Herstellung von Wolfram

Wolfram Powder Metallurgy - Herstellung von geschmiedeten P / M Wolfram.           

Mit wenigen Ausnahmen wird Wolfram als porenfreies p eingesetzt. ("Geschmiedetes" P / M-Wolfram). Um ein vollkommen dichtes Material sowie die gewünschte Form und mechanische Eigenschaften zu erhalten, ist ein komplexes, mehrstufiges, warmes und kaltes Umformverfahren erforderlich. Die wichtigsten Formgebungsverfahren für Wolfram sind Walzen (für Stäbe und Blechteile), Rundschmieden (für Teile mit großem Durchmesser), Gesenkschmieden (für Stangen), Schmieden (für große Teile), Zeichnung (für Drähte und Rohre). Sekundäre Umformprozesse umfassen das Flachwalzen von Drähten, das Fließdrehen, das Spinnen, das Tiefziehen und die Drahtwicklung. Für eine detaillierte Beschreibung der wichtigsten Umformprozesse verweisen wir auf das Buch, Wolfram, von Yih und Wang.             

Im Allgemeinen ist die plastische Formgebung von Wolfram schwierig und braucht Erfahrung. Im gesinterten Zustand ist Wolfram brüchig, außer bei sehr hohen Temperaturen, da es umkristallisiert (grobkörnig) und nicht vollständig dicht ist. Im Gegensatz zu den meisten Metallen nimmt die Niedrigtemperatur-Duktilität von Wolfram mit fortschreitender Deformation zu, da die Versprödung auf Korngrenzen-Segregationen von interstitiellen löslichen Elementen wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff zurückzuführen ist. Mit dem Zerfall der groben Mikrostruktur während der Verformung sind diese Verunreinigungen über einen größeren intergranularen Bereich verteilt, wodurch das Material verformbarer und weniger rissempfindlich bei der Bildung bei niedrigeren Temperaturen ist.           

Der erste Formungsschritt wird gewöhnlich bei 1500-1700 ℃ durchgeführt. Durch die geringe spezifische Wärme und die hohe Wärmeleitfähigkeit von Wolfram sind in den ersten Stufen der Formgebung mehrere Nachwärmstufen erforderlich, da bei diesen Temperaturen die Wärme schnell abfällt und der Block rasch abkühlt. Wenn das Metall bei einer zu niedrigen Temperatur gearbeitet wird, werden sich Risse und Spalte leicht entwickeln. Wenn das Formgebungsverfahren fortgesetzt wird, wird die Formtemperatur progressiv verringert, da die Rekristallisationstemperatur abnimmt, wenn die Deformation fortschreitet. Wolfram wird im allgemeinen unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur gearbeitet, da die Umkristallisation mit der Korngrenzenversprödung kombiniert wird. Mit zunehmender Härtung bei der Verformung erhöhen sich sowohl die Härte als auch die Festigkeit des bearbeiteten Teils erheblich, und es sind Zwischenspannungsentlastungsglühungen erforderlich, um die Gefahren von Rissen (Kaschieren) zu minimieren und eine Überbeanspruchung des Arbeitswerkzeugs zu vermeiden.          

 Die Bildung von Wolfram wird üblicherweise ohne Schutzatmosphäre durchgeführt. In der Luft wird Wolfram leicht oxidiert. Wolframtrioxid bildet sich auf den Oberflächen des bearbeiteten Werkstücks und über 800 ℃ verflüchtigt es sich. Die Oxidschicht wirkt als Schutzschicht gegen Verunreinigungen aus den Bearbeitungswerkzeugen und wird in bestimmten Verformungsstadien durch Beizen und / oder Bearbeiten entfernt. Eine Zwischenglühung und Entspannungsglühen erfolgt unter Wasserstoff, um eine erhöhte Oxidation des Metalls und eine Sublimation von WO3 zu vermeiden.           

Wolfram Pulver Metallurgie - Herstellung von Wolfram - Shaping.           

Im Vergleich zu duktilen Metallen und Legierungen ist die Verarbeitbarkeit von Wolfram eher schlecht: Wolfram sollte immer vor der Formgebung erhitzt werden. Der Temperaturbereich für die Formgebung hat eine untere Grenze, die durch die spröde-duktile Umwandlungstemperatur eingestellt wird, und eine obere Grenze, die durch die Umkristallisationstemperatur eingestellt wird. Diese Temperatur hängt hauptsächlich von der Reinheit, dem Verlauf der Verformung und der Wärmebehandlung des Materials ab. Hochverformte Produkte wie dünne Wolframdrähte, Bänder oder Folien sind bei Raumtemperatur duktil.

Dünn, stark verformte Folie und Folie haben eine ausgeprägte Struktur in Längsrichtung aufgrund der Dehnung der Körner während des Walzens. Die Biegeeigenschaften längs der Walzrichtung sind daher verschieden von denen, die über sie verlaufen. Daher sollte Wolframblech immer so gebogen werden, dass die Biegekante senkrecht zur Walzrichtung verläuft. Wenn ein Biegen in Längsrichtung nicht vermieden werden kann, sind aufgrund der Konstruktion wesentlich höhere Biegetemperaturen erforderlich. Bei hohen Temperaturen kann Wolframblech gestanzt, gestanzt und geschert werden. Scharfe Werkzeuge sind wichtig, um die Schneidwirkung zu reinigen, ohne dass Risse oder Delaminierungen auftreten. Wolframzylinder und Kegel können durch Spinnen, Fließdrehen oder Schmieden gebildet werden. Die Verwendung von spannungsarmem Wolfram wird für optimale Herstellungsergebnisse empfohlen.           

Wolfram Pulver Metallurgie - Herstellung von Wolfram - Bindung von Wolfram           

Mechanische Verbindung. Das mechanische Verbinden, wie Nieten, Heften oder Schnüren, umfaßt die einfachsten Verfahren zum Verbinden von Wolfram, vorausgesetzt, daß die Verbindung nicht für Flüssigkeiten und / oder Gase undurchlässig sein muß. Wolfram- und Molybdänteile können verwendet werden. Die mechanische Befestigung wird für Bauteile wie Heizelemente, Behälter, große Abschirmungen usw. verwendet.           

Hartlöten. Die zu verbindenden Teile müssen frei von Fett, Ölen, Oxiden oder anderen Verunreinigungen sein. Da Wolfram sehr empfindlich gegenüber Oxidation ist, muß das Hartlöten unter Schutzgas, Wasserstoff oder im Vakuum durchgeführt werden. Wenn eine maximale Festigkeit der Verbindung erforderlich ist, muss Wolfram unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur gelötet werden. Typische Lötmetalle und Temperaturen sind; Rh (1970 ℃), Ni (1430 ℃) oder AgCu 20 Pd15 (700-900 ℃). Mehr entgleiste Informationen sind vorhanden. Hartlöten von Wolfram zu Keramiken, Graphit und Silizium hat für die Herstellung von Refraktärmetall-Verbundwerkstoffen Bedeutung gewonnen.           

Schweißen. Wolfram besitzt nur mäßige Schweißeigenschaften. Das Schweissen muß unter kontrollierten Schweißatmosphären durchgeführt werden, vorzugsweise in einer Trockenbox, da jede Verunreinigung durch Sauerstoff die Duktilität des Gelenks verringert. Vor dem Schweißen muß das Metall entfettet und gebeizt werden, üblicherweise mit einer Mischung aus Salpetersäure und Flußsäure (90/10 Vol .-%). Die Schweißnähte haben in der Heißschmelzzone aufgrund der Umkristallisation eine grobkörnige Struktur und können daher nur geringen mechanischen Belastungen standhalten. Wolfram kann durch Wolfram-Inertgas (WIG) -Schweißen, Laserstrahlschweißen (für dünne Teile), Plasmaschweißen, Reibschweißen und Elektronenstrahlschweißen geschweißt werden, wobei letzteres das bevorzugte Schmelzschweißverfahren ist. Wolfram kann an W-Re und Mo-Re Legierungen geschweißt werden. Als Schweißzusatz für Wolfram werden W-Re-Legierungen (insbesondere W-26Re) empfohlen. Wolfram kann mit Wolfram und anderen Metallen diffusionsgeschweißt werden. Trotz des hohen Schmelzpunktes von Wolfram, Temperaturen von 1300-2000 ℃ und Drücken von 2-20N • mm-2 liefern zufriedenstellende Gelenke. Zwischenlagen von Ni, Pt, Rh, Ru und Pd beschleunigen den Diffusionsprozeß. Wolframdrähte können unter einer Schutzgasdecke mit anderen Metallen punktverschweißt werden.

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