Miten volframilankaa valmistetaan?

Volframin jalostus malmista ei voida suorittaa perinteisellä sulatuksella, koska volframilla on metallien korkein sulamispiste. Volframi uutetaan malmista useiden kemiallisten reaktioiden kautta. Tarkka prosessi vaihtelee valmistajan ja malmin koostumuksen mukaan, mutta malmit murskataan, paahdetaan ja/tai lähetetään useiden kemiallisten reaktioiden, saostumien ja pesujen läpi ammoniumparatungstaatin (APT) saamiseksi. APT voidaan myydä kaupallisesti tai jatkojalostaa volframioksidiksi. Volframioksidia voidaan paahtaa vetyatmosfäärissä puhtaan volframijauheen muodostamiseksi, jonka sivutuotteena on vettä. Volframijauhe on lähtökohta volframitehdastuotteille, mukaan lukien lanka.

Nyt kun meillä on puhdasta volframijauhetta, miten teemme lankaa?

1. Painamalla

Volframijauhe siivilöidään ja sekoitetaan. Sideainetta voidaan lisätä. Kiinteä määrä punnitaan ja ladataan teräsmuottiin, joka ladataan puristimeen. Jauhe puristetaan yhtenäiseksi, mutta hauraaksi tankoksi. Muotti puretaan ja tanko poistetaan. Kuva tästä.

2. Esisintraus

Hauras tanko asetetaan tulenkestävään metalliveneeseen ja ladataan uuniin, jossa on vetyilmakehä. Korkea lämpötila alkaa lujittaa materiaalia yhteen. Materiaali on noin 60–70 % täydestä tiheydestä, ja raekasvua on vähän tai ei ollenkaan.

3. Täysi sintraus

Patukka ladataan erityiseen vesijäähdytteiseen hoitopulloon. Sähkövirta johdetaan tangon läpi. Tämän virran tuottama lämpö saa tangon tiivistymään noin 85-95 %:iin täydestä tiheydestä ja kutistumaan noin 15 %. Lisäksi tangon sisällä alkaa muodostua volframikiteitä.

4. Huuhtelu

Volframitanko on nyt vahva, mutta huoneenlämmössä erittäin hauras. Se voidaan tehdä muokattavammaksi nostamalla sen lämpötila 1200 - 1500 °C:seen. Tässä lämpötilassa tanko voidaan kuljettaa swagerin läpi. Swager on laite, joka pienentää sauvan halkaisijaa ohjaamalla sen suulakkeen läpi, joka on suunniteltu vasaraamaan sauvaa noin 10 000 iskua minuutissa. Tyypillisesti swager pienentää halkaisijaa noin 12 % ajoa kohti. Huuhtelu pidentää kiteitä ja muodostaa kuiturakenteen. Vaikka tämä on toivottavaa valmiissa tuotteessa taipuisuuden ja lujuuden vuoksi, tässä vaiheessa tanko on vapautettava jännitystä uudelleenlämmittämällä. Huuhtelu jatkuu, kunnes sauva on 0,25 ja 0,10 tuuman välillä.

5. Piirustus

Noin 0,10 tuuman laakeroitu lanka voidaan nyt vetää muottien läpi halkaisijan pienentämiseksi. Lanka voidellaan ja vedetään volframikarbidista tai timantista valmistettujen muottien läpi. Tarkat halkaisijan pienennykset riippuvat langan tarkasta kemiasta ja lopullisesta käytöstä. Kun lankaa vedetään, kuidut taas venyvät ja vetolujuus kasvaa. Tietyissä vaiheissa voi olla tarpeen hehkuttaa lanka jatkokäsittelyn mahdollistamiseksi. Lanka voidaan vetää halkaisijaltaan niinkin hienoksi kuin 0,0005 tuumaa.