纯钨粉 钨粉在金属中具有最高的密度、强度和热性能。本指南详细介绍了工业应用中的非合金钨粉。
纯钨粉简介
纯钨粉含 >99.9% 钨，杂质极少。主要特性
- 密度极高，达 19.3 克/立方厘米
- 所有金属中最高的熔点 - 3422°C
- 高温强度
- 出色的导热性
- 热膨胀系数低
- 良好的耐腐蚀性和抗氧化性
优于合金粉末
- 卓越的热性能
- 提高导电性
- 密度和纯度更高
- 烧结强度更高
- 避免使用合金元素
纯钨具有无与伦比的密度和耐温性，可用于各行各业的高性能应用。
类型 纯钨粉
各种等级的纯钨粉：
纯钨粉的种类
| 类型 | 纯净 | 颗粒大小 | 形态学 |
|---|---|---|---|
| 纯净 | 99.9% W | 1-150 μm | 不规则、有棱有角 |
| 超细 | 99.9% W | <10 μm | 球形 |
| 纳米粉体 | >99.9% W | <100 纳米 | 球形 |
| 高纯度 | 99.95-99.99% w | 1-45 μm | 海绵状 |
纯度范围从 99.9% 到 99.999%。颗粒大小、形状和生产方法可根据应用而变化。
纯钨粉的成分
纯钨粉的典型成分：
- 钨 (W) - 99.9% 至 99.999%
- 氧气 (O) - 500-1000 ppm
- 碳 (C) - 100-300 ppm
- 氮 (N) - 20-100 ppm
- 氢 (H) - 20-100 ppm
- 钾 (K) - 20-50 ppm
- 钠 (Na) - 10-50 ppm
纯度较高的牌号可最大限度地减少氧和其他间隙，从而获得更好的延展性和耐腐蚀性。
纯钨粉的特性
纯钨粉的特性
| 物业 | 价值 |
|---|---|
| 密度 | 19.3 克/立方厘米 |
| 熔点 | 3422°C |
| 导热性 | 173 W/mK |
| 电阻率 | 5.6 μΩ-cm |
| 拉伸强度 | 550-620 兆帕 |
| 弹性模量 | 400 GPa |
| 热膨胀系数 | 4.5 x 10-6/K |
纯钨具有极高的密度、热性能、强度和耐温性，因此适用于高性能应用。
纯钨粉的特性
纯钨粉的特性
| 参数 | 详细信息 | 重要意义 |
|---|---|---|
| 颗粒大小 | 1-150 μm | 较小的尺寸可改善烧结效果 |
| 粒子形状 | 多种多样 - 角形、球形 | 影响密度和流量 |
| 表观密度 | 3-4 克/立方厘米 | 表示压实特性 |
| 水龙头密度 | 9-11 克/立方厘米 | 包装密度高 |
| 流量 | 20-25 秒/50 克 | 粉末流动性测量 |
| 氧气含量 | <1000 ppm | 影响延展性和强度 |
控制尺寸分布、形状、表面积、密度和含氧量对于纯钨粉的功能至关重要。
纯钨粉的规格
纯钨粉规格
| 参数 | 价值观 | 标准 |
|---|---|---|
| 钨含量 | >99.9% | ASTM B763 |
| 颗粒大小 | 1-10 μm | ASTM B213 |
| 表观密度 | >3 g/cc | ASTM B212 |
| 水龙头密度 | >9 g/cc | MPIF 04 |
| 流量 | <25 秒/50 克 | ASTM B213 |
| 氧气含量 | <1000 ppm | ASTM B939 |
符合标准规格可确保批次间的一致性和工业应用的适用性。
纯钨粉的粒度
常见粒度范围
纯钨粉粒度
| 尺寸 | 说明 | 典型用途 |
|---|---|---|
| 1-10 μm | 超细级 | 快速成型制造 |
| 10-25 μm | 精细等级 | 粉末注射成型 |
| 25-45 μm | 中等级 | 切割工具 |
| 45-150 μm | 粗级 | 钨重合金 |
较小的颗粒尺寸可以改善烧结和材料性能，但会降低流动性。颗粒越大，堆积密度越高。
年级 纯钨粉
纯钨粉的等级
| 等级 | 纯度 (%W) | 氧气（ppm） | 颗粒大小（微米） |
|---|---|---|---|
| CP | 99.9 | 700-1200 | 1-150 |
| RMP | 99.95 | 400-800 | 1-45 |
| SP | 99.98 | 100-300 | 1-25 |
| EL 级 | 99.99 | 50-150 | 1-10 |
CP - 粗粉，RMP - 反应堆熔体粉末，SP - 还原钠粉，EL 级 - 高纯度
更高的纯度可减少杂质和污染，从而提高性能。
纯钨粉的全球标准
纯钨粉的主要标准：
- ASTM B763 - 纯钨粉标准规范
- ISO 18274--纯钨粉的化学分析
- MPIF 标准 55 - 钨粉的材料标准
- ASTM B939 - 钨粉表征指南
- GB/T 4408 - 中国钨粉标准
这些都有助于确保全球不同应用领域的质量。还可根据要求生产定制粉末。
纯钨粉的应用
纯钨粉的应用
| 行业 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 辐射屏蔽、配重 |
| 汽车 | 车辆减震 |
| 电子产品 | 散热器、触点、电极 |
| 军事 | 动能穿甲弹、军械 |
| 制造业 | 切削工具、模具、工具 |
| 石油和天然气 | 高密度钻井泥浆添加剂 |
纯钨具有极高的密度和耐温性，是各行各业高性能零部件的理想材料。
纯钨粉供应商
纯钨粉的主要供应商
| 公司名称 | 地点 |
|---|---|
| HC Starck | 德国、美国 |
| 水牛钨 | 美国 |
| 中西部钨业 | 美国 |
| 计划 | 奥地利 |
| 株洲硬质合金 | 中国 |
这些知名制造商提供各种纯钨粉，并可根据纯度、粒度和性能要求定制钨粉等级。
纯钨粉的成本分析
纯钨粉定价
| 等级 | 每公斤价格 |
|---|---|
| CP（99.9% W） | $100-150 |
| RMP (99.95% W) | $150-200 |
| sp (99.98% w) | $200-300 |
| EL 级（99.991TPT3T W） | $300-500 |
价格取决于纯度、颗粒特性、供应商和订单量。粒度越细、纯度越高，价格越高。
纯钨粉的优缺点
纯钨粉的优势
- 卓越的导热性和耐温性
- 与合金牌号相比，强度和延展性更高
- 在所有金属粉末中密度最高
- 环境稳定、惰性
- 更好的精加工和表面粗糙度
- 可从废料和废弃物中回收利用
纯钨粉的局限性
- 与其他粉末相比非常昂贵
- 熔点高，加工难度大
- 断裂韧性低于合金钨
- 全球供应和可用性有限
- 由于存在粉尘爆炸风险，需要采取处理预防措施
- 难以加工成品部件
对于性能高于成本的关键应用，非合金钨是首选材料。在处理和加工过程中，必须采取适当的预防措施。
纯钨粉与其他金属的比较
与其他金属粉末的比较
| 参数 | 钨 | 钼 | 钽 |
|---|---|---|---|
| 密度（克/立方厘米） | 19.3 | 10.3 | 16.6 |
| 熔点（°C） | 3422 | 2617 | 2996 |
| 导热系数（W/mK） | 173 | 138 | 57 |
| 电阻率（μΩ-cm） | 5.6 | 5.7 | 13 |
| 每公斤价格 | $100-$500 | $30-$100 | $250-$500 |
钨的主要热性能和机械性能优于其他难熔金属，但成本较高。
常见问题
问：纯钨粉是如何生产的？
答：纯钨主要是通过氢气还原氧化钨生产的。再经过粉碎、研磨、退火和混合等步骤，就能获得所需的粉末特性。
问：纯钨粉有什么用途？
答：主要应用包括辐射屏蔽、配重、工具、切削工具、研磨介质、钨重合金、电触点和加热元件。
问：使用钨粉时需要采取哪些预防措施？
答：钨粉有爆炸和吸入的危险，储存和处理时需要防护装备、通风设备和惰性气体手套箱。必须采取适当的防火安全措施。
问：纯钨粉有哪些不同的粒度？
答：根据应用要求，粒度范围为 1-10 微米（超细）、10-25 微米（细）、25-45 微米（中）和 45-150 微米（粗）。
问：纯钨粉比碳化钨贵吗？
答：是的，纯钨粉的成本是碳化钨粉的 2-4 倍。不过，由于密度和导电/导热性能较高，因此成本增加是合理的。
问：市面上有哪些纯度等级的产品？
答：常见的钨纯度为 99.9%（CP 级）、99.95%（RMP 级）、99.98%（SP 级）和 99.99%（EL 级）。纯度越高，成本越高。
问：纯钨粉可以 3D 打印吗？
答：是的，10-45 微米范围内的高纯度钨粉可用于激光粉末床熔融和粘合剂喷射增材制造，但要进行适当的参数优化。
问：纯钨部件的后处理步骤有哪些？
答：烧结钨部件通过打磨、研磨、抛光和其他方法进行精加工，以达到严格的尺寸和表面公差要求。