钨粉:类型、安装、选择

目录

钨粉 是一种由金属钨制成的灰色细粉末。它具有独特的性能,因此在许多工业和商业应用中都非常有用。本指南全面介绍了钨粉、其制造方法、应用、供应商、成本等。

钨粉概述

钨粉,又称钨金属粉末或钨粉,是指微米大小的纯钨元素颗粒。钨粉呈灰黑色粉末状,手感沉重,有砂砾感。

在所有金属中,钨的熔点最高,密度和硬度也特别高。这使得钨粉具有优异的高温性能、耐磨性、硬度和耐用性。同时,它还可以与其他金属制成合金,或通过粉末冶金技术制成各种形状。

钨粉的一些主要特性和特点包括

  • 密度高 - 19.3 克/立方厘米,几乎是铅的两倍
  • 熔点高 - 3422°C,在所有金属中最高
  • 热膨胀系数低
  • 出色的导热性和导电性
  • 耐磨损、侵蚀和电弧
  • 生物相容性好,纯净时无毒
  • 灰黑色,带金属光泽

钨粉的粒度从 1 微米到 150 微米不等。颗粒形状可以是球形、片状或不规则形。较细的粉末可提供更均匀的混合和更好的致密性。在钨砝码等应用中,粗颗粒是首选。

生产钨粉的主要工艺是氢还原钨氧化物。纯钨粉呈明亮的银灰色,而不纯的钨粉则呈棕色或黑色。

钨粉

钨粉的应用和用途

钨粉在以下主要领域有多种用途:

军事和国防

  • 用于动能穿甲弹、穿甲弹、导弹和火箭配重的钨合金
  • 反坦克弹药中的碳化钨球和飞镖
  • 核反应堆的辐射屏蔽

汽车

  • 灯泡和灯具中的钨丝
  • 接触点和电气元件可承受电弧
  • 碳化钨球轴承和其他耐磨部件
  • 用于阀门和涡轮增压器等发动机部件的钨合金
  • 配重和减震组件

制造业

  • 用碳化钨制造的切割工具、模具和冲头
  • 用于焊接的钨电极
  • 添加到钢中以制造高速工具钢
  • 用于电接触和电阻加热的部件
  • 金属蒸发舟和坩埚

电子产品

  • 半导体散热器和热管理组件
  • 气相沉积舟和加热元件
  • 场发射尖端、电子发射器和阴极
  • 触点、连接器和导线
  • 辐射屏蔽

医疗保健

  • 用于 X 射线机器和癌症放射治疗的致密钨合金准直器、过滤器和屏蔽装置
  • 钨粉与聚合物混合用于制造辐射屏蔽用致密复合材料
  • 医疗设备的压载砝码
  • 医疗植入物(如支架和骨螺钉)部件

其他应用

  • 钨合金配重,用于高尔夫球杆、游艇龙骨、直升机旋翼等应用领域
  • 飞镖、保龄球、高尔夫球杆头等运动器材的砝码
  • 钓饵、潜水饵
  • 珠宝组件
  • 赛车中的压舱物

钨粉的种类

钨粉根据颗粒大小、形状、纯度、粉末密度和预期用途分为不同等级:

类型说明
超细颗粒尺寸小于 1 微米,表面积大,用于化学工艺
亚微米1-5 微米,球形,高纯度,用于硬质合金
精美1-10 微米,高密度,用于钨研磨产品
中型10-40 微米,中等表面积,一般用于粉末冶金
40-150 微米,表面积小,用于称重
纯净99.9%-99.99% 钨,杂质含量低,亮银灰色
商业97%-99% 钨,含有少量杂质,呈灰色或棕色
形状片状、针状、树枝状或定制形状,特殊应用

钨粉规格

工业用钨粉必须符合 ISO、ASTM、DIN、JIS、GB 和 GOST 等国际标准规定的一系列物理、化学和形态规格:

参数典型规格
颗粒大小1 - 150 微米
粉末形状球形、不规则、片状
表观密度未烧结粉末为 2 - 3 克/立方厘米
水龙头密度未烧结粉末为 4 - 6 克/立方厘米
纯净99% 至 99.995% 钨
氧气含量<100 - 1000 ppm
碳含量<100 - 500 ppm
重金属杂质每种元素的百万分率限制
表面积粉末为 0.5 - 15 m2/g
颜色亮银灰色至棕灰色
粉末流速霍尔流量计测试

最佳的粉末特性(如粒度分布、形态、表观密度和敲击密度)取决于最终部件的压制和烧结要求。定制钨粉混合物的配方可满足每种应用的需求。

设计和工程标准

钨粉末冶金部件的设计符合有关成分、制造、质量控制测试和应用的各种国际标准:

标准详细信息
ASTM B777钨基高密度合金的标准规格
ISO 13320硬金属规格 - 金属粉末压块
MIL-T-21014钨和钨合金轧机产品的军用规格
SAE-AMS-T-21014钨轧机形状的航空航天材料规格
GB/T 13383-2008中国钨棒材和钨条材标准
JIS C 2805日本钨研磨产品工业标准
DIN 2240 标准德国重金属轧机产品标准

部件和粉末制造商确保符合化学、微观结构、机械性能、无损检测、质量保证等方面的适用标准。

制造和生产

金属钨粉主要是通过氢还原钨氧化物生产的:

氧化钨粉末 + 氢 → 钨粉末 + 水蒸汽

这是一种放热过程,在专门的还原炉内,于 700-1000°C 的氢气环境中进行。

钨粉生产的关键步骤有

  1. 采矿和采掘 - 钨矿(如黑钨矿和白钨矿)经过开采、破碎、碾磨和泡沫浮选浓缩后,可生产出仲仲钨酸铵(APT)。
  2. 转化为氧化物 - APT 经热分解生成三氧化钨 (WO3),再研磨成黄色/棕色的细粉末。
  3. 氢气还原 - WO3 粉末在温度高达 1000°C 的推送炉、带式炉或旋转炉内与干氢气一起进行还原。
  4. 铣削和分类 - 还原后的钨粉在球磨机中碾磨,分成不同的粒度,然后进行进一步加工。
  5. 混合和压实 - 粉末经过混合、润滑、压制成 "绿色 "预型件,然后烧结成成品部件。

高纯度等级的粉末可能需要经过额外的氢气或真空脱气处理,以降低杂质含量。异型粉末和表面处理粉末采用专门技术制造。粉末的形态、粒度分布、纯度和化学成分都经过严格控制,以满足各种应用的需求。

钨粉

供应商和定价

全球领先的钨粉供应商包括

公司名称地点
水牛钨美国
中西部钨业美国
TaeguTec韩国
沃尔夫拉姆奥地利
HC Starck德国
厦门钨业中国
JX 日本矿业日本

钨粉的定价取决于以下因素:

  • 纯净 - 范围从 US$50/kg 的 97% 钨粉到超过 $1000/kg 的 99.995% 超细钨粉
  • 颗粒大小 - 超细粉末 US$100/公斤,微米级粉末 US$30-60/公斤,粗粉更便宜
  • 数量 - 以吨为单位的批量价格较低
  • 粉末特性 - 球形和高密度首选,压制成本更高
  • 产品一致性 - 全球知名品牌的定价更高

价格范围:

  • 低端:每公斤 $30-$50
  • 中级:每公斤 $50-$150
  • 高纯度/高性能:每公斤 $150-$1000

联系主要供应商,根据您的规格和采购量获得准确报价。

如何选择钨粉供应商

以下是选择可靠的钨粉制造商和供应商的提示:

  • 审查公司资质,包括经营年限、声誉和客户
  • 确保他们能够定制粉末特性以满足您的要求
  • 质量稳定、测试严格,并通过 ISO 9001 认证
  • 评估其生产能力以及在必要时扩大供应规模的能力
  • 考虑地点和物流问题,以便高效地向您的设施交付产品
  • 在大规模采购前要求提供样品以测试粉末质量
  • 比较不同供应商的定价,以确保成本效益
  • 确保产品的高纯度、可靠性和批次间的一致性
  • 检查交货时间和库存可用性,避免缺货
  • 评估小规模测试订单或满足紧急要求的灵活性
  • 考虑混合、化学分析和定制包装等增值服务

安装和操作指南

储存和处理

  • 将钨粉存放在清洁、干燥、密封的容器中,远离潮气、火花和火焰
  • 如果存放时间超过 6 个月,则使用惰性气体保护
  • 限制暴露在空气中,以尽量减少氧化
  • 提供适当的通风和集尘系统
  • 避免灰尘、油类或其他粉末细粒的污染
  • 使用干净的铲子和工具进行处理;穿戴个人防护设备,如口罩、手套和护目镜
  • 防止粉末在表面上堆积,将粉尘爆炸风险降至最低

加工和操作

  • 在压实前用硬脂酸盐或蜡润滑粉末
  • 压制时,使用用硬脂酸锌润滑的工具钢或碳化钨模具
  • 以最佳压力平稳地压紧粉末
  • 烧结时,使用氢气炉或真空炉和受控加热曲线
  • 根据粉末等级,遵循建议的烧结温度和时间
  • 在惰性气氛下缓慢冷却炉内烧结部件
  • 根据需要,还可采用渗透、热处理或 HIP 等其他步骤
  • 处理粉末和操作设备时遵守安全预防措施

维护

  • 定期检查粉末容器和储存区是否损坏或泄漏
  • 立即清理溢出的粉末,防止细粉堆积
  • 将废钨粉和废料作为危险工业废物安全处置
  • 定期清洁粉末冲压模具、冲头和其他工具
  • 按照制造商的说明润滑和维护压力机
  • 按照建议的时间表进行炉子维护和重新校准

使用钨粉的利与弊

优势

  • 熔点高,具有优异的高温性能
  • 耐磨、耐腐蚀,延长部件使用寿命
  • 极高的密度带来了重量和惯性
  • 生物相容性好,纯净时无毒
  • 良好的导热性和导电性
  • 热膨胀系数低
  • 可进行合金化处理,以优化硬度等性能
  • 粉末冶金技术可制造复杂的网状部件
  • 可回收利用,以回收钨

缺点

  • 与其他金属粉末相比价格昂贵
  • 全球供应有限,生产集中在中国
  • 未改性时较脆,需要合金化或烧结
  • 在完全烧结状态下进行加工具有挑战性
  • 高熔点使制造过程耗费大量能源
  • 延展性和抗冲击性低于钢材
  • 在高温下容易氧化
  • 加工过程中易受污染
钨粉

常见问题

问:有哪些不同等级的钨粉?

答:主要牌号根据粒度(超细、细、中、粗)、纯度(99.9% 至 99.995%)、粉末形状(球形、不规则、片状)和最终用途(一般用途、冲压、焊接等)进行分类。

问:哪种粒度最适合压制和烧结?

答:较细粉末(1-10 微米)和较粗粉末(10-40 微米)的双峰混合是最佳选择,可提高粉末流动性和绿色密度。也可使用超细粉末。

问:钨粉中的杂质有什么影响?

答:碳、氧、铜和铁等杂质会降低性能。超高纯度牌号的杂质较少,适合要求严格的应用。

问:钨粉是如何压制和烧结的?

答:在模具中使用高压将粉末压制成绿色压制物,然后在氢气或真空环境下以接近 2000°C 的温度进行烧结。

问:钨粉中可以添加哪些合金元素?

答:钨与镍、铁、钴、铜和铼等元素制成合金,以提高强度、延展性和其他性能。

问:钨粉的建议储存方法是什么?

答:存放在密封容器中,置于清洁、干燥的地方,防止受潮和污染。限制与空气接触。超过 6 个月的长期储存应使用惰性气体保护。

问:钨粉如何回收和再利用?

答:废钨粉和固体钨可通过破碎、研磨、混合和重新压缩制成新产品,从而实现循环利用。性能不会下降。

问:钨重合金的主要用途是什么?

答:军事和国防部件,如动能穿透器、辐射屏蔽、配重、压载配重、航空航天和汽车应用中的减震等。

问:使用钨与贫铀相比有什么优势?

答:钨无放射性,处理起来更安全,争议较少,比贫化铀更容易获得,同时具有相似的密度。

了解更多 3D 打印工艺

分享到

在 Facebook 上
推特
LinkedIn
WhatsApp
电子邮件

Metal3DP Technology Co., LTD 是一家领先的增材制造解决方案提供商,总部位于中国青岛。公司专注于工业应用领域的三维打印设备和高性能金属粉末。

咨询以获得最优惠的价格和为您的企业量身定制的解决方案!

相关文章

D2 球形工具钢合金粉末:恶劣条件下的卓越韧性

When it comes to high-performance tool steels, D2 Spherical Tool Steel Alloy Powder is a name that stands out. Known for its exceptional wear resistance, high hardness, and impressive toughness, D2 is a versatile material widely used across industries, from tooling to additive manufacturing. Its spherical morphology, achieved through advanced atomization techniques, ensures excellent flowability, consistent packing density, and superior performance in modern manufacturing methods like 3D printing and metal injection molding (MIM).

What makes D2 alloy powder special? It’s a high-carbon, high-chromium tool steel that delivers outstanding durability and edge retention. Whether you’re crafting precision parts, high-wear mechanical components, or cutting tools, D2 is the dependable choice that doesn’t compromise on quality. This guide dives deep into the composition, properties, applications, and benefits of D2 Spherical Tool Steel Alloy Powder, giving you all the insights you need to make an informed decision.

阅读更多 >

FeNi80 软磁合金球形磁粉:实现最高效率

In the world of advanced materials, FeNi80 Soft Magnetic Alloy Spherical Powder is a standout performer. Renowned for its exceptional magnetic properties, this iron-nickel alloy is a game-changer in industries like electronics, aerospace, and power generation. With an impressive 80% nickel (Ni) and 20% iron (Fe) composition, FeNi80 is designed for high-performance applications that demand superior soft magnetic properties, low coercivity, and high permeability.

In this guide, we’ll take a deep dive into the FeNi80 Soft Magnetic Alloy Spherical Powder, covering its composition, properties, applications, pricing, advantages, and much more. Whether you’re an engineer, researcher, or manufacturer, this resource will help you understand why FeNi80 Powder is the preferred choice for cutting-edge magnetic applications.

阅读更多 >

获取 Metal3DP 的
产品手册

获取最新的技术、创新和公司新闻。