Hur tillverkas volframtråd?

Raffinering av volfram från malm kan inte utföras genom traditionell smältning eftersom volfram har den högsta smältpunkten av någon metall. Volfram utvinns ur malm genom en rad kemiska reaktioner. Den exakta processen varierar beroende på tillverkare och malmsammansättning, men malmer krossas sedan rostas och/eller skickas genom en mängd olika kemiska reaktioner, utfällningar och tvättningar för att erhålla ammoniumparawolframat (APT). APT kan säljas kommersiellt eller vidarebearbetas till volframoxid. Volframoxid kan rostas i väteatmosfär för att skapa rent volframpulver med vatten som biprodukt. Volframpulver är utgångspunkten för volframkvarnsprodukter, inklusive tråd.

Nu när vi har rent volframpulver, hur gör vi tråd?

1. Tryck

Volframpulver siktas och blandas. Ett bindemedel kan tillsättas. En fast mängd vägs och laddas i en stålform som laddas i en press. Pulvret komprimeras till en sammanhängande, men ändå ömtålig bar. Formen tas isär och stången tas bort. Bild här.

2. Försintring

Den ömtåliga stången placeras i en eldfast metallbåt och laddas i en ugn med väteatmosfär. Den höga temperaturen börjar konsolidera materialet. Materialet är cirka 60 % – 70 % av full densitet, med liten eller ingen korntillväxt.

3. Helsintring

Baren laddas i en speciell vattenkyld behandlingsflaska. Elektrisk ström kommer att ledas genom stången. Värmen som genereras av denna ström kommer att få stången att förtätas till cirka 85 % till 95 % av full densitet och att krympa med 15 % eller så. Dessutom börjar volframkristaller bildas i stången.

4. Swaging

Volframstången är nu stark, men mycket skör vid rumstemperatur. Den kan göras mer formbar genom att höja dess temperatur till mellan 1200°C till 1500°C. Vid denna temperatur kan stången passeras genom en swager. En swager är en anordning som minskar diametern på en stav genom att föra den genom en form som är utformad för att hamra staven med cirka 10 000 slag per minut. Vanligtvis kommer en swager att minska diametern med cirka 12 % per passage. Swaging förlänger kristallerna, vilket skapar en fibrös struktur. Även om detta är önskvärt i den färdiga produkten för duktilitet och hållfasthet, måste stången vid denna tidpunkt stressavlastas genom återuppvärmning. Swaging fortsätter tills spöet är mellan 0,25 och 0,10 tum.

5. Ritning

Swaged tråd på cirka 0,10 tum kan nu dras genom stansar för att minska diametern. En tråd smörjs och dras genom stansar av volframkarbid eller diamant. De exakta minskningarna i diameter beror på den exakta kemin och den slutliga användningen av tråden. När tråden dras förlängs fibrerna igen och draghållfastheten ökar. I vissa skeden kan det vara nödvändigt att glödga tråden för att möjliggöra ytterligare bearbetning. En tråd kan dras så fin som 0,0005 tum i diameter.