Fabricação de Tungstênio

Tungsten Powder Metalurgia - Fabricação de forjado P / M Tungstênio.           

Com apenas algumas exceções, o tungstênio é usado na forma de p. Reformas (tungstênio P / M "forjado"). Para obter um material completamente denso, bem como a forma desejada e as propriedades mecânicas, é necessário um processo de formação complexo, de várias fases, quente e frio. As técnicas de moldagem mais importantes para o tungsténio são a laminagem (para hastes e produtos em chapa), forja redonda (para peças de grande diâmetro), estampagem (para hastes), forjagem (para peças grandes), desenho (para fios e tubos). Os processos de formação secundários incluem laminação plana de fios, torneamento de fluxo, fiação, embutimento e enrolamento de arame. Para uma descrição detalhada dos processos de formação mais importantes, referimos o leitor ao livro, Tungsten, por Yih e Wang.             Em geral, a formação de plástico de tungstênio é difícil e precisa de experiência. Na condição sinterizada, o tungstênio é quebradiço, exceto a temperaturas bastante elevadas, porque é recristalizado (grosseiro) e não totalmente denso. Ao contrário da maioria dos metais, a ductilidade a baixa temperatura do tungstênio aumenta com a deformação progressiva, porque a fragilização é devido a segregações de segmentos de grãos de elementos solúveis intersticiais, como oxigênio, carbono e nitrogênio. Com a decomposição da microestrutura grosseira durante a deformação, estas impurezas são distribuídas sobre uma área intergranular maior, o que torna o material mais dúctil e menos sensível à fissuração durante a formação a temperaturas mais baixas.           

O primeiro passo de formação é geralmente realizado em 1500-1700 ℃. Como resultado do baixo calor específico e da alta condutividade térmica do tungstênio, são necessários vários estágios de reaquecimento nos primeiros estágios de formação, porque o calor é perdido rapidamente a estas temperaturas e o lingote esfria lentamente. Se o metal é trabalhado a uma temperatura muito baixa, rachaduras e divisões irão desenvolver facilmente. À medida que o processo de formação continua, a temperatura de formação é reduzida progressivamente uma vez que a temperatura de recristalização diminui à medida que a deformação prossegue. O tungsténio é geralmente trabalhado abaixo da sua temperatura de recristalização, porque a recristalização é combinada com a fragilização do limite de grão. Com o aumento do endurecimento do trabalho durante a deformação, tanto a dureza como a resistência da peça trabalhada aumentam significativamente, e os recozimentos de alívio de tensão intermediários são necessários para minimizar os riscos de fissuração (laminação) e para evitar sobrecarregar a ferramenta de trabalho.           

Formação de tungstênio é comumente realizada sem proteger a atmosfera. No ar, o tungsténio é facilmente oxidado. Trióxido de tungstênio formas sobre as superfícies da peça trabalhada e, acima de 800 ℃, ele se volatiliza. A camada de óxido atua como uma camada protetora contra a contaminação das ferramentas de trabalho e é removida em certos estágios de deformação por decapagem e / ou usinagem. O recozimento intermédio e o recozimento de alívio de tensão é realizado sob hidrogénio para evitar a oxidação reforçada do metal e sublimação de WO3.           

Metalurgia do pó de tungstênio - Fabricação de moldagem de tungstênio.           

Comparado aos metais dúcteis e às ligas, o fabricability do tungstênio é rather pobre: ​​O tungstênio deve sempre ser aquecido antes de dar forma. O intervalo de temperatura para formação tem um limite inferior, definido pela temperatura de transformação frágil-dúctil e um limite superior, ajustado pela temperatura de recristalização. Esta temperatura depende principalmente da pureza, da história de deformação e do tratamento térmico do material. Produtos altamente deformados, tais como fios finos de tungsténio, fitas ou folhas, são dúcteis à temperatura ambiente.

A folha fina e a folha fortemente deformada têm uma estrutura pronunciada na direcção longitudinal devido ao alongamento dos grãos durante a laminagem. As propriedades de flexão longas da direcção de rolamento são, por conseguinte, diferentes das que atravessam a mesma. Por conseguinte, a folha de tungsténio deve ser sempre dobrada de uma maneira tal que o bordo de dobragem seja perpendicular à direcção de rolamento. Se a flexão na direcção longitudinal não puder ser evitada, devido à concepção, são necessárias temperaturas de curvatura muito mais elevadas. Em altas temperaturas, a folha de tungstênio pode ser estampada, perfurada e cortada. As ferramentas afiadas são essenciais para limpar a ação de corte sem rachaduras ou deslaminação. Os cilindros e cones de tungstênio podem ser formados por fiação, torneamento de fluxo ou forjamento. O uso de tungstênio aliviado por estresse é sugerido para resultados de fabricação ótimos.           

Metalurgia do pó de tungstênio - Fabricação de tungstênio - Ligação de tungstênio           

Ligação mecânica. A união mecânica, tal como a rebitagem, a aderência ou o encaixe, compreende os métodos mais simples de junção de tungsténio, desde que a junta não necessite de ser impermeável a líquidos e / ou gases. Podem ser utilizadas peças de tungsténio e molibdénio. A fixação mecânica é utilizada para peças de construção, tais como elementos de aquecimento, recipientes, escudos grandes, etc.           

Brasagem. As peças a unir devem estar livres de graxa, óleos, óxidos ou outras impurezas. Como o tungstênio é muito sensível à oxidação, a brasagem deve ser realizada sob um gás protetor, hidrogênio ou no vácuo. Se for necessária a resistência máxima da junta, o tungsténio tem de ser soldado por baixo da sua temperatura de recristalização. Os metais e temperaturas de soldadura típicos são; Rh (1970 ℃), Ni (1430 ℃), ou AgCu20Pd15 (700-900 ℃). Mais informações descarriladas estão disponíveis. A brasagem de tungstênio a cerâmica, grafite e silício ganhou importância para a fabricação de compósitos de metal refratário.           

Soldagem. O tungstênio possui apenas propriedades moderadas de soldagem. A soldagem deve ser realizada sob atmosferas de soldadura controlada, preferencialmente em caixa seca, uma vez que qualquer contaminação por oxigénio reduzirá a ductilidade da junta. Antes da soldagem, o metal tem de ser desengordurado e decapado, geralmente com uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico (90/10 vol%). As costuras de soldadura têm uma estrutura de grão grosso na zona de fusão a quente, devido à recristalização, e podem portanto suportar apenas baixas tensões mecânicas. O tungstênio pode ser soldado por soldagem de gás inerte de tungstênio (TIG), soldagem por raio laser (para peças finas), soldagem por plasma, soldagem por fricção e soldagem por feixe de elétrons, sendo este último o método preferido de soldagem por fusão. O tungstênio pode ser soldado às ligas W-Re e Mo-Re. W-Re ligas (em particular W-26Re) são recomendados como metal de enchimento para soldagem de tungstênio. O tungstênio pode ser soldado por difusão a tungstênio e outros metais. Apesar do alto ponto de fusão do tungstênio, temperaturas de 1300-2000 ℃ e pressões de 2-20 N • mm-2 dão juntas satisfatórias. Camadas intermediárias de Ni, Pt, Rh, Ru e Pd aceleram o processo de difusão. Os fios de tungstênio podem ser soldados por pontos a outros metais sob um cobertor de gás protetor.

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