5 interessante Fakten über Wolfram

Wie Wolfram einzigartig ist, von seinem Namen bis zu seinem Schmelzpunkt

Mit der langen Geschichte von Metal Cutting, reines Wolfram zu liefern und Metallteile aus diesem bemerkenswerten Material herzustellen, haben wir eine besondere Wertschätzung für das Element, seine Eigenschaften und seine Möglichkeiten entwickelt.

Nur so zum Spaß haben wir uns gedacht, wir werfen einen Blick auf einige der interessanteren – und manchmal kuriosen – Fakten über Wolfram.

1. Was steckt in einem Namen?

Die Ableitung des Namens „Wolfram“ – und die Geschichte, warum das Symbol des Elements im Periodensystem W ist – ist ein internationales Rätsel. Das Element selbst wurde bereits 1783 von zwei spanischen Chemikern, den Brüdern Juan José und Fausto Elhuyar, in Proben eines Minerals namens Wolframit entdeckt.

Heute wird Wolfram in vielen Ländern der Welt mit dem germanischen Namen „Wolfram“ nach dem Mineral Wolframit bezeichnet. Es ist also leicht zu erkennen, woher das chemische Symbol W stammt – obwohl Sie sich wie wir fragen könnten, warum das Element nicht „Faustonit“ genannt wurde oder ob es ein spanisches Wort für Wolframit gibt.

Der Name Wolfram wird jedoch heute in den USA und in Englisch, Französisch und verschiedenen anderen Sprachen verwendet. Dieser Begriff kommt von den schwedischen Wörtern tung und sten , was „schwerer Stein“ bedeutet, ist der alte schwedische Name für das Mineral Scheelit, eine weitere Quelle für Wolframerz.

Aber ironischerweise Wolfram wird in Schweden oder den anderen nordischen Ländern NICHT als Name des Elements verwendet. Dort, wie auch in den meisten germanischen und slawischen Sprachen, verwenden sie den Namen wolfram oder volfram.

Wolfram/Wolfram/Volfram wird nach wie vor hauptsächlich aus Wolframit und Scheelit gewonnen. Von allen Metallen in reiner Form hat Wolfram:

• Der höchste Schmelzpunkt (6192 °F oder 3422 °C)
• Niedrigster Dampfdruck (bei Temperaturen über 3000°F oder 1650°C)
• Die höchste Zugfestigkeit

Ob Sie es also Wolfram oder einen anderen Namen nennen, diese Reihe von Eigenschaften bedeutet, dass Wolfram in vielen Branchen und Produkten auf der ganzen Welt verwendet wird, von Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeugen und Strahlturbinentriebwerken bis hin zu Munition, Beleuchtung und sogar Angelgewichten.

2. Der Wolframdrahtdurchmesser wird in Milligramm ausgedrückt.

Sie könnten hören, dass Leute den Wolframdurchmesser mit 14,7 mg, 3,05 mg, 246,7 mg usw. beschreiben.

Das liegt daran, dass es früher mangels Werkzeugen zum genauen Messen sehr dünner Drähte – sagen wir mit Durchmessern von 0,001 Zoll bis 0,020 Zoll – üblich war, 200 mm (etwa 8 Zoll) Wolframdraht zu nehmen, ihn zu wiegen und Setzen Sie das Gewicht in eine mathematische Formel ein, um den Durchmesser zu bestimmen.

Um den Durchmesser (D) von Wolframdraht basierend auf dem Gewicht pro Längeneinheit zu berechnen, lautet die Formel:

D =0,71746 x Quadratwurzel (mg Gewicht/200 mm Länge)

Die Standard-Durchmessertoleranz beträgt ± 3 % der Gewichtsmessung, obwohl je nach Anwendung für das Drahtprodukt engere Toleranzen verfügbar sind. Bei dieser Methode wird auch davon ausgegangen, dass der Draht einen konstanten Durchmesser hat, ohne signifikante Schwankungen, Einschnürungen oder andere konische Effekte an irgendeiner Stelle des Durchmessers.

3. Die meisten Wolframdrähte sind dotiert – ob Sie es so brauchen oder nicht!

Auch hier geht die Praxis zurück in die alten Zeiten – genauer gesagt zu einer Zeit, als der Hauptzweck von Wolframdraht in Glühfäden für Glühbirnen lag. Das Problem war, dass Glühbirnen weißglühende Temperaturen abgeben, die dazu führten, dass die frühen Filamente durchhängten, was zu einem Lampenausfall führte.

Durch Experimentieren entstand die Idee, Aluminiumoxid, Silizium und Kalium hinzuzufügen, um die mechanischen Eigenschaften des Wolframdrahts zu verändern. Die Dotierstoffe wurden in der Pulvermischstufe hinzugefügt.

Interessanterweise würden beim Prozess des Warmknetens und Warmziehens des Wolframdrahts Aluminiumoxid und Silizium ausgasen und das Kalium würde zurückbleiben. Dieses Element verleiht dem Draht bei weißglühenden Temperaturen Standfestigkeit.

Die Zugabe dieser Dotierstoffe in der Pulvermischstufe der Wolframdrahtherstellung stammt aus der Zeit, als es außer den Glühfäden für Glühbirnen keine anderen bedeutenden Verwendungen für den Draht gab. Heutzutage gibt es viele andere Anwendungen für Wolframdraht – und während Glühbirnen der Vergangenheit angehören – wird die Verwendung von Dotierungsmitteln bei der Herstellung von Wolframdraht fortgesetzt.

Metal Cutting bietet jedoch auch 99,999 % reinen, undotierten Wolframdraht an, falls Sie es wünschen!

4. Wolfram und Wolframcarbid sind NICHT austauschbar.

Wolframkarbid ist berühmt für seine Verschleißfestigkeit; Tatsächlich kann es nur mit Diamantwerkzeugen geschnitten werden. Wolframcarbid enthält zwar viel Wolfram, aber die übliche Praxis, Kobalt als Bindemittel hinzuzufügen, macht es zu einem Hartmetall und verleiht Wolframcarbid Eigenschaften, die sich stark von denen von reinem Wolfram unterscheiden.

(Es gibt bindemittelfreie Karbide mit ihren Vorteilen bei der chemischen Beständigkeit, aber das ist ein Thema für einen anderen Blog.)

Reines Wolfram hat viele Eigenschaften, die es nützlich machen; Es ist jedoch auch dafür bekannt, dass es notorisch schwer zu bearbeiten ist. Versuchen Sie, Diamantwerkzeuge zu verwenden, und reines Wolfram wird die Diamantscheibe einfach belasten oder „verkleben“.

Metal Cutting ist auf Methoden spezialisiert, die zum Schneiden von reinem Wolfram sehr effektiv sind, aber interessanterweise sind dieselben Methoden nicht nützlich, wenn versucht wird, Wolframcarbid zu schneiden. Beispielsweise kann uns ein Kunde mitteilen, dass er eine Wolframröhre hat oder haben möchte, aber nach weiteren Untersuchungen stellen wir möglicherweise fest, dass er tatsächlich Wolframcarbid in Form einer Röhre hat oder benötigt.

Reines Wolfram kann einfach nicht zu einem Rohr verarbeitet werden, abgesehen von den Endgrößen des Einlippenbohrens – und das setzt voraus, dass das Teil ein günstiges Verhältnis von Länge zu ID hat. Es wird auch davon ausgegangen, dass der Kunde viel Geld hat und nicht viele dieser sorgfältig hergestellten Teile haben möchte.

Wolframkarbid hingegen kann zu Rohrformen gepresst und gesintert werden, aber auch das ist kein billiges oder hochvolumiges Verfahren. Und im Gegensatz zu anderen Metallen kann weder Wolfram noch Wolframcarbid in Rohre gezogen werden.

5. Der hohe Schmelzpunkt von Wolfram macht die Beschaffung von flüssigem Wolfram zu einer Herausforderung.

Die Leute fragen manchmal, ob Sie flüssiges Wolfram haben können, und die Antwort ist … nun, es ist kompliziert. Mit dem höchsten Schmelzpunkt aller bekannten Metalle, bei 6192°F, wäre Wolfram offensichtlich sehr schwer zu schmelzen.

Theoretisch kann alles geschmolzen werden, wenn Sie genügend Wärme anwenden. Für kommerzielle Zwecke macht der hohe Schmelzpunkt von Wolfram flüssiges Wolfram jedoch praktisch unmöglich.

Das Problem ist einfach, welche Art von Behälter würde eine große Menge flüssiges Wolfram enthalten? Praktischerweise würde alles, was Sie verwenden würden, durch die hohe Temperatur des Wolframs schmelzen.

Deshalb wird Wolfram pulvermetallurgisch in nicht flüssigem Zustand hergestellt. Kommerziell werden Wolframprodukte – von reinem Wolfram bis zu den wenigen möglichen Legierungen wie Schwerlegierungen, Kupfer-Wolfram und Silber-Wolfram – durch Pressen und Sintern in nahezu Endform hergestellt.

Bei Schmiedeprodukten folgt auf das Pressen und Sintern ein Schmieden und wiederholtes Ziehen und Glühen. Dies erzeugt die charakteristische längliche Kornstruktur, die sich auf das fertige Produkt überträgt, egal ob es sich um einen großen Stab oder einen sehr dünnen Draht handelt.

Das einzige bekannte Element mit einem höheren Schmelzpunkt als Wolfram ist Kohlenstoff mit 3550 °C (6422 °F). Allerdings kann nicht einmal Kohlenstoff verwendet werden, um flüssiges Wolfram zu halten, da die beiden bei hohen Temperaturen reagieren und Wolframcarbid bilden.

Experimentell wurde flüssiges Wolfram unter Verwendung von supraleitenden Kupfertiegeln hergestellt, bei denen die Wärme von der Oberfläche des Tiegels abgezogen wird, so dass sie intakt bleibt. Aber auch dies ist für kommerzielle Volumen unpraktisch.

Das bedeutet, dass jedes jemals hergestellte Wolframprodukt nie in einem flüssigen Zustand war. Das ist metallurgisch von entscheidender Bedeutung für alles, was danach kommt.

Wie addieren sich die Fakten 1-5?

Mit all seinen einzigartigen und interessanten Eigenschaften ist Wolfram eines der am häufigsten verwendeten Refraktärmetalle. (Und nein, es ist kein Element der Seltenen Erden, auch wenn Wolfram aus politischen Gründen den Elementen zugeordnet wurde, die Schlagzeilen machen – aber das ist ein anderes Thema.)

Als Unternehmen, das seit 1967 spezialisierte Draht- und Stangenprodukte aus Wolfram liefert – und als exklusiver nordamerikanischer Distributor für Nippon Tungsten Co., Ltd. – kann Ihnen die Metal Cutting Corporation helfen, die Geheimnisse von Wolfram für Ihre Anwendungen zu entschlüsseln.

Rufen Sie uns einfach an. Oder laden Sie unseren kostenlosen Leitfaden zu den Eigenschaften und Anwendungen von Wolframdraht herunter, um Tipps zu Wolframdraht oder anderen Anforderungen an die Präzisionsmetallherstellung zu erhalten.