A Volfrám szinte egy sci-fi fém. Egyedi tulajdonságai miatt áttörő alkalmazásokban használják a high-tech iparágakban. De miért olyan fontos a nagy sűrűség vagy a magas olvadáspont? Ebben a cikkben megvitatjuk a különböző okokat, amiért a Volfrámot igényes piacokon alkalmazzák, és hogyan működik ez a gyakorlatban. A Volfrám ugyanis nem mindig könnyen megmunkálható. A Metel tanácsot ad vagy akár át is veszi a Volfrám alkatrészek gyártását.

A Volfrám a kémiai elem neve, amelynek jele W és rendszáma 74. Angolul az elemet „Tungsten”-nek hívják egy svéd vegyész után, aki új habot készített a tung sten-ből, ami „nehéz kő”-t jelent. A habot (Rahm) németül a Wolf szóval kombinálták, mert a hab mintegy Tin-t (ón) emésztett a folyamat során. A Wolframite ásvány innen kapta a nevét. Két spanyol volt az első, aki sikeresen izolálta a Volfrámot azzal, hogy a savat faszénnel redukálta, és ők nevezték el Volfrámnak.

Volfrám gyűrűk két különböző high-tech alkalmazáshoz

Volfrám alkalmazások és piacok

A Volfrámnak két nagyon feltűnő tulajdonsága van; ugyanis a legmagasabb olvadásponttal és forrásponttal rendelkezik az összes fém közül (rendre 3.410˚C és 5.930˚C), valamint sűrűsége összehasonlítható az Uránéval és Aranyéval, 1,7-szerese a Óloménak. Emiatt sokféle alkalmazása van ennek a nagy teljesítményű fémnek, talán a legismertebb a villanykörte izzószála. Itt természetesen a magas olvadáspont teszi a Volfrámot alkalmassá. De vannak még érdekes alkalmazások:

Volfrám mint egyensúlyi súly – A Metel például szállít Volfrámot egy olyan ügyfélnek, aki gépeket gyárt plazma elválasztásra, ahol a Volfrám egyensúlyi súlyként szolgál. Ugyanez igaz például egy autó főtengelyén alkalmazott Volfrámra.

Volfrám lehetővé teszi kompaktabb szerkezeteket – A mérnökök kompaktabb rendszereket építhetnek, egyszerűen azért, mert a fajlagos tömeg magasabb. A korábban említett plazma elválasztásnál ez azt jelenti, hogy az egyensúlyi súly kevesebb helyet foglal el, így kisebb lehet a szerkezet.

Volfrám sugárzás elválasztására – A magas sűrűség miatt a Volfrám kiválóan alkalmas röntgensugárzás elválasztására, és például korábban ólomkötényként ismert eszközökben alkalmazzák.

Volfrám nem mérgező – Ellentétben az Ólommal, a Volfrám nem mérgező, így sokkal több esetben alkalmazható.

Volfrám vákuumban rendkívül hőálló – A Volfrám hőtágulási együtthatója alacsony (4,5) az Ólomhoz képest (29,3), ezért nagyon formastabil és gyakorlatilag elpusztíthatatlan. Ezért sokat alkalmazzák például vákuumsütőkben. Ez a Volfrámot alapvető anyaggá teszi a high-tech alkatrészek gyártásában például az űrkutatásban, félvezető- és energiaiparban.

Tisztán megmunkált Volfrám alkatrészek

A tiszta Volfrám/Tungsten (min. 99,95% tisztaság) megmunkálása kihívást jelenthet vagy speciális szerszámokat igényelhet. Ezért gyakran előfordul, hogy a Metel más fémek és ötvözetek mellett megmunkált Volfrám alkatrészeket szállít ügyfeleinek. „Gyárunk rendelkezik minden tudással és felszereléssel, ami szükséges a különböző ötvözetek megmunkálásához. További előny, hogy az esetleges veszteség, például forgácsolás közben, azonnal újrahasznosítható. Ez alacsonyabb anyagköltséget eredményez.”

toepassing-van-wolfraam

Volfrám különböző formákban

 

A fenti képen rézszínű Volfrámot (WCu80) láthat, amely az egyik fontos ötvözet, amit a Metel szállít ügyfeleinek. Három ötvözetet szívesen ismertetünk külön-külön:

Volfrám-Réz

A Volfrám-Réz ötvözeteknél a legfontosabb mérlegelési szempont a kopásállóság és a hő- vagy elektromos vezetőképesség közötti egyensúly. A Metel például 70/30 arányú Volfrám-Réz ötvözetet szállít nagyfeszültségű vezetők gyártásához. Szoros együttműködésben az ügyféllel határozzuk meg a megfelelő összetételt.

Volfrám-Ezüst

Ez az ötvözet kivételes vezetőképességgel rendelkezik, jobb, mint a Réz és még az Aranynál is jobb. A Volfrám-Ezüstöt például hegesztő elektródákban alkalmazzák. Azonban a „nyílt” levegőn való használatnak hátrányai is vannak, mivel az Ezüst nagyon érzékeny az oxidációra. Az oxidáció miatt a Volfrám-Ezüst vezetőképessége viszonylag gyorsan romlik egy alkalmazásban. Ezért ezt az ötvözetet főként olyan helyeken használják, ahol az oxigén nem játszik szerepet. Például audiokábelekben a Volfrám-Ezüstöt jó burkolattal kombinálják, amely megakadályozza, hogy az ötvözet levegőnek legyen kitéve.

Volfrám-Nikkel-Réz vagy Volfrám-Nikkel-Vas ötvözetek

Egy olyan ötvözet, amely a Volfrám előnyeit kínálja, de nem olyan nehéz megmunkálni, mint a tiszta Volfrám, például a W95 vagy W97 ötvözet. A szám a Volfrám százalékos arányára utal, ahol a fennmaradó 3 százalék Nikkelből áll, Vas vagy Réz kombinációjában. A választást például a vezetőképesség iránti igény és a magas fajlagos tömeg fontossága határozza meg. A W97 ötvözet fajlagos tömege 18,5 g/cm3, a W95 ötvözeté 17,6 g/cm3. Mindkét esetben az ötvözet jól megmunkálható.

Ötvözetek

Gyakran keresett Volfrám ötvözetek:

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

Gyakorlati példa Volfrám alkalmazásra

Az alábbi képen két gyűrű látható, a bal oldali gyűrű alkalmazásban van

Egyik ügyfelünk a fenti Volfrám gyűrűt (balra) használja felületkezelési alkalmazásában. Ezek a gyűrűk egy réz alkatrészeket hordozó elem részei, amelyeket kémiai fürdőben ezüstöznek. Mivel áram folyik a kémiai fürdőben, amelyen az alkatrészek áthaladnak, fontos, hogy a gyűrűk valamennyire vezessenek és korrózióállóak legyenek. Erre a Volfrám-Réz ötvözet a legjobb választás.

A bal oldali gyűrű a W90 ötvözetből készült, és túlzott kopásnak volt kitéve. Az alkatrészek kopásának csökkentése érdekében együtt vizsgáltuk az ügyféllel a különböző Volfrám ötvözeteket. A tiszta Volfrám túl drága volt, a W97 ötvözet pedig jó irány volt. Végül a W95NiCu ötvözet (3,5% Nikkel, 1,5% Réz) bizonyult a legköltséghatékonyabb megoldásnak.

A vastagabb gyűrűt egy high-tech elektronmikroszkópban alkalmazzák, hogy az elektronokat egyenes sugárba fókuszálja.

Érdekli a Metellel való együttműködés előnyei? Csapatunk szívesen mesél programunkról vagy megközelítésünkről, és örömmel oszt meg sikeres együttműködési példákat az Ön speciális piacáról származó ügyfelekkel. Foglaljon időpontot a 0416 – 724 800 telefonszámon vagy írjon e-mailt a n.kesteloo@metel.nl címre.