Введение
Тяжелые сплавы вольфрама, также называемые тяжелыми сплавами вольфрама высокой плотности, очень известны своей высокой плотностью, высокой температурой плавления, замечательной прочностью и хорошей обрабатываемостью. Это сплав со смесью вольфрама, обычно в сочетании с другими элементами, такими как никель, железо и медь. Распространенными являются WNIFE, WNICU и WNIFEMO, и существуют различные соотношения вольфрама и других элементов, что делает их подходящими для различных применений. Существуют также различные названия или марки тяжелых сплавов вольфрама, такие как densimet, inermet, triamet, mallory и anviloy.
Процесс производства
Тяжелый сплав вольфрама производится методом порошковой металлургии. При этом методе полностью смешанные порошки сплава прессуются в заготовки высокой плотности. Затем прессованные детали спекаются при высоких температурах в атмосфере водорода. По мере повышения температуры внутренние частицы растут и диффундируют, что делает деталь более плотной, а поры во внутренней структуре устраняются. Для хорошего прессованного и спеченного тяжелого сплава вольфрама можно избежать пор и трещин во внутренней структуре, и его свойства могут быть в основном обеспечены.
Свойства материала
Типичные свойства материала тяжелого сплава вольфрама следующие.
- Высокая плотность
- Отличный эффект защиты от радиации
- Превосходная обрабатываемость по сравнению с вольфрамом
- Высокая механическая прочность
- Низкое тепловое расширение и высокая теплопроводность
- Высокая жесткость и низкая вибрация
Тяжелый вольфрамовый сплав против альтернатив
Тяжелые вольфрамовые сплавы (WHA) выделяются как предпочтительный выбор для различных применений, даже когда доступны такие альтернативы, как свинец, уран и тантал. Хотя эти альтернативы могут служить некоторым целям, есть еще больше причин выбрать тяжелые вольфрамовые сплавы. Свинец и уран, несмотря на свою плотность, не подходят из-за их присущей им токсичности для органической жизни и окружающей среды. Отсутствие у свинца механической прочности и жесткости еще больше ограничивает область его применения. Тантал, хотя и сопоставим по плотности с вольфрамом, представляет собой проблему из-за своей высокой стоимости. Напротив, тяжелые вольфрамовые сплавы предлагают замечательный баланс плотности, механических свойств, нетоксичности и стоимости.
Применение тяжелых сплавов вольфрама
Военные и оборонные применения
Тяжелый сплав вольфрама может использоваться в качестве пенетраторов и сердечников для средних и крупных калибров (бронебойный снаряд из вольфрамового сплава), пуль для предварительно фрагментированного оружия и других компонентов. Благодаря высокой текучести и прочности на разрыв, упругости и пластичности этот материал является очень подходящим выбором для современной брони для военных и оборонных целей.
Его можно использовать для бронебойных боеприпасов, и он имеет большой диапазон калибров на выбор. Калибры включают 25 мм, 30 мм, 40 мм, 76 мм, 90 мм, 105 мм, 120 мм, 125 мм и другие. В этом применении ожидается очень высокий уровень удлинения и удара.
Для морских и артиллерийских боеприпасов используются предварительно сформированные осколки. Размеры включают 40 мм, 76 мм, 105 мм и 155 мм. Тяжелые сплавы вольфрама имеют форму кубов или колец из вольфрамового сплава. Кольца предварительно вырезаны, но не разрезаны.
Обычные формы — стержни, кубы, гранулы и кольца.
Аэрокосмические и авиационные приложения
По сравнению с чистым вольфрамом, тяжелый вольфрамовый сплав является лучшим выбором для аэрокосмических и авиационных применений. Тяжелый вольфрамовый сплав имеет плотность от 17,0 до 18,7 г/см3 и его намного легче обрабатывать. Для аэрокосмической и авиационной промышленности вес является очень важным моментом при проектировании. Вольфрамовые сплавы позволяют уменьшить физический размер компонентов, обеспечивая большую балансировку самолета/распределение веса балласта.
В лопастях вертолетов, пропеллерах, рулях самолетов и других местах используются тяжелые вольфрамовые сплавы. Для аэрокосмических применений это означает больше для обеспечения качества. Высокое качество означает безопасность, поэтому для каждой детали требуются жесткие допуски, точное производство и постоянное качество.
Медицинское и оздоровительное применение
Тяжелый сплав вольфрама используется в медицинских и оздоровительных целях. Его часто можно увидеть в изотопных флаконах, контейнерах, защитных компонентах, коллиматорах для рентгеновских детекторов, многолепестковых коллиматорах и коллиматорах для радиохирургии.
С высокой плотностью, которая может достигать 18,89 г/см3, он намного выше, чем плотность свинца, которая составляет около 11,34 г/см3. Он может обеспечить такое же поглощение энергии, как свинец, используя на 1/3 меньше материала. Превосходная плотность по сравнению со свинцом обеспечивает мощную защиту от радиации, что делает его идеальной альтернативой, когда свинец не подходит. Тяжелый сплав вольфрама также легко поддается механической обработке и обработке. Эти особенности позволяют использовать его в местах, требующих ограниченного пространства с большим весом. Кроме того, он имеет низкую токсичность. Даже если он имеет более высокую стоимость, чем свинец, он считается лучшим выбором, если есть требование к зеленой среде.
Спортивные и рекреационные приложения
В спортивных и рекреационных приложениях также часто используются тяжелые сплавы вольфрама.
Тяжелый сплав вольфрама сверхплотный, что позволяет нам изготавливать действительно мелкие детали. Вот почему он используется в клюшках для гольфа и теннисных ракетках. Он увеличивает область удара, добавляет устойчивости и снижает вибрацию и удары для большей прочности и контроля. Мы также используем его для регулировки баланса и размещения веса в середине, чтобы помочь вещам оставаться устойчивыми.
Это также подходит для гоночных автомобилей. Для гоночных автомобилей Формулы-1 существуют требования к весу. Современные автомобили Формулы-1 имеют балласт более 150 кг. Нанесение очень дорогого и очень тяжелого металлического балласта в точных местах, обычно, но не всегда, на нижней стороне монокока, в самом нижнем месте, чтобы еще больше понизить центр тяжести. Пространство ограничено, вольфрам очень подходит для этого применения.
Тяжелый сплав вольфрама также может использоваться в качестве материала для заготовки для стволов дротиков. По сравнению с медным дротиком, вольфрамовый дротик имеет большую плотность и более стабилен в движении. И вольфрамовый дротик дешевле титанового дротика.
Промышленные и инженерные реализации
Вольфрамовые тяжелые сплавы для распорных штанг плотнее стали, поэтому они могут быть меньше, но при этом такими же тяжелыми. Они используются для установки заклепок на место. Они также облегчают управление ударом при клепке и направляют усилие обратно на заклепку.
Эти сплавы отлично подходят для изготовления расточных штанг и шлифовальных пинолей, поскольку обладают высоким модулем упругости (модулем Юнга), высокой плотностью и пригодностью к обработке. Используя вольфрамовые тяжелые сплавы для расточных штанг, можно значительно снизить вибрацию. Наиболее распространенным типом является вольфрамовый сплав HA170 или HA175. И есть два способа производства штанг. Один из них — спекание, другой — спекание в сочетании с ковкой, с более высокой производительностью.
В газовой и нефтяной промышленности каротаж скважин помогает сортировать скважины и определять, где разместить оборудование глубоко в земле. Вольфрамовый тяжелый сплав используется в качестве утяжеляющих штанг в обсадной колонне. В условиях окружающей среды высокая плотность и отличная коррозионная стойкость делают его наиболее подходящим материалом.
Благодаря высокой плотности, превосходным характеристикам механической обработки и высокой эластичности, тяжелый сплав вольфрама часто используется для изготовления деталей, таких как грузы на коленчатых валах и балансировочных валах в больших дизельных двигателях. Он также используется в качестве груза для балансировки и как деталь, поглощающая вибрации в системе привода.
Заключение
Благодаря высокой плотности, отличной способности поглощать излучение и хорошей механической прочности, тяжелые вольфрамовые сплавы имеют множество применений, таких как защитные контейнеры, балансировка веса и расточные оправки в различных отраслях промышленности.
Unique Metal — ведущий поставщик тяжелых вольфрамовых сплавов. Если вам нужна какая-либо информация о тяжелых вольфрамовых сплавах, таких как сплав W-Ni-Fe, сплав W-Ni-Cu и любых готовых деталях на нашем веб-сайте. Пожалуйста, свяжитесь с нами.
