Hvordan fremstilles wolframtråd?

Raffinering af wolfram fra malm kan ikke udføres ved traditionel smeltning, da wolfram har det højeste smeltepunkt af noget metal. Wolfram udvindes fra malm gennem en række kemiske reaktioner. Den nøjagtige proces varierer efter producent og malmsammensætning, men malme knuses og ristes og/eller sendes gennem en række kemiske reaktioner, udfældninger og vaskninger for at opnå ammoniumparawolframat (APT). APT kan sælges kommercielt eller videreforarbejdes til wolframoxid. Wolframoxid kan ristes i en hydrogenatmosfære for at skabe rent wolframpulver med vand som biprodukt. Wolframpulver er udgangspunktet for wolframmølleprodukter, herunder tråd.

Nu hvor vi har rent wolframpulver, hvordan laver vi så tråd?

1. Tryk på

Wolframpulver sigtes og blandes. Et bindemiddel kan tilsættes. En fast mængde vejes og fyldes i en stålform, som fyldes i en presse. Pulveret komprimeres til en sammenhængende, men alligevel skrøbelig bar. Formen skilles ad og stangen fjernes. Billede her.

2. Presintring

Den skrøbelige stang anbringes i en ildfast metalbåd og fyldes i en ovn med brintatmosfære. Den høje temperatur begynder at konsolidere materialet sammen. Materiale er omkring 60% - 70% af fuld densitet, med ringe eller ingen kornvækst.

3. Fuldsintring

Baren fyldes i en speciel vandkølet behandlingsflaske. Elektrisk strøm vil blive ført gennem stangen. Varmen genereret af denne strøm vil få stangen til at fortætte til omkring 85 % til 95 % af fuld densitet og til at krympe med 15 % eller deromkring. Derudover begynder wolframkrystaller at dannes i stangen.

4. Swaging

Wolframstangen er nu stærk, men meget skør ved stuetemperatur. Den kan gøres mere formbar ved at hæve dens temperatur til mellem 1200°C og 1500°C. Ved denne temperatur kan stangen føres gennem en swager. En swager er en anordning, der reducerer diameteren af ​​en stang ved at føre den gennem en matrice, der er designet til at hamre stangen med omkring 10.000 slag i minuttet. Typisk vil en swager reducere diameteren med ca. 12% pr. passage. Swaging forlænger krystallerne, hvilket skaber en fibrøs struktur. Selvom dette er ønskeligt i det færdige produkt for duktilitet og styrke, skal stangen på dette tidspunkt afspændes ved genopvarmning. Swaging fortsætter, indtil stangen er mellem 0,25 og 0,10 tommer.

5. Tegning

Smedet wire på omkring 0,10 tommer kan nu trækkes gennem matricer for at reducere diameteren. En wire smøres og trækkes gennem matricer af wolframcarbid eller diamant. De nøjagtige reduktioner i diameter afhænger af den nøjagtige kemi og den endelige anvendelse af tråden. Når tråden trækkes, forlænges fibrene igen, og trækstyrken øges. På visse stadier kan det være nødvendigt at udgløde tråden for at tillade yderligere behandling. En ledning kan trækkes så fint som 0,0005 tommer i diameter.