Wolfram ist fast ein Science-Fiction-Metall. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird es in bahnbrechenden Anwendungen in High-Tech-Industrien eingesetzt. Aber warum sind eine hohe Dichte oder ein hoher Schmelzpunkt so wichtig? In diesem Artikel besprechen wir die verschiedenen Gründe, warum Wolfram in anspruchsvollen Märkten eingesetzt wird und wie das in der Praxis funktioniert. Wolfram ist nämlich nicht immer einfach zu bearbeiten. Metel berät oder übernimmt sogar die Herstellung von Wolframteilen. Wolfram ist der Name des chemischen Elements mit dem Symbol W und der Ordnungszahl 74. Im Englischen heißt das Element „Tungsten“, benannt nach einem schwedischen Chemiker, der einen neuen Schaum aus „tung sten“ herstellte, was „schwerer Stein“ bedeutet. Der Schaum (Rahm) wurde im Deutschen genannt.kombiniert mit Wolf, weil der Schaum während des Prozesses das Zinn förmlich fraß. Das Mineral Wolframit erhielt daraus seinen Namen. Zwei Spanier waren die ersten, die Wolfram erfolgreich isolierten, indem sie die Säure mit Holzkohle reduzierten, und sie gaben ihm den Namen Wolfram.Wolframringe für zwei verschiedene High-Tech-Anwendungen

Wolfram Anwendungen und Märkte

Wolfram hat zwei sehr auffällige Eigenschaften; es hat nämlich den höchsten Schmelz- und Siedepunkt aller Metalle (bzw. 3.410˚C und 5.930˚C) und eine Dichte, die mit der von Uran und Gold vergleichbar ist, 1,7 Mal die von Blei. Dadurch gibt es eine große Menge anAnwendungen dieses Hochleistungsmetalls, die vielleicht bekannteste ist der Glühfaden einer Glühbirne. Hierbei ist natürlich der hohe Schmelzpunkt, der Wolfram so geeignet macht. Aber es gibt noch weitere interessante Anwendungen: Wolfram als Ausgleichsgewicht – Metel liefert Wolfram beispielsweise an einen Kunden, der Maschinen zur Plasmatrennung herstellt, wobei Wolfram als Ausgleichsgewicht dient. Dasselbe gilt für die Anwendung von Wolfram zum Beispiel an der Kurbelwelle eines Autos. Wolfram ermöglicht kompaktere Konstruktionen – Ingenieure können an kompakteren Systemen arbeiten, einfach weil das spezifische Gewicht höher ist. In der zuvor genannten Plasmatrennungsanwendung sorgt dies dafür, dass das Ausgleichsgewicht weniger Platz einnimmt und daher kleiner gebaut werden. Wolfram zur Abschirmung von Strahlung – Aufgrund seiner hohen Dichte eignet sich Wolfram hervorragend zur Abschirmung von Röntgenstrahlen und wird beispielsweise in dem, was früher als Bleischürze bekannt war, eingesetzt. Wolfram ist nicht giftig – Im Gegensatz zu Blei ist Wolfram nicht giftig und kann daher in viel mehr Fällen eingesetzt werden. Wolfram ist unter Vakuum sehr hitzebeständig – Der Ausdehnungskoeffizient von Wolfram ist mit 4,5 im Vergleich zu Blei (29,3) niedrig, sodass Wolfram sehr formstabil und praktisch unzerstörbar ist. Deshalb wird es häufig in Vakuumöfen eingesetzt. Dies macht Wolfram zu einem essenziellen Material für die Herstellung von High-Tech-Bauteilen, beispielsweise in der Raumfahrt, Halbleiter- und Energieindustrie.gie Industrie.

Bearbeitete Teile aus reinem Wolfram

Die Bearbeitung von reinem Wolfram/Tungsten (min. 99,95% Reinheit) kann herausfordernd sein oder spezielle Werkzeuge erfordern. Daher kommt es häufig vor, dass Metel, neben anderen Metallen und Legierungen, bearbeitete Wolframteile an ihre Kunden liefert. „Unsere Fabrik verfügt über das gesamte Wissen und die Ausrüstung, die notwendig sind, um die unterschiedlichen Legierungen zu bearbeiten. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass eventueller Verlust, beispielsweise während der Zerspanung, direkt wiederverwendet wird. Dies führt zu niedrigeren Materialkosten.“

Anwendung-von-Wolfram

Wolfram in verschiedenen Formen

Auf dem obigen Bild sehen Sie kupferfarbenes Wolfram (WCu80). Dies ist eine der wichtigen Legierungen, die Metel seinen Kunden liefert. Wir stellen Ihnen drei Legierungen gerne individuell vor:

Wolfram-Kupfer

Bei Wolfram-Kupfer-Legierungen ist die wichtigste Überlegung das Gleichgewicht zwischen Verschleißfestigkeit und thermischer oder elektrischer Leitfähigkeit. Metel liefert beispielsweise Wolfram-Kupfer in einem 70/30-Verhältnis für die Herstellung von Hochspannungsleitern. In enger Absprache mit dem Kunden bestimmen wir die richtige Zusammensetzung.

Wolfram-Silber

Diese Legierung hat eine außergewöhnlich gute Leitfähigkeit, besser als Kupfer und sogar besser als Gold. Wolfram-Silber wird daher beispielsweise in Schweißelektroden eingesetzt. Aber es gebDer Einsatz in „offener“ Luft hat auch Nachteile, da Silber sehr anfällig für Oxidation ist. Durch Oxidation verschlechtert sich die Leitfähigkeit von Wolfram-Silber in einer Anwendung relativ schnell. Deshalb wird diese Legierung hauptsächlich dort eingesetzt, wo Sauerstoff keine Rolle spielt. In Audiokabeln zum Beispiel wird Wolfram-Silber in Kombination mit einer guten Ummantelung verwendet, die verhindert, dass die Legierung der Luft ausgesetzt wird.

Wolfram-Nickel-Kupfer- oder Wolfram-Nickel-Eisen-Legierungen

Eine Legierung, die die Vorteile von Wolfram bietet, aber nicht so schwierig zu bearbeiten ist wie reines Wolfram, ist beispielsweise die W95- oder W97-Legierung. Die Zahl bezieht sich auf den Wolframanteil, wobei die restlichen 3 Prozent aus Nickel in Kombination mit Eisen oder Kupfer bestehen. Die Wahl wird dann bestimmt…durch beispielsweise den Wunsch nach Leitfähigkeit und die Bedeutung eines hohen spezifischen Gewichts. Die W97-Legierung hat ein spezifisches Gewicht von 18,5 g/cm³, die W95-Legierung 17,6 g/cm³. In beiden Fällen lässt sich die Legierung gut bearbeiten.

Legierungen

Häufig nachgefragte Wolframlegierungen sind:

  • W90NiFe/W90NiCu
  • 5NiFe/W92.5NiCu
  • W95NiFe/W95NiCu
  • W97NiFe
  • W90NiFeMo

Praxisbeispiel Anwendung Wolfram

Auf dem untenstehenden Bild sind zwei Ringe zu sehen, der linke Ring wurde angewendetEiner unserer Kunden arbeitet in ihrer Veredelungsanwendung mit den oben genanntentungsten ring (links). Diese Ringe sind Teil eines Trägers für Kupferteile, die in einem chemischen Bad versilbert werden. Da das chemische Bad, durch das die Teile bewegt werden, unter Strom steht, ist es wichtig, dass die Ringe leitfähig und korrosionsbeständig sind. Eine Wolfram-Kupfer-Legierung ist hierfür die beste Wahl. Der linke Ring besteht aus der W90-Legierung und erwies sich als zu anfällig für Verschleiß. Um den Verschleiß dieser Teile zu reduzieren, haben wir gemeinsam mit diesem Kunden verschiedene Wolframlegierungen geprüft. Reines Wolfram erwies sich als zu kostspielig und die W97-Legierung war ein Schritt in die richtige Richtung. Schließlich fiel die Wahl auf die W95NiCu-Legierung (3,5 % Nickel, 1,5 % Kupfer) als die kosteneffektivste Lösung.

Der dickere Ring wird in einem High-Tech-Elektronenmikroskop verwendet, um Elektronen in einem geraden Strahl zu bündeln.

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