T&D Materials Manufacturing LLC

Historia rozwoju stopów wolframu

Apr 03, 2022

W 1907 roku wyszedł stop wolframu o niskiej zawartości niklu. Został przygotowany przez obróbkę skrawaniem, ale jego poważna kruchość utrudniała jego aplikację. Do 1909 r. firma produkująca urządzenia elektryczne pozyskiwała kęsy wolframu metodą metalurgii proszków, a następnie produkowała drut wolframowy o ciągliwości w temperaturze pokojowej metodą obróbki skrawaniem, co położyło podwaliny pod przemysł obróbki drutu wolframowego i metalurgię proszków.

Jednak ten „ciągliwy” stop wolframu wykazuje wyraźną kruchość po zapaleniu żarówki. Włókno wolframowo-torowe zostało wynalezione w 1913 roku (zawartość ThO2 wynosi od 1 do 2 procent), co znacznie zmniejsza kruchość żarzącego się włókna. Początkowo zwisanie włókna nie stanowiło problemu, ponieważ włókno w tym czasie było włóknem prostym, ale po 1913 r. włókno proste zamieniono na włókno spiralne. W ten sposób, gdy żarówka jest używana, wysoka temperatura pracy i efekt własnego ciężaru powodują, że żarnik zwisa, więc czysty wolfram i wolfram toru są trudne do spełnienia.

Aby rozwiązać problemy zwisania drutu wolframowego i krótkiej żywotności, wynaleziono stop wolframu „bez deformacji” w wysokiej temperaturze. Początkowo, przygotowując czysty wolfram, prażył WO3 w tyglu ogniotrwałym. Przypadkowo odkrył, że spirala z drutu wolframowego wykonana z proszku wolframu zredukowanego przez WO3 w tajemniczy sposób nie zwisała już po rekrystalizacji. Następnie, po 218-krotnej wielokrotnej weryfikacji eksperymentalnej, ostatecznie stwierdzono, że drut wolframowy przygotowany przez dodanie krzemianu potasu i sodu do kwasu wolframowego (WO3 · H2O) oraz redukcję, prasowanie, spiekanie i przetwarzanie tworzy po rekrystalizacji dość gruboziarnistą strukturę, który nie był ani miękki, ani odporny na ugięcie. Jest to najwcześniejszy nie zwisający drut wolframowy. Odkrycie Pertha położyło podwaliny pod produkcję nieuginającego się drutu wolframowego. Aż do Stanów Zjednoczonych nazywano go „drutem wolframowym 218”, aby upamiętnić główne odkrycie Perth.

Proces produkcji domieszkowanego stopu wolframu jest długi, w tym wytapianie wolframu, wytwarzanie półfabrykatów w metalurgii proszków i obróbka plastyczna.

Parawolframian amonu (APT) jest zwykle używany jako surowiec do produkcji domieszkowanych stopów wolframu. Oprócz tradycyjnego klasycznego procesu wytwarzania parawolframianu amonu z koncentratu wolframu, badania nad metodą ekstrakcji i metodą wymiany jonowej były prowadzone na arenie międzynarodowej w latach pięćdziesiątych, a procesy te zostały również przyjęte w Chinach w latach siedemdziesiątych, co uprościło przebieg procesu i poprawiła stopę odzysku wolframu. Od lat sześćdziesiątych wiele krajów przyjęło proces domieszkowania niebieskiego tlenku wolframu w celu zastąpienia domieszkowania trójtlenkiem wolframu, aby poprawić efekt domieszkowania. Trawienie proszku wolframowego zastosowano w produkcji w latach 60-tych. Jego głównym celem jest zmycie nadmiaru domieszki, bardzo drobnego proszku i niektórych szkodliwych zanieczyszczeń w proszku wolframowym, aby poprawić wydajność przetwarzania i wysoką temperaturę drutu wolframowego. Od lat 60-tych metoda walcowania przelotowego jest stosowana nieprzerwanie. Walcowanie przelotowe polega na tym, aby półfabrykat przechodził przez przejście pary obracających się rolek i zmniejszał przekrój oraz wydłużał długość pod działaniem nacisku walca.

Chociaż tylko niewielka część rudy wolframu jest ostatecznie przetwarzana na drut wolframowy i podobne produkty, najważniejszym znaczeniem wolframu w nauce i technologii jest przekształcenie wyników jego badań w praktyczne zastosowanie. Zdobyta wiedza ma nieocenioną wartość w nowej dziedzinie metalurgii proszków, zwłaszcza w produkcji węglików spiekanych.


goTop