鎢粉

鎢粉

鎢粉粉末狀的金屬鎢,是製備鎢加工材、鎢合金鎢製品的原料。

基本介紹

  • 中文名:鎢粉
  • 外文名:Tungsten powder
  • 外觀:粉末狀
  • 粒度:0.4~30微米
性質,製法,性能和標準,用途,等級,顆粒,分級,安全性,

性質

為有金屬光澤的灰黑色金屬(體心立方結晶)。熔點3400℃。沸點5555℃。鎢的硬度是金屬中最硬的,經過燒結的鎢條的硬度為200~250,經過旋錘的鎢棒為350~400。溶於硝酸和氫氟酸的混酸。與氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物熔融。微溶於硝酸、硫酸、王水;不溶於水,氫氟酸、氫氧化鉀。鎢有兩種變型,a和B。在標準溫度和常壓下,a型是穩定的體心立方結構。B型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的,在630℃以上又轉化為a鎢,並且這一過程是不可逆的。
鎢粉鎢粉

製法

採用氫還原三氧化鎢仲鎢酸銨的方法製備。用氫還原法製取鎢粉的工藝過程一般分為兩個階段:第一階段在500~700℃溫度下,三氧化鎢還原成二氧化鎢;第二階段在700~900℃溫度下,二氧化鎢還原成鎢粉。還原反應常在管式電爐或迴轉式爐中進行。
還原鎢粉的性能(如純度、粒度、粒度組成等)主要取決於還原工藝。在管式爐中還原鎢粉時,影響還原速度的主要工藝參數是還原溫度、燒舟中氧化鎢的裝載量、燒舟移動速度、氫氣流速及氫氣中水分含量。隨著還原溫度的升高,鎢粉的粒度變粗。
鎢粉的製取除了氫還原法外,還有早期採用的氧化鎢碳還原法,還原溫度高於1050℃。用這種方法得到的鎢粉純度較低。此外,用金屬鋁、鈣、鋅等還原氧化鎢的工藝研究工作亦在進行中。對於特殊套用而要求高純度、超細粒度的鎢粉,則發展了氯化鎢氫還原法,得到的鎢粉粒度可小於0.05μm。
工業生產可用氫氣還原三氧化鎢製得;或將仲鎢酸銨用酸處理,再經熟分解得到三氧化鎢,用氫氣還原製得。
  1. 氫氣還原三氧化鎢法:用氫氣還原可分二個階段進行,第一階段將三氧化鎢加熱至550~800℃,用氫氣還原,第二階段還原在650~850℃時進行,製得鎢粉成品。
  2. 也可先將仲鎢酸銨通氫或不通氫還原成藍色氧化鎢(藍鎢),再用氫還原成鎢粉。鎢粉的粒度、粒度組成是鎢粉的重要質量指標。還原在管式電爐或迴轉式電爐內進行。

性能和標準

鎢粉除了對雜質含量有一定的要求外,含量要控制在一定範圍內。常用鎢粉粒度一般為費氏平均粒度2~10μm。鎢粉為多角形顆粒形狀。此外,鎢粉的比表面、松裝密度、搖實密度等也在一定範圍內變化。鎢粉的性能對鎢材的生產和鎢粉末冶金製品的質量有直接的影響,特別是純度和粒度的影響更為明顯。鎢粉是依據純度和粒度以及不同的用途而分類的。
最早生產鎢粉是按化學純度將氫還原鎢粉分為三級;日本已制定了《鎢粉及碳化鎢粉》的工業標準(JISH2116-1979);英、法和前蘇聯等國均設有統一的鎢粉國家標準。中國工業生產的鎢粉於1982年制定了《氫還原鎢粉的技術條件》(GB3458-82)。該標準規定了鎢粉的性能和分類牌號.並對檢驗方法、驗收規則、包裝、運輸和儲存等項目都做了明確的規定。對於特殊用途和軍工專用的鎢粉,生產廠可根據用戶要求試製生產。

用途

鎢大部分用於生產硬質合金和鎢鐵。鎢與鉻、鉬、鈷組成耐熱耐磨合金用於製作刀具、金屬表層硬化材料、燃氣輪機葉片和燃燒管等。鎢與鉭、鈮、鉬等組成難熔合金。鎢銅和鎢銀合金用作電接觸點材料。高密度的鎢鎳銅合金用作防輻射的防護屏。金屬鎢的絲、棒、片等用於製作電燈泡、電子管的部件和電弧焊的電極。鎢粉可燒結成各種孔隙度的過濾器。FW-1用於大型板坯、鎢錸電偶原料。FW-2用於觸頭合金、高比重禁止原料。FWP-1用於等離子噴鍍材料。
鎢粉是加工粉末冶金鎢製品和鎢合金的主要原料。純鎢粉可製成絲、棒、管、板等加工材和一定形狀製品。鎢粉與其他金屬粉末混合,可以製成各種鎢合金,如鎢鉬合金、鎢錸合金、鎢銅合金和高密度鎢合金等。鎢粉的另一個重要套用是製成碳化鎢粉,進而製備硬質合金工具,如車刀、銑刀、鑽頭和模具等。

等級

根據顆粒度不同,鎢粉可分為14個等級:
等級
顆粒度(µ)
氧含量( %,Max. )
W-0
0.40~0.69
0.3
W-1
0.70~0.99
0.3
W-2
1.00~1.49
0.25
W-3
1.50~1.99
0.2
W-4
2.00~2.49
0.15
W-5
2.50~2.99
0.15
W-6
3.00~3.49
0.1
W-7
3.50~3.99
0.1
W-8
4.00~4.49
0.07
W-9
4.50~4.99
0.07
W-10
5.00~6.99
0.05
W-11
7.00~8.99
0.05
W-12
8.99~14.99
0.05
W-13
15.00~25.00
0.05

顆粒

鎢粉顆粒是指鎢粉經過燒結後形成棒等鎢的塊狀物,再經過破碎後形成的鎢粉顆粒。鎢粉顆粒是通過目數來區分的。鎢粉顆粒的用途有合金粉的催化劑等。
物理性能分析
類別
描述
目數分析
目數
重量比%
GW-1220
-12/+20
+12 ~ -20
0 ~10
GW-2060
-20/+60
+20 ~ -60
0 ~10
GW-6000
-60/+200
+60 ~ 200
0~ 10
化學成分分析
金屬元素含量表(WT %)
元素
最大值
元素
最大值
Al
0.01
Fe
0.10
Cr
0.02
Mo
0.10
Cu
0.02
Ni
0.05
非金屬元素含量表(WT %)
C
<0.10
O
<0.10
鎢(WT %) > 99.5

分級

鎢粉的質量直接決定碳化鎢(WC)的質量及合金性能,鎢粉分級能有效改變粉末的性能,解決粉末夾粗夾細問題,減小最小粒徑、最大粒徑與平均粒徑差度,生產出更粗、更均勻的碳化鎢粉;由於鎢的特性決定不易破碎,在分級前進行適度破碎,將粉末中團聚顆粒分開,更能有效分離粉末,提高均勻度;分級必須嚴格而精細地調節系統運行參數,根據原始粉末的特點,需尋找最佳運行工藝。

安全性

鎢粉的毒性參見三氧化鎢。產品裝入乾淨的聚乙烯塑膠瓶內,要擰緊瓶蓋,將塑膠瓶置於木箱中,四周用軟物固緊,或將產品裝入內襯聚乙烯塑膠袋的鐵桶中,每箱(桶)淨重30kg。產品應貯存放於乾燥、通風和無酸、鹼氣氛的庫房內,嚴防氧化。產品運輸過程中要防雨淋和防潮濕,不得劇烈碰撞。FW-1和FW-2存放期不宜超過半年,FWP-1存放期不宜超過。

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