钨丝及钨线材
纯钨丝:具有高熔点、高强度和良好的导电性,常用于制造白炽灯灯丝、电子管阴极等。例如普通的家用白炽灯泡中,那根细细的灯丝通常就是纯钨丝,它能够在通电后发热发光,且耐受较高温度,不易熔断。
掺杂钨丝:通过在钨中添加少量的其他元素如钾、铼等进行掺杂改性,可显著提高钨丝的抗下垂性能和高温强度,常用于制造特殊照明灯具的灯丝、电子束蒸发源等。像汽车大灯中的部分灯丝,为了满足更高的发光强度和稳定性要求,可能会采用掺杂钨丝。
纯钨板:具有良好的耐高温性和机械强度,可用于制造高温炉的发热体、隔热屏等部件。在一些真空炉或高温烧结炉中,纯钨板制成的发热体能够在高温环境下稳定工作,为炉内提供均匀的热量。
钨合金板:通过添加其他合金元素如钼、铌等制成的钨合金板,不仅具备钨的高温性能,还改善了其加工性能和韧性,常用于制造航空航天领域的结构部件、防护装甲等。比如某些卫星的隔热结构件,可能会采用钨合金板来抵御太空环境中的高温和辐射。
钨棒及钨杆材
纯钨棒:主要用于制造电极、电子管栅极等。在一些焊接设备中,纯钨棒作为电极能够承受高温电弧的冲击,保证焊接过程的稳定进行。
钨合金棒:添加特定合金元素的钨合金棒可用于制造穿甲弹弹芯、高速切削刀具等。例如,钨合金穿甲弹弹芯利用了钨合金的高密度和高强度,在击中目标时能够产生强大的穿透力。
钨管及钨型材
钨管:具有耐高温、耐腐蚀等特性,常用于制造高温炉的管道、热交换器等。在某些化工生产中的高温反应管道,采用钨管可以保证管道在恶劣的化学环境和高温条件下正常运行。
钨型材:通过挤压、拉伸等工艺制成的各种形状的钨型材,如钨槽钢、钨角钢等,可用于制造各种特殊形状要求的零部件,满足不同行业的个性化需求。
粉末冶金法
制粉:将钨矿石经过选矿、冶炼等工艺得到钨粉,这是粉末冶金的基础原料。钨粉的纯度和粒度分布对后续加工件的性能有重要影响。
成型:将钨粉与适量的粘结剂混合均匀后,通过压制、注射、挤压等成型方法,制成所需形状的坯体。例如,采用冷等静压成型工艺可以制造出形状复杂、密度均匀的大型钨坯体。
烧结:将坯体在高温下进行烧结,使钨粉颗粒之间相互结合,提高坯体的密度和强度,形成致密的钨加工件。烧结温度、时间和气氛等参数的控制对加工件的最终性能至关重要。
切削加工:使用各种切削刀具对钨材进行车削、铣削、钻削等加工操作,以获得所需的形状和尺寸。由于钨的硬度较高,需要使用特殊的硬质合金刀具和切削工艺,以确保加工精度和表面质量。
磨削加工:对于表面质量要求较高的钨加工件,如精密仪器中的钨部件,需要采用磨削加工来进一步提高表面光洁度和尺寸精度。磨削过程中要注意选择合适的磨料和磨削参数,避免产生表面损伤和裂纹。
惰性气体保护焊:在焊接钨加工件时,由于钨在高温下容易与空气中的氧气、氮气等发生反应,因此常采用惰性气体保护焊,如氩弧焊。通过在焊接区域周围喷射氩气等惰性气体,将空气隔离,确保焊接质量。
激光焊接:激光焊接具有能量集中、焊接速度快、热影响区小等优点,适用于焊接一些精密的钨加工件,如电子元件中的钨部件。激光可以精确控制焊接位置和能量输入,实现高质量的焊接效果。
选区激光熔化技术(SLM):基于粉末床的增材制造技术,通过逐层熔化钨粉来构建三维零件。该技术可以制造出复杂形状的钨加工件,减少了传统加工方法中的材料浪费和加工工序,但对设备和工艺要求较高。
电子束熔化技术(EBM):利用电子束的能量来熔化钨粉,同样可以实现复杂形状钨加工件的制造。电子束的能量密度高,能够快速熔化和凝固钨粉,提高加工效率,但设备成本相对较高。
电子电气领域:用于制造各种电子管、晶体管、集成电路等电子元件中的电极、灯丝、栅极等部件,以及电线电缆的加强芯等。例如,在一些高端音响设备的电子管放大器中,钨丝作为阴极能够提供稳定的电子发射,保证音频信号的高质量放大。
照明领域:是制造各类照明灯具灯丝的主要材料,如白炽灯、卤钨灯等。随着照明技术的发展,钨丝在新型照明领域也有新的应用,如汽车大灯中的卤素灯泡、舞台灯光中的特殊效果灯泡等。
机械制造领域:用于制造各种高速切削刀具、模具、耐磨零件等。在一些高速加工中心,钨合金刀具能够以较高的切削速度和进给量进行加工,提高生产效率和加工质量。
航空航天领域:航空航天零部件通常需要具备耐高温、高强度、低密度等特性,钨加工件正好满足这些要求。例如,在火箭发动机的喷管、卫星的姿态控制部件、飞机的起落架部件等方面都有应用。
能源领域:在太阳能光伏发电领域,钨丝可用于制造硅片切割的线锯,提高切割效率和质量;在核能领域,钨加工件可用于制造核反应堆的某些耐高温、耐辐射部件,如控制棒导向管等。
医疗领域:在医疗设备中,钨加工件可用于制造 X 射线管的阳极靶材、放射性治疗设备中的准直器等部件。例如,X 射线管的阳极靶材采用钨材,能够承受高速电子的撞击,产生高质量的 X 射线,用于医学诊断和治疗。