , подготовка руды для использования в различных продуктах.

Вольфрам имеет объемно-центрированную кубическую (ОЦК) кристаллическую решетку. У него самая высокая температура плавления из всех металлов, 3410 ° C (6170 ° F), и высокая проводимость электричества. Благодаря этому уникальному сочетанию свойств он широко используется в качестве нитей накаливания для ламп накаливания, в качестве электрических контактов и в качестве эмиттеров электронов для электронных устройств. Вольфрам также нашел широкое применение в качестве легирующего элемента для инструментальных сталей и износостойких сплавов. Карбиды вольфрама используются для изготовления режущих инструментов и материалов для наплавки из-за их твердости и устойчивости к износу.Металл хрупок при комнатной температуре, но пластичен и прочен при повышенных температурах. Его сплавы используются в соплах ракетных двигателей и других аэрокосмических устройствах.

История

Вольфрам в одной из своих минеральных форм получил свое название (что означает «тяжелый камень») шведским минералогом А. Ф. Кронштедтом в 1755 году. В 1781 году другой швед, Карл Вильгельм Шееле, проанализировал минерал и идентифицировал известь и кислоту, которую он назвал вольфрамовой. кислота; Позже минерал был назван шеелитом.В 1783 году испанские химики Хуан Хосе и Фаусто Эльхуяр получили металлический вольфрам восстановлением его оксида углеродом; он был назван вольфрамом (отсюда и его химический символ W) в честь минерала вольфрамита, из которого он был извлечен. В 1847 году Роберт Оксланд запатентовал в Великобритании процесс производства вольфрамата натрия, вольфрамовой кислоты и чистого металла, а в 1857 году он запатентовал свой процесс производства вольфрамовой стали. Но только в 1908 году, когда Уильям Дэвид Кулидж получил свой британский патент на производство пластичной вольфрамовой проволоки, промышленность по производству нитей началась.Вольфрамсодержащая быстрорежущая инструментальная сталь привлекла внимание общественности, когда Bethlehem Steel Company представила свою продукцию на Всемирной выставке 1900 года в Париже. В 1927 году лаборатория Круппа в Эссене, Германия, обнаружила, что пригодный к эксплуатации продукт может быть получен, когда обычно хрупкий карбид вольфрама смешивается с цементированным материалом.

Основные минералы вольфрама делятся на две категории. Первый — вольфрамит [(Fe, Mn) WO 4 ], который содержит вольфраматы железа и марганца во всех пропорциях от 20 до 80 процентов каждого.Второй — шеелит (CaWO 4 ), который флуоресцирует ярким голубоватым цветом в ультрафиолетовом свете.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Месторождения вольфрама встречаются в ассоциации с метаморфическими породами и гранитными магматическими породами. Наиболее важные рудники находятся в горах Нан в китайских провинциях Цзянси, Хунань и Гвантун, где сосредоточено около 50 процентов мировых запасов. В России шахты расположены на Северном Кавказе и в районе озера Байкал.Также есть месторождения в Казахстане. Около 90 процентов вольфрама Южной Кореи находится в Санг Донге. На северо-западных территориях Канады находится крупнейший вольфрамовый рудник в западном мире, а рудник в Хойлла, Бол., Является крупнейшим производителем в Южной Америке. Месторождения в США раскинулись вдоль Скалистых гор.

Горно-обогатительная промышленность

Месторождения Нан Горы — это в основном жилы высокосортного вольфрамита, которые обнаруживаются в большом количестве обнаженными во многих отдельных областях.Эти условия благоприятны для эксплуатации маломасштабными предприятиями. Открытые методы добычи используются в Австралии и Канаде, в то время как подземная добыча, как правило, необходима для других шахт мира.

Вольфрамовые руды обогащаются дроблением с последующим гравитационным обогащением. Разделение флотацией используется для шеелита, измельченного до мелкого размера для высвобождения вольфрама; при необходимости это дополнительно дополняется выщелачиванием, обжигом и магнитной сепарацией или разделением под высоким напряжением.

Добыча и рафинирование

Паравольфрамат аммония

Вольфрамовые руды часто встречаются в сочетании с сульфидами и арсенидами, которые можно удалить путем обжига на воздухе в течение двух-четырех часов при 800 ° C (1450 ° F). Для производства паравольфрамата аммония (APT), промежуточного соединения при производстве чистого металла, руды можно разлагать кислотным выщелачиванием или автоклавно-содовым способом. В последнем процессе измельченная руда выдерживается в течение 1 1 / 2 до 4 часов в растворе 10–18-процентного карбоната натрия при температурах от 190 до 230 ° C (от 375 до 445 ° F) и под давлением 14.1–24,6 килограмма на квадратный сантиметр (200–350 фунтов на квадратный дюйм). Перед удалением непрореагировавшей пустой породы фильтрацией кислотность доводят до pH 9–9,5, добавляют сульфаты алюминия и марганца при 70–80 ° C (160–175 ° F) и перемешивают в течение одного часа. Это может устранить фосфор и мышьяк и уменьшить содержание кремнезема до уровня 0,03–0,06 процента. Молибден удаляют, добавляя сульфид натрия при 80–85 ° C (175–185 ° F) и pH 10, выдерживая в течение одного часа, а затем подкисляя раствор до pH 2.5–3 и перемешивание в течение семи-девяти часов для осаждения сульфида молибдена. Оставшийся раствор вольфрамата натрия можно дополнительно очистить с помощью процесса жидкостного ионного обмена с использованием органического экстрагента, состоящего из 7 процентов аламина-336, 7 процентов деканола и 86 процентов керосина. Во время противотока экстрагента через раствор ионы вольфрамата переходят из водной фазы в органическую. Затем вольфрам отделяют от экстрагента в раствор аммиака, содержащий вольфрамат аммония.Полученный раствор APT направляют в испаритель для кристаллизации.

В процессе кислотного выщелачивания шеелитовый концентрат разлагается соляной кислотой в присутствии нитрата натрия в качестве окислителя. Этот заряд перемешивают распылением пара и выдерживают при 70 ° C (160 ° F) в течение 12 часов. Полученную суспензию, содержащую вольфрам в форме твердой вольфрамовой кислоты, разбавляют и дают отстояться. Затем вольфрамовую кислоту растворяют в водном растворе аммиака при 60 ° C (140 ° F) в течение двух часов при перемешивании.Кальций из полученного раствора осаждается в виде оксалата кальция, а фосфор и мышьяк могут быть удалены путем добавления оксида магния, который образует нерастворимые фосфаты и арсенаты аммония и магния. Железо, диоксид кремния и подобные примеси, образующие коллоидные гидроксиды, удаляются путем добавления небольшого количества активированного угля и переваривания в течение одного-двух часов. Раствор очищают через фильтры под давлением и упаривают, чтобы получить кристаллы APT.

Вольфрамовый порошок

Когда APT разлагается до оксидов вольфрама, он имеет разные цвета в зависимости от своего состава: триоксид желтый, диоксид коричневый и промежуточный оксид пурпурно-синий.APT может разлагаться до желтого оксида при нагревании до температуры выше 250 ° C (480 ° F) в печи в потоке воздуха. Однако при промышленном производстве вольфрама APT обычно разлагают до промежуточного оксида во вращающейся печи под потоком водорода, который частично разлагает аммиак в кристаллах на азот и водород при сохранении восстановительной атмосферы. Вращающаяся печь разделена перегородками на три зоны, поддерживаемые соответственно при 850 °, 875 ° и 900 ° C (1550 °, 1600 ° и 1650 ° F).Печь наклонена под небольшим углом и поворачивается, чтобы обеспечить непрерывный поток порошка через центральные отверстия перегородок.

Синий оксид затем восстанавливается водородом до порошка металлического вольфрама в стационарных печах при температурах от 550 до 850 ° C (от 1025 до 1550 ° F). В этом процессе оксид загружается в «лодочки» из инконеля, сплава на основе никеля, известного своей прочностью при высоких температурах. Их загружают в трубы, обычно расположенные в два ряда, и трубы нагреваются в трех отдельных зонах по их длине.

APT

также может быть уменьшено за счет углерода, хотя порошок обычно загрязнен карбидом вольфрама и некоторыми минеральными элементами, содержащимися в углероде. Когда APT и углерод смешиваются и реагируют при температуре 650–850 ° C (1200–1,550 ° F), продукт представляет собой голубой оксид. При нагревании в диапазоне 900–1 050 ° C (1 650–1 925 ° F) образуется коричневый оксид. Для полного восстановления до металла требуется температура выше 1050 ° C. Чистота металла составляет около 95 процентов.

Консолидация

Порошок вольфрама прессуется в прутки или заготовки с помощью механического или изостатического пресса перед спеканием.«Зеленая», или необожженная, плотность этих брикетов, полученных из частиц порошка размером от 1 до 10 микрометров, обычно составляет от 65 до 75 процентов от теоретической. После предварительного спекания при температуре 1000–1200 ° C (1800–2200 ° F) вольфрамовые стержни небольшого диаметра спекаются в атмосфере водорода, при этом тепло обеспечивается методом прямого сопротивления, то есть пропущенным электрическим током. через бар. Пружинное крепление к зажимам с водяным охлаждением, удерживающим каждый стержень, необходимо, чтобы один конец мог свободно перемещаться при сжатии стержня во время спекания.Сила тока постепенно увеличивается, чтобы поднять температуру с комнатной до 2,700–3,100 ° C (4,900–5,600 ° F). После выдержки при конечной температуре от 30 до 60 минут плотность достигает от 88,5 до 96 процентов от теоретической.

Для больших заготовок из вольфрама используется метод непрямого спекания. Нагревательные элементы печи изготовлены из полос молибдена и поддерживаются молибденовой или вольфрамовой рамой и окружены молибденовыми теплозащитными экранами. Медленный нагрев на ранней стадии спекания необходим для раскисления материала и выделения газов с контролируемой скоростью.При более высоких температурах — , т. Е. от 800 ° C до конечной температуры спекания 2400 ° C (4350 ° F) — скорость нагрева также следует контролировать, поскольку слишком быстрое повышение температуры внутри заготовки вызовет термические напряжения и приведет к растрескиванию материала. Для уплотнения требуется окончательное спекание в течение 10 часов.

Металл и его сплавы

Вольфрамовые нити, легированные примерно 0,05% каждого оксида алюминия, кремнезема и оксида калия, не допускают набухания и используются в лампах накаливания.Добавление 1-2% тория или диоксида циркония увеличивает эмиссию электронов и жаропрочность вольфрамовой проволоки, что делает ее полезной для электронных устройств и электродов для дуговой сварки вольфрамом в инертном газе.

Вольфрам, пропитанный серебром и медью, обладает отличной дуговой стойкостью, высоким сопротивлением сварке, а также высокой проводимостью и токонесущей способностью. Следовательно, он широко используется для электрических контактов, полупроводниковых опор и сопел ракет.

Вольфрам — важная добавка к инструментальным сталям, суперсплавам и тугоплавким сплавам.Кобальт-хром-вольфрамовые сплавы, выпускаемые под торговой маркой Stellites, используются для наплавки износостойких клапанов, подшипников, гребных валов, режущих инструментов и жаропрочных инструментов.

Химические соединения

Карбиды вольфрама делятся на две категории. Первый — это цементированные карбиды вольфрама, также называемые твердыми металлами, которые по существу представляют собой WC, полученный путем спекания смеси углеродной сажи и порошка вольфрама, восстановленного водородом, при температуре 1500 ° C (2700 ° F).Они цементируются с использованием кобальтового или никелевого связующего с другими тугоплавкими карбидами или без них. В основном твердые сплавы используются в режущих и сверлильных инструментах, штампах для формования и волочения, а также в шипах.

Вторая группа, называемая плавленым или литым карбидом, состоит из W 2 C и эвтектической смеси WC и W 2 C. Более твердый, но более хрупкий, чем твердый сплав, он используется в износостойких приложениях, таких как наковальни, направляющие втулки в машинах, зубья и губки для экскаваторов.

Соединения прочие

Вольфрамовая бронза, состоящая из вольфраматов щелочных и щелочноземельных металлов, используется в качестве заменителя бронзы в декоративных красках. Вольфрамат натрия также используется для производства органических красителей и пигментов типа фосфорно-вольфрамовой кислоты, которые являются блестящими, светостойкими и нерастворимыми в воде и льняном масле. Вольфраматы кальция и магния используются в качестве люминофоров в люминесцентных лампах и телевизионных лампах. Вольфрамат аммония и другие соединения используются в качестве катализаторов в нефтяной промышленности для гидроочистки, гидрокрекинга и полимеризации.

Чун Цин Ван

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • Австралия: ферросплавы и цветные металлы

    Вольфрам, добываемый с колониальных времен, является основным экспортным товаром. Он был добыт в Квинсленде и из месторождений вольфрамита и шеелита, расположенных на острове Кинг в проливе Басса.Марганец добывается из множества мелких месторождений, особенно в районе Groote Eylandt на…

  • месторождение полезных ископаемых: Скарнс

    Вольфрамовые скарны поставляют большую часть мирового вольфрама из таких месторождений, как Сангдон, Корея; Остров Кинг, Тасмания, Австралия; и Пайн-Крик, Калифорния, США.С.…

  • Риу-Гранди-ду-Норти

    … в горах Борборема, где вольфрамовые рудники являются самыми важными в Бразилии и обеспечивают важный экспорт. Другие минеральные продукты включают гипс, известняк, мрамор, монацит, золото и берилл.За пределами Натала и таких городов, как Мосоро и Кайко, социально-экономические условия плохие. В городах есть фабрики, производящие…

Вольфрам: добыча и обработка — Металпедия

Вольфрам: добыча и обработка — Металпедия
  • Вольфрам: добыча и переработка
  • Используемые методы добычи зависят от физических и химических свойств минерала, тоннажа и содержания, физической формы, в которой он встречается, геометрии и глубины рудного тела.Общие методы добычи — это открытая (или открытая) добыча и подземная (или подземная) разработка, либо их комбинация.
  • Открытые горные работы
  • Добыча открытым способом используется, если приповерхностное рудное тело является массивным или когда оно встречается в круто падающих залежах, пластовых системах жил, трубах или составляет основную часть вмещающих пород, как в вкрапленных, так и в пробирных условиях депозиты. Добывается все рудное тело без возврата вскрыши в пустоту во время операции добычи.
  • Некоторые россыпные месторождения подходят для вскрышных работ или дноуглубительных работ. При вскрытии вскрыши удаляются и откладываются в яме, оставшейся после выемки предыдущей полосы или панели, и руду можно просто выкопать. Гидравлическая добыча обычно используется для рекультивации старых хвостов горных выработок, которые все еще содержат платежеспособный вольфрам.
  • Подземная добыча
  • Подземная добыча предпочтительнее, когда добыча с поверхности является или становится дорогой.Основным фактором при принятии решения о разработке подземных рудников является соотношение пустой породы к руде (коэффициент вскрыши). Как только это соотношение станет большим, разработка открытых месторождений перестанет быть рентабельной. Подземный доступ осуществляется через штольню (горизонтальный или почти горизонтальный вход в шахту), шахту или спуск. Руду добывают в забоях (пустоте, создаваемой извлечением руды) на нескольких примерно горизонтальных уровнях на разной глубине под поверхностью.
  • Концентраты (первичные источники вольфрама)
  • Современные методы обработки растворяют концентраты шеелита и вольфрамита путем разложения в щелочной среде под давлением с использованием соды или концентрированного раствора NaOH.Полученный раствор вольфрамата натрия очищают осаждением и фильтрацией перед превращением в раствор вольфрамата аммония. Этот этап осуществляется исключительно экстракцией растворителем или ионообменными смолами. Наконец, кристаллизацией получают аммоний-паравольфрамат (APT) высокой чистоты.
  • Вольфрамитовые концентраты также можно плавить непосредственно с древесным углем или коксом в электродуговой печи для получения ферровольфрама (FeW), который используется в качестве легирующего материала при производстве стали.Чистый шеелитовый концентрат также можно добавлять непосредственно в жидкую сталь.
  • Лом (вторичные источники вольфрама)
  • Вольфрамовый лом является очень ценным сырьем из-за высокого содержания вольфрама по сравнению с рудой.
  • Загрязненный лом цементированного карбида, стружка, шлифовка и порошковый лом окисляются и химически перерабатываются до APT аналогично тому, как это используется для обработки вольфрамовых руд.Если они присутствуют, кобальт, тантал и ниобий восстанавливаются на отдельных технологических линиях. Другой вольфрам, содержащий лом и остатки, может потребовать модифицированного процесса.
  • Чистые твердосплавные пластины и прессовки преобразуются в порошок в процессе цинкования (обработка расплавленным цинком, который растворяется в кобальтовой фазе и затем отгоняется, оставляя губчатый материал, который легко измельчается). Этот порошок снова добавляют при производстве готового к прессованию порошка.С помощью этого процесса рециклируется не только карбид вольфрама, но также карбид кобальта, тантала и другие карбиды.
  • Переработка вольфрама в быстрорежущей стали является высокой, и типичный расплав содержит от 60% до 70% лома, включая лом, образующийся внутри компании. С другой стороны, рециркуляция в таких областях, как нити лампы, сварочные электроды и химические продукты, является незначительной.
  • О нас Свяжитесь с нами
  • Metalpedia — это некоммерческий веб-сайт, цель которого — расширить знания о металлах и предоставить пользователям обширную справочную базу данных.Он в максимальной степени предоставляет пользователям достоверную информацию и знания. Если есть какое-либо нарушение авторских прав, пожалуйста, сообщите нам через нашу контактную информацию, чтобы как можно скорее удалить такой контент, нарушающий авторские права.

Обработка вольфрама | Международная ассоциация вольфрамовой промышленности (ITIA)

Концентраты (первичные источники вольфрама)

Современные методы обработки растворяют шеелитовый и вольфрамитовый концентраты путем разложения в щелочной среде под давлением с использованием соды или концентрированного раствора NaOH.Полученный раствор вольфрамата натрия очищают осаждением и фильтрацией перед превращением в раствор вольфрамата аммония. Этот этап осуществляется исключительно экстракцией растворителем или ионообменными смолами. Наконец, паравольфрамат аммония высокой чистоты (APT) получают кристаллизацией по формуле (NH 4 ) 10 (H 2 W 12 O 42 ) · 4H 2 O.

Вольфрамитовый концентрат

также можно плавить непосредственно с древесным углем или коксом в электродуговой печи для получения ферровольфрама (FeW), который используется в качестве легирующего материала при производстве стали.Чистый шеелитовый концентрат также можно добавлять непосредственно в жидкую сталь.

Лом (вторичные источники вольфрама)

Вольфрамовый лом из-за высокого содержания вольфрама по сравнению с рудой является очень ценным сырьем.

Загрязненный лом, стружка, шлифовка и порошковые отходы из цементированного карбида окисляются и химически перерабатываются до APT аналогично тому, как это используется при переработке вольфрамовых руд. Если они присутствуют, кобальт, тантал и ниобий восстанавливаются на отдельных технологических линиях.Другой вольфрам, содержащий лом и остатки, может потребовать модифицированного процесса.

Чистые твердосплавные пластины и прессовки преобразуются в порошок в процессе цинкования (обработка расплавленным цинком, который растворяется в кобальтовой фазе и затем отгоняется, оставляя губчатый материал, который легко измельчается). Этот порошок снова добавляют при производстве готового к прессованию порошка. С помощью этого процесса рециклируется не только карбид вольфрама, но также карбид кобальта, тантала и другие карбиды.

Переработка вольфрама в быстрорежущей стали является высокой, и типичный расплав содержит от 60% до 70% лома, включая лом, образующийся внутри компании.

С другой стороны, переработка в таких областях, как нити лампы (средний вес катушки: <30 мг; переработка абсолютно неэкономична), сварочные электроды и химическое использование является незначительной.

Хотя вольфрам кажется относительно безвредным для окружающей среды, экологические проблемы привели к увеличению скорости переработки, особенно когда материал содержит другие металлы помимо вольфрама (Co, Ta).Переработка всегда более экологична и обычно более экономична, чем удаление отходов.

Процесс экстракции вольфрама

Технологическая схема обогащения , показанная в этом исследовании, особенно адаптирована к концентрации вольфрамовой руды небольшими объемами. Минералы вольфрама обычно относятся к рыхлому классу, поэтому процессам концентрирования препятствует избыточное количество мелочи, образующейся на стадиях дробления и измельчения. Особое внимание следует уделить снижению ступени и концентрации, чтобы избежать чрезмерных потерь в мелких частицах.Минеральная отсадочная машина играет чрезвычайно важную роль в этой технологической схеме из-за ее способности обрабатывать неклассифицированное сырье, с выдающимся извлечением крупных фракций и значительным извлечением мелких фракций. Селективный продукт высокого качества получается при минимальном количестве воды.

Технологическая карта обогащения вольфрамовой руды

Измельчение Вольфрамовая порода

Секция дробления начинается с подбирающего ленточного питателя достаточной длины для удобного осмотра и отбора высококачественных отходов или отходов перед дроблением.Вибрационная решетка используется для удаления мелких частиц из корма для щековой дробилки и, таким образом, увеличения производительности дробления. Разгрузка щековой дробилки поднята до вибрационного грохота, который эффективно контролирует и ограничивает максимальный размер, поступающий в контур гравитационного концентрирования. В дробильных валках уменьшен размер виброгрохота. Эта установка была выбрана для данной технологической схемы, потому что она обеспечивает эффективное сокращение с соответствующим производством только сравнительно небольшого количества мелочи. Выгрузка из дробильных валков возвращается по замкнутому контуру с помощью вибрационного грохота Dillon.

Цепи гравитационного извлечения и доизмельчения вольфрама

Селективная отсадочная машина для минералов — первая машина в контуре гравитационного концентрирования, которая работает с неклассифицированными грохотами меньшего размера. Как указано в прилагаемой таблице, Mineral Jig демонстрирует высокоэффективную концентрацию во всех размерах корма, составляющую минус 10 меш. Хотя Mineral Jig может быть адаптирован для более грубых кормов, этот конкретный Jig был оснащен 3 мм. открытие нижних экранов.

Продукт клетки из Mineral Jig проходит через приспособление для очистки, производя высококачественный вольфрамовый концентрат и промежуточный продукт, который затем перетирается.Мелкие частицы в промежуточном продукте удаляются в классификаторе обезвоживания, а песчаный продукт поступает в стержневую мельницу с периферийной разгрузкой.

http://www.mining-technology.com/features/featurethe-future-rocks-minerals-that-will-shape-our-world/featurethe-future-rocks-minerals-that-will-shape-our-world- 7.html

Стержневая мельница с периферийной разгрузкой обеспечивает быструю разгрузку с минимальным временем контакта, поэтому эта мельница идеально подходит для ограничения количества мелких частиц в разгрузке шаровой мельницы. После быстрого измельчения промежуточного продукта для высвобождения дополнительных минералов его затем повторно отсадывают для извлечения дополнительного высококачественного вольфрама.

На вольфрамовых заводах принято обрабатывать гравитационные хвосты флотацией. Ниже показана характерная пена «мыльной флотации» во флотационной машине «Sub-A», извлекающей ферберит из хвостов гравитационной установки в концентраторе вольфрама в Колорадо.

Более грубые хвосты отсадки и переток классификатора проходят в гидравлический классификатор, который готовит заданный корм для таблетирования и концентрирования шлама. Концентрационные столы производят высококачественный концентрат, промежуточный продукт, который возвращается в шаровую мельницу с периферийной разгрузкой, и в последние хвосты.Мелкодисперсный вольфрам концентрируется с помощью наклоняемого концентратора Бакмана, который специально разработан для концентрирования шлама.

Канадская практика обогащения вольфрама

На типовой установке по извлечению вольфрама в Канаде в замкнутом цикле измельчения используется дуплексный отсадочный узел размером 16 x 24 дюйма. Он работает как более грубая установка на разгрузке стержневой мельницы с содержанием твердых частиц 50% и производит концентрат, содержащий около 50% WO3. Концентрат клетки выгружается с интервалами в дуплексную минеральную отсадку размером 12 ″ x 18 ″, которая работает как очиститель.Сырье в отсадку для очистки состоит из 70% твердых веществ и продуктов с содержанием WO3 72-73%, что составляет 65% извлеченного гравитационного концентрата. Хвосты очистного приспособления под действием силы тяжести присоединяются к разгрузке стержневой мельницы и возвращаются в более грубый отсадочный узел.

Конечный концентрат отсадки в среднем состоит из 77% шеелита, 8% ферберита, 4% гематита и 11% силикатов и оксидов. Удельный вес 5,73. Анализ сетки конечного концентрата отсадки следующий:

Способность извлекать высококачественный концентрат из исходного грубого неклассифицированного корма с минимальным количеством шламов является одной из выдающихся особенностей этой технологической схемы.Особое внимание уделяется хрупкой природе вольфрама при использовании дробильных валков и быстропроходного измельчения, предлагаемого шаровой мельницей с периферийной разгрузкой. Предыдущий опыт обогащения вольфрамовых руд показывает, что мелкие фракции несут потери вольфрама. По этой причине установлен наклоняемый концентратор Бакмана, который специально приспособлен для преодоления этой потери.

Хотя это и не указано в данной технологической схеме, вольфрамовые руды часто подвергаются магнитной сепарации, и испытания покажут целесообразность использования этого процесса на конкретной руде.Даже шеелит, хотя сам по себе не поддается магнитному обогащению, часто подвергают магнитной обработке для удаления граната.


Источник: Эта статья является воспроизведением отрывка из документов «В общественном достоянии», хранящихся в частной библиотеке 911Metallurgy Corp.

Tungsten Processing

Было всеобщим наблюдением, что богатые сорта руд и минералов истощаются, в то же время потребности цивилизации постоянно растут вместе с появлением бедных сортов руд и минералов, что создает проблему для инженеров-технологов.В то же время затраты на добычу и обогащение растут, создавая ситуацию, когда руководство должно обрабатывать и обрабатывать низкосортные руды на экономическом уровне, соблюдая экологические нормы и контроль, что было дополнительными затратами для руководства. соответствовать.

По имеющимся технологиям переработки полезных ископаемых видно, что с помощью гравитационного обогащения, флотации и связанных с ними методов невозможно восстановить значительные количества ценных минералов, потерянных в хвостах и ​​шламах в секторе переработки, где эти отходы содержат значения в размерах частиц. от 0 до 20 мкм.Новейшие технологии, разработанные в разных странах (кульминацией которых стало создание класса центробежных гравитационных сепараторов, таких как многогравитационный сепаратор. Сепаратор Knelson, концентратор Falcon и Kelsey Jig и т. Д., Доказали свою способность эффективно извлекать минеральные ценности в диапазоне от 0 до 20 микрон. Теперь это ситуация, когда инженеры-технологи могут запрограммировать восстановление ценностей из старых хвостов, отходов заводов, маргинальных, субмаржинальных и бедных руд, а также излишней шихты, которые до сегодняшнего дня оставались без технологии, могут быть спроектированы и обрабатывается как полезный источник минералов.

Извлечение вольфрама из отходов, хвостов, старых отвалов и извлечение очень мелких значений в диапазоне 500-1000 ppm, присутствующих в гранитной породе, извлекаются удовлетворительно по сравнению с результатами, полученными при переработке руд в любой точке мира. Теперь инженер по переработке полезных ископаемых должен изучить возможности извлечения извлекаемых запасов и связанных с ними полезных ископаемых в хвостах, старых отходах и рудных отвалах от более ранних горных работ.

Обработка вольфрама | Оборудование, технологический процесс, ящики

Вольфрамитовая руда имеет высокую скорость истощения, низкое содержание, крупный размер, высокую плотность, низкую твердость, легкое образование бурового раствора и глубокую окраску, которая в основном извлекается в процессе гравитационного разделения.Китайское производство по обогащению вольфрамитовой руды имеет более чем 70-летнюю историю и накопило богатый опыт, который можно резюмировать в следующих частях.
1. Предварительное обогащение, раннее забрасывание пустой породы, затем промывка, обесшламливание, сортировка, дробление.
Коэффициент разбавления при добыче вольфрамита обычно составляет около 80%. Количество окружающей породы в руде велико, и ее легко отличить от породы, содержащей вольфрамит. Предварительный выбор пустой породы увеличивает производительность и эффективность обогащения, а также снижает износ камнедробилки.

2. Гравитационная сепарация, сортировка и сортировка. Отсадочный концентратор — встряхивающий стол для извлечения крупнозернистого вольфрамита.

3. Концентрация тонкого вольфрамитового шлама
Мелкий вольфрамитовый шлам включает первичный и вторичный шлам, на долю которого приходится около 10% исходной руды. Содержание вольфрама выше, чем в исходной руде, содержание от 14% до 15%. Извлечение вольфрама из шлама — важный метод повышения скорости извлечения вольфрама.
Машины для концентрирования шлама из вольфрамита имеют вибростолы, центробежные концентраторы, ленточный желоб, флотацию, магнитную сепарацию.Скорость извлечения мелкого бурового раствора увеличилась с 10% ~ 50% до 60% ~ 70%.

Пример: завод вольфрамита

Возьмем в качестве примера завод по производству вольфрамового вольфрамита в Пангушане и подробнее исследуем технологический процесс и технологию переработки вольфрамовой руды.

【Характеристики руды】
Минеральный состав: месторождение композитного типа кварц-вольфрамин-сульфид, в основном содержит вольфрамит, висмутин, вспомогательные минералы, такие как шеелит, пирит, пирротин, молибденит и халькопирит.
Окружающие породы в основном из кварцевого камня, сланца и филлита.
【Производительность】 800т / сутки
【Целевые минералы
вольфрамит, шеелит, висмут и щепа.
【Добыча и обогащение】
Дробление — промывка — сбор вручную — измельчение — отсадочный концентратор — встряхивающий стол — флотация — магнитная сепарация.
— полный технологический поток, разделенный на 4 части: первичное разделение, гравитационное разделение, извлечение шлама и концентрирование.
【Оснащение】

# 1 Размер дробления роликовая дробилка 2
Изделие Оборудование Кол-во Максимальная производительность
9038 (мм) Размер выгрузки (мм) Плотность руды
Грубое дробление Щековая дробилка 400 * 600 1 60 <150 <92 1.7
Среднее дробление Щековая дробилка 250 * 500 2 24 ~ 26 <25 <20 1,7
Мелкое дробление 750 * 5002 ЛОЖЬ 3 ~ 5 1,7


(мм) магнитный сепаратор 9038 9038 9038 9038 9038 9038 9038 9038
# 2 Размер шлифования и шлифования Тонкость помола
Этап 1 900 * 2400 стержневая мельница 4 -10 -2.5 мм
Этап 2 900 * 2400 стержневая мельница 1 -2,5 -40 меш
# 3 Флотация, сила тяжести, магнитная сепарация H ) Концентрация Размер загрузки (мм)
Флотация Флотационная машина 12 30% ~ 35% -80 сетка
Магнитный сепаратор Магнитный сепаратор 3 -60 / -1.8 мм
Гравитационное разделение Пружинный встряхивающий стол 8
600 * 600 джиг-концентратор 8 9038 центробежный концентратор 24
Ленточный желоб 8 9038 9038 Влажность материала на выходе%
Сушилка Вольфрамовая сушильная печь 600 * 5000 2 60.1 11 0,3
Сушильный шкаф для висмута 600 * 4400 1 71,15 22,6 0,21

Метод добычи вольфрамового элемента 9000 Метод извлечения элемента с поверхности 1

ВОЛЬФРАМ:

Вольфрам в нормальном состоянии почти не встречается в виде химических соединений с добавочными элементами. Четный хотя выявлено более 20 вольфрамсодержащих минералов, только 2 из них важны для промышленного использования, в частности вольфрамит и шеелит.Чистый шеелит имеет сине-белую флуоресценцию. в ультрафиолетовом свете, который используется в разведке. Вольфрамит — это универсальное название вольфраматов железа и марганца. где соотношение железо / марганец может колебаться. Минерал с более 80% FeWO 4 называется ферберитом и минералом с дополнительным более 80% MnWO 4 называют хюбнеритом.

Все отвалы вольфрама относятся к остывшей магме или гидротермальной начало.При охлаждении расплавленной породы степень разности происходит сверхкристаллизация, а шеелит и вольфрамит снова и снова устанавливайте в жилах, где вулканическое излучение имеет трещины проникновения во внешний слой земли. Большинство из залежи вольфрама находятся в более молодых поясах пиков, то есть в Альпах, Гималаи и тихоокеанский пояс. По сравнению с несколькими предыдущими существования, источники вклада сильно исказились.В 1986 году СССР был крупнейшим потребителем в мире, но, к 1992 г. восстановленный СНГ экспортировал вольфрам, а к 1996 г. был вторым крупным трейдером в мире.

Вольфрам обычно добывают под землей. Шеелит и / или вольфрамит часто располагаются в довольно узких жилах, которые слабо расположены и часто расширяются с интенсивностью. Открытые карьеры существуют, но являются исключительным явлением.Сначала руда уплотняется и измельчается, чтобы освободить кристаллы минерала вольфрама. Шеелитовая руда может быть объединена гравиметрическими методами, часто объединена с помощью вспененной флотации, в то время как вольфрамитовая руда может быть объединена по торжественности, иногда в сочетании с магнитным разделением.

КАК ПОЛУЧАЕТСЯ ВОЛЬФРАМ?

Вольфрам в основном получают из минералов шеелита и вольфрамита, которые также включают в список ферберит и уебнерит.Вольфрам не очищается плавлением или каким-либо другим способом, с помощью которого очищаются другие металлы, поскольку он имеет самую высокую температуру плавления по сравнению с любым другим металлом. Таким образом, вольфрам извлекается из дробленой руды химическим путем в ходе ряда химических реакций, титрования, промывки и фильтрации. Странами добычи вольфрама являются Китай, Россия, Португалия, Австрия и Боливия. Известно, что Китай обеспечивает около 75% мировых поставок вольфрама. Методы добычи вольфрама зависят от физических и химических свойств минерала, сорта и глубины залегания руды, а также от физической формы, в которой она встречается.Обычные методы добычи — это открытая и подземная добыча.

ДОБЫЧА И ОБРАБОТКА:

Открытые методы добычи полезных ископаемых используются, когда минералы вольфрама находятся на поверхности земли, где подземные выемки не требуются. Районы, где ведется добыча полезных ископаемых, называются карьерами. Эти карьеры расширяются до тех пор, пока больше не перестанут добываться полезные ископаемые. Этот метод наверняка применяется в регионах Австралии и Канады.
Метод подземной добычи осуществляется путем вырубки руды, что, как правило, является рентабельным. Горняки будут бурить непосредственно месторождение вольфрамовой руды, чтобы вырезать большие куски руды. В противном случае метод добычи с использованием камер и столбов предполагает вырезание комнат из руды, при этом оставляя множество столбов для поддержки крыши. Этот процесс требует создания ряда комнат и колонн.

Несмотря на наличие большого количества добытой руды, удивительно знать, что большинство минералов вольфрама содержат менее 1.5 процентов полезного вольфрама. Для извлечения полезных ископаемых из породы требуются дробильные машины, которые дробят руду на очень мелкие куски, после чего эти куски отправляются на обогатительную фабрику, после чего готовятся наши любимые украшения. Глубоко от земли до наших пальцев процесс добычи вольфрама очень трудоемкий и утомительный.

ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА:

Вольфрамовые руды часто встречаются в сочетании с сульфидами и арсенидами, которые можно удалить обжигом на воздухе в течение двух-четырех часов при 800 ° C.Чтобы получить чистый металл, сначала необходимо получить промежуточное соединение, паравольфрамат аммония (APT). В связи с этим руды подвергаются разложению путем кислотного выщелачивания или добавления концентрированного раствора гидроксида натрия. На втором этапе измельченная руда выдерживается от 11/2 до 4 часов в 10–18-процентном растворе карбоната натрия при температуре от 190 до 230 ° C и давлении 14,1–24,6 кг на квадратный сантиметр. Перед удалением пустой породы или нежелательных отходов с помощью процесса фильтрации кислотность доводится до pH 9–9.5 и сульфаты алюминия и марганца добавляют при 70–80 ° C и полностью перемешивают в течение часа. Это помогает удалить фосфор и мышьяк и, таким образом, снижает содержание кремнезема до уровня 0,03–0,06 процента. Сульфид натрия добавляют при 80–85 ° C и pH 10 для удаления молибдена. При выдержке в течение часа и подкислении раствора до pH 2,5–3 с последующим перемешиванием в течение семи-девяти часов сульфид молибдена выпадает в осадок. Полученный раствор вольфрамата натрия можно очистить осаждением и фильтрацией, после чего он превращается в раствор вольфрамата аммония.Эта очистка осуществляется методом жидкого ионного обмена с помощью органического экстрагента, который состоит из аламина-336, деканола, керосина в определенных пропорциях. Ионы вольфрама переходят из водной фазы в органическую во время противотока экстрагента через раствор. Присутствующий в нем вольфрам позже отделяется от экстрагента в раствор, содержащий вольфрамат аммония. Для получения высокочистого раствора образующийся в результате паравольфрамат аммония направляется в испаритель для кристаллизации.

В процессе кислотного выщелачивания концентрат шеелитовой руды разлагается соляной кислотой в присутствии нитрата натрия, который действует как окислитель. Этот заряд сигнализируется распылением пара и поддерживается при 70 ° C в течение 12 часов. Выходящая суспензия содержит вольфрам в виде твердой вольфрамовой кислоты, ее разбавляют и дают отстояться. Затем вольфрамовую кислоту растворяют в водном растворе аммиака при 60 ° C при непрерывном перемешивании в течение двух часов.Кальций из полученного раствора осаждается в виде оксалата кальция, а фосфор и мышьяк удаляются путем добавления оксида магния, который дает нерастворимые фосфаты и арсенаты аммония и магния. Кремнезем, железо и другие примеси, образующие коллоидные гидроксиды, удаляются путем добавления небольшого количества активированного угля. Наконец, раствор очищают через фильтры под давлением и упаривают, чтобы получить кристаллы APT.

Производство вольфрамового порошка:

Когда паравольфрамат аммония подвергается разложению до оксидов вольфрама, разные цвета оксидов отображаются в зависимости от состава: желтый цвет проявляется в триоксиде, диоксид — в коричневом, а оксид — в пурпурно-синем.APT обычно разлагается до промежуточного оксида во вращающейся печи для поддержания восстановленной атмосферы в потоке водорода, из-за чего аммиак в кристаллах частично разлагается на азот и водород. Это процесс промышленного производства вольфрама. Вращающаяся печь разделена перегородками на три зоны, поддерживаемые соответственно при 850 °, 875 ° и 900 ° C. Затем печь слегка наклоняют и вращают, чтобы обеспечить непрерывный поток порошка через центральные отверстия перегородок.

Синий оксид восстанавливается до порошка металлического вольфрама водородом в стационарных печах при температурах от 550 ° до 850 ° C.

WO 3 (г) + 3H 2 (г) ——> W (т) + 3H 2 O (г)

Даже если порошок обычно загрязнен карбидом вольфрама и некоторыми минеральными элементами, содержащимися в углероде, паравольфрамат аммония также может быть восстановлен углеродом.Когда APT и углерод смешиваются и реагируют при 650–850 ° C, образующийся продукт представляет собой голубой оксид. При нагревании в диапазоне 900–1 050 ° C образуется коричневый оксид. Для полного восстановления до чистого металлического вольфрама с чистотой 95% требуется температура выше 1050 ° C.

СТРАНЫ-ПРОИЗВОДИТЕЛИ Вольфрама:


ГОДОВОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЛЬФРАМА:

ПРОИЗВОДСТВО ВОЛЬФРАМА В МИРЕ:

Китай является крупнейшим производителем вольфрама, обеспечивая большую часть мирового производства.Китай также обладает крупнейшими в мире запасами вольфрамовых руд. Первоначально Россия была вторым по величине производителем вольфрама в мире, за ней следовала Европа. В настоящее время Вьетнам является вторым по величине производителем вольфрама. Соединенные Штаты также входят в число ведущих стран-производителей вольфрама, обладая одними из самых богатых запасов вольфрама в мире. Другие производители вольфрама в мире включают Боливию, Великобританию, Австрию и Канаду.

Рейтинг Страна Производство вольфрама (метрические тонны)
1 Китай 79 000
2 Вьетнам 7 200
3 Россия 3 100
4 Боливия и Великобритания 1,100
5 Австрия 950

.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *