Como é produzido o fio de tungstênio?

O refino do tungstênio a partir do minério não pode ser realizado pela fundição tradicional, pois o tungstênio tem o ponto de fusão mais alto de qualquer metal. O tungstênio é extraído do minério por meio de uma série de reações químicas. O processo exato varia de acordo com o fabricante e a composição do minério, mas os minérios são triturados e depois torrados e/ou enviados através de uma variedade de reações químicas, precipitações e lavagens para obter paratungstato de amônio (APT). O APT pode ser vendido comercialmente ou posteriormente processado em óxido de tungstênio. O óxido de tungstênio pode ser torrado em atmosfera de hidrogênio para criar pó de tungstênio puro com água como subproduto. O pó de tungstênio é o ponto de partida para produtos laminados de tungstênio, incluindo fios.

Agora que temos pó de tungstênio puro, como fazemos arame?

1. Pressionando

O pó de tungstênio é peneirado e misturado. Um fichário pode ser adicionado. Uma quantidade fixa é pesada e carregada em um molde de aço que é carregado em uma prensa. O pó é compactado em uma barra coesa, porém frágil. O molde é desmontado e a barra removida. Foto aqui.

2. Presinterização

A frágil barra é colocada em um barco de metal refratário e carregada em um forno com atmosfera de hidrogênio. A alta temperatura começa a consolidar o material. O material tem cerca de 60% a 70% da densidade total, com pouco ou nenhum crescimento de grãos.

3. Sinterização Completa

A barra é carregada em uma garrafa especial de tratamento resfriada a água. A corrente elétrica passará pela barra. O calor gerado por esta corrente fará com que a barra se densifique até cerca de 85% a 95% da densidade total e encolha cerca de 15%. Além disso, cristais de tungstênio começam a se formar dentro da barra.

4. Estampagem

A barra de tungstênio agora é forte, mas muito frágil à temperatura ambiente. Pode tornar-se mais maleável aumentando a sua temperatura para entre 1200°C e 1500°C. A esta temperatura, a barra pode ser passada através de um swager. Um swager é um dispositivo que reduz o diâmetro de uma haste, passando-a por uma matriz projetada para martelar a haste a cerca de 10.000 golpes por minuto. Normalmente, um swager reduzirá o diâmetro em cerca de 12% por passagem. A estampagem alonga os cristais, criando uma estrutura fibrosa. Embora isto seja desejável no produto acabado em termos de ductilidade e resistência, neste ponto a haste deve ser aliviada por reaquecimento. A estampagem continua até que a haste esteja entre 0,25 e 0,10 polegadas.

5. Desenho

Fio estampado de cerca de 0,10 polegadas agora pode ser trefilado através de matrizes para reduzir o diâmetro. Um fio é lubrificado e trefilado através de matrizes de carboneto de tungstênio ou diamante. As reduções exatas no diâmetro dependem da química exata e do uso final do fio. À medida que o fio é trefilado, as fibras se alongam novamente e a resistência à tração aumenta. Em certas fases, pode ser necessário recozer o fio para permitir processamento posterior. Um fio pode ser trefilado com até 0,0005 polegadas de diâmetro.