Jak produkowany jest drut wolframowy?

Rafinacji wolframu z rudy nie można przeprowadzić metodą tradycyjnego wytapiania, ponieważ wolfram ma najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich metali. Wolfram ekstrahuje się z rudy w wyniku szeregu reakcji chemicznych. Dokładny proces różni się w zależności od producenta i składu rudy, ale rudy są miażdżone, a następnie prażone i/lub poddawane różnym reakcjom chemicznym, wytrącaniu i przemywaniu w celu uzyskania parawolframianu amonu (APT). APT można sprzedawać na rynku lub dalej przetwarzać na tlenek wolframu. Tlenek wolframu można prażyć w atmosferze wodoru, aby uzyskać czysty proszek wolframu z wodą jako produktem ubocznym. Proszek wolframu jest punktem wyjścia dla produktów walcowania wolframu, w tym drutu.

Skoro mamy czysty proszek wolframu, jak zrobić drut?

1. Naciśnięcie

Proszek wolframu przesiewa się i miesza. Można dodać środek wiążący. Ustalona ilość jest ważona i ładowana do stalowej formy, która jest ładowana do prasy. Proszek jest sprasowany w spójną, a jednocześnie delikatną kostkę. Formę rozbiera się i usuwa pręt. Zdjęcie tutaj.

2. Presintering

Kruchy pręt umieszcza się w ogniotrwałej metalowej łódce i ładuje do pieca w atmosferze wodoru. Wysoka temperatura zaczyna łączyć materiał. Materiał ma około 60% – 70% pełnej gęstości, z niewielkim lub żadnym wzrostem ziaren.

3. Pełne spiekanie

Baton ładowany jest do specjalnej, chłodzonej wodą butelki do obróbki. Przez pręt będzie przepływał prąd elektryczny. Ciepło wytwarzane przez ten prąd spowoduje zagęszczenie pręta do około 85% do 95% pełnej gęstości i skurczenie o około 15%. Dodatkowo w kostce zaczynają tworzyć się kryształy wolframu.

4. Kołysanie

Pręt wolframowy jest teraz mocny, ale bardzo kruchy w temperaturze pokojowej. Można uczynić go bardziej plastycznym, podnosząc jego temperaturę do zakresu od 1200°C do 1500°C. W tej temperaturze batonik można przepuścić przez wyciskarkę. Wybijarka to urządzenie, które zmniejsza średnicę pręta poprzez przepuszczanie go przez matrycę zaprojektowaną do wbijania pręta z prędkością około 10 000 uderzeń na minutę. Zazwyczaj kształtownik zmniejsza średnicę o około 12% na przejście. Kształtowanie wydłuża kryształy, tworząc strukturę włóknistą. Chociaż jest to pożądane w gotowym produkcie ze względu na plastyczność i wytrzymałość, w tym momencie pręt należy odprężyć poprzez ponowne podgrzanie. Kołowanie trwa do momentu, gdy pręt osiągnie średnicę od 0,25 do 0,10 cala.

5. Rysunek

Drut walcowany o średnicy około 0,10 cala można teraz przeciągnąć przez matryce, aby zmniejszyć średnicę. Drut jest smarowany i przeciągany przez matryce z węglika wolframu lub diamentu. Dokładne zmniejszenie średnicy zależy od dokładnego składu chemicznego i ostatecznego zastosowania drutu. W miarę rozciągania drutu włókna ponownie się wydłużają, a wytrzymałość na rozciąganie wzrasta. Na niektórych etapach może być konieczne wyżarzanie drutu, aby umożliwić dalszą obróbkę. Drut można ciągnąć tak drobno, jak średnica 0,0005 cala.