Hoe wordt wolfraamdraad geproduceerd?

Het raffineren van wolfraam uit erts kan niet worden uitgevoerd door traditioneel smelten, aangezien wolfraam het hoogste smeltpunt heeft van alle metalen. Wolfraam wordt via een reeks chemische reacties uit erts gewonnen. Het exacte proces varieert per fabrikant en ertssamenstelling, maar ertsen worden geplet en vervolgens geroosterd en/of door een verscheidenheid aan chemische reacties, neerslagen en wasbehandelingen gestuurd om ammoniumparawolframaat (APT) te verkrijgen. APT kan commercieel worden verkocht of verder worden verwerkt tot wolfraamoxide. Wolfraamoxide kan in een waterstofatmosfeer worden geroosterd om puur wolfraampoeder te creëren met water als bijproduct. Wolfraampoeder is het uitgangspunt voor wolfraammolenproducten, inclusief draad.

Nu we puur wolfraampoeder hebben, hoe kunnen we draad maken?

1. Drukken

Wolfraampoeder wordt gezeefd en gemengd. Er kan een bindmiddel worden toegevoegd. Een vaste hoeveelheid wordt gewogen en in een stalen mal geladen die in een pers wordt geladen. Het poeder wordt samengeperst tot een samenhangend, maar toch kwetsbaar staafje. De mal wordt uit elkaar gehaald en de staaf verwijderd. Foto hier.

2. Voorsinteren

De fragiele staaf wordt in een vuurvaste metalen boot geplaatst en in een oven met waterstofatmosfeer geladen. De hoge temperatuur begint het materiaal samen te consolideren. Het materiaal heeft ongeveer 60% – 70% van de volledige dichtheid, met weinig of geen korrelgroei.

3. Volledig sinteren

De reep wordt in een speciale watergekoelde behandelingsfles geladen. Er wordt elektrische stroom door de staaf geleid. De warmte die door deze stroom wordt gegenereerd, zorgt ervoor dat de staaf verdicht tot ongeveer 85% tot 95% van de volledige dichtheid en met ongeveer 15% krimpt. Bovendien beginnen zich wolfraamkristallen in de staaf te vormen.

4. Swagen

De wolfraamstaaf is nu sterk, maar zeer bros bij kamertemperatuur. Het kan soepeler worden gemaakt door de temperatuur te verhogen tot 1200°C tot 1500°C. Bij deze temperatuur kan de staaf door een braam worden gevoerd. Een swager is een apparaat dat de diameter van een staaf verkleint door deze door een matrijs te voeren die is ontworpen om de staaf met ongeveer 10.000 slagen per minuut te slaan. Doorgaans zal een brancard de diameter met ongeveer 12% per doorgang verkleinen. Door uit te smeden worden de kristallen langer, waardoor een vezelachtige structuur ontstaat. Hoewel dit wenselijk is voor het eindproduct vanwege de taaiheid en sterkte, moet de staaf op dit punt spanningsvrij worden gemaakt door opnieuw verwarmen. Het stuiken gaat door totdat de staaf tussen 0,25 en 0,10 inch is.

5. Tekening

Gesmeed draad van ongeveer 0,10 inch kan nu door matrijzen worden getrokken om de diameter te verkleinen. Een draad wordt gesmeerd en door matrijzen van wolfraamcarbide of diamant getrokken. De exacte diameterverkleining hangt af van de exacte chemie en het uiteindelijke gebruik van de draad. Naarmate de draad wordt getrokken, worden de vezels weer langer en neemt de treksterkte toe. In bepaalde stadia kan het nodig zijn om de draad uit te gloeien om verdere verwerking mogelijk te maken. Een draad kan zo fijn worden getrokken als een diameter van 0,0005 inch.