Hogyan gyártják és feldolgozzák a volfrámlemezt?

A volfrámlemezek kritikus elemei az iparágakban, amelyek kivételes anyagokat igényelnek magas hőmérsékleti ellenállás , sűrűség , és mechanikai erő - Köszönet a Tungsten egyedi tulajdonságainak, például annak A legmagasabb olvadáspont a fémek között (3422 ° C) és Kiváló sugárzási árnyékolás , A volfrámlemezek alkalmazásokat találnak az űrben, az elektronikában, az vagyvostechnikai eszközökben és a nukleáris reaktorokban.

Ez a cikk belemerül a gyártás során részt vevő átfogó gyártási és feldolgozási lépésekbe volfrámlemezek , az alapanyag -előkészítéstől a végső befejezésig.

1. A volfrám és annak tulajdonságainak áttekintése

A volfrám (W) egy sűrű, kemény, ezüstfehér fém, amelyről ismert:

• Rendkívül magas olvadáspont: 3422 ° C (6192 ° F)

• Nagy sűrűség: 19,3 g/cm3 (az arany közelében)

• Magas szakítószilárdság és keménység

• Kiváló ellenállás a kopással és a korrózióval

• Jó elektromos és hővezető képesség

Ezek a tulajdonságok a volfrámlemezek ideálissá teszik a szélsőséges környezet , de keménysége és törékenysége miatt a gyártás kihívása.

2.

A. Tungfen érc és volfrámpor

• Bányászat és extrakció: A volfrám érc (főleg scheelite vagy wolframit) bányászik és feldolgozzák a volfrámkoncentrátum kinyerésére.

• Kémiai feldolgozás: A koncentrátumot pörkölés és kémiai tisztítás révén volfrám -trioxidgá (WO₃) alakítják át.

• Portermelés: Ezután magas hőmérsékleten hidrogénnel csökkentik a tiszta volfrámport.

A magas tisztaságú volfrámpor (≥ 99,95%) elengedhetetlen a kiváló minőségű lemezek előállításához.

3.

Mert volfrámé szélsőséges olvadási pont a hagyományos olvadást és az öntést nem praktikussá teszi, por kohászat az elsődleges gyártási módszer.

1. lépés: Por előkészítése

• A volfrámport kis mennyiségű adalékanyaggal (például nikkel, vas vagy réz) keverik, ha volfrám -ötvözeteket készítenek.

• A pornak kell lennie egységes és finom A jó szinterelés biztosítása érdekében.

2. lépés: tömörítés vagy megnyomás

• A volfrámport "zöld" formába tömörítik, nagy nyomáson, olyan módszerekkel, mint például egytengelyes sajtolás or izosztatikus sajtó .

• A sajtó sűrű, alakú tuskát vagy lemezt termel.

3. lépés: Szinterezés

• A préselt alakban megy keresztül szinterelés 1400 ° C és 2500 ° C közötti hőmérsékleten szabályozott atmoszférában (általában hidrogén vagy vákuum) a porrészecskék rögzítésére.

• A szinterelés sűrűsíti az anyagot, növeli a mechanikai szilárdságot és csökkenti a porozitást.

4. Forró gördülés és kovácsolás

A szinterelés után a volfrám vagy a födém gyakran Forró dolgozott A sűrűség javítása érdekében finomítsa a szemcsék szerkezetét és elérje a kívánt vastagságot:

• Forró kovácsolás: A fűtött tuskák kovácsoltak a vastagság csökkentése és a mechanikai tulajdonságok javítása érdekében.

• Forró gördülés: A volfrámlapot megemelt hőmérsékleten gördítik, hogy egyenletes vastagságú és felületi kivitelű lapos lemezt képezzenek.

• Ez a lépés szintén segít kiküszöbölje a maradék porozitást és javul szívósság .

A volfrám törékenysége miatt a forró munka pontos hőmérsékletet és deformációt igényel.

5. megmunkálás és befejezés

A volfrámlemezek gyakran precíziós megmunkálást igényelnek a méretekhez és a felülethez:

• Csiszolás és polírozás: A szoros tűrés és a sima felületek elérése érdekében a volfrámlemezek felületi őrlést és polírozást végeznek.

• Vágás: A lemez kialakításához olyan módszereket használnak, mint a huzal -EDM, a lézervágás vagy a vízsugaras vágás.

• Fúrás és marás: A tung rögzítéséhez keménysége miatt gyémánt- vagy karbid szerszámokat igényel.

• Lágyítás: Időnként a volfrámlemezeket lágyítják a gépelés utáni gépjárművek, hogy enyhítsék a belső feszültségeket.

6. Minőségellenőrzés és tesztelés

A gyártók szigorú minőségi ellenőrzéseket végeznek:

• Sűrűségmérés: Annak biztosítása érdekében, hogy a lemez megfeleljen a sűrűség -előírásoknak.

• Mikrostruktúra -elemzés: Mikroszkópia segítségével a szemcseméret és az egységesség ellenőrzésére.

• Mechanikai tesztelés: Keménység, szakítószilárdság és ütésállósági tesztek.

• Felszíni ellenőrzés: Olyan hibákhoz, mint a repedések, a porozitás vagy a zárványok.

• Dimenziós ellenőrzés: CMMS (koordináta mérőgépek) használata a pontosság érdekében.

7. A volfrám -ötvözetek és bevonatok speciális feldolgozása

• Sok volfrámlemez ötvözi az olyan elemekkel, mint nikkel , vas , vagy réz A megmunkálhatóság és a keménység javítása érdekében.

• Felületkezelések, például vegyi maratás , elektropropolising , vagy bevonatok (például a nikkel -bevonat) javíthatja a korrózióállóságot vagy az elektromos tulajdonságokat.

8. Környezeti és biztonsági szempontok

• A volfrámpor feldolgozása kezelhetőséget igényel finom részecskék Óvatosan, hogy elkerülje az inhalációs veszélyeket.

• Magas hőmérsékleti szinterelési igények speciális kemencék gázkontrolllal az oxidáció megelőzése érdekében.

• A hulladékgazdálkodás és a volfrámhulladék újrahasznosítása fontos a fenntarthatóság szempontjából.

9.

A volfrámlemezeket az alkalmazás-specifikus szabványok szerint gyártják:

• Repülési űr: A lemezeknek meg kell felelniük a repülőgép-minőségű tisztaságnak és az erőszabályoknak.

• Elektronika: Az ultrahúsos, csiszolt volfrámlemezeket hőcsillapítóként vagy elektródként használják.

• Orvosi: A sugárzási árnyékoláshoz szükséges volfrámlemezek pontos vastagságvezérlést igényelnek.

• Nukleáris: A sugárzási árnyékolólapoknak tanúsítást igényelnek a neutron és a gamma csillapításhoz.

10. A volfrám -gyártási folyamat összefoglalása

Következtetés

A volfrámlemezek gyártása a összetett, többlépcsős folyamat A porfém- és magas hőmérsékleti feldolgozás nagymértékben támaszkodik a volfrám kivételes olvadási pontja és keménysége miatt. A kombináció Por tömörítés, szinterelés, forró munka , és pontossági megmunkálás Lehetővé teszi a fejlett iparágak igényes igényeinek kielégítő lemezek gyártását.

Ezeknek a gyártási lépéseknek a megértésével a mérnökök és a vásárlók jobban meghatározhatják az alkalmazásukra szabott volfrámlemezeket, és biztosíthatják a minőség, a teljesítmény és a költségek legjobb egyenlegét.