Sof metall va volfram o'z ichiga olgan qotishmalardan foydalanish asosan ularning refrakterligi, qattiqligi va kimyoviy qarshilikka asoslangan. Sof volfram elektr cho'g'lanma lampalar va katod nurlari naychalari uchun filamentlarni ishlab chiqarishda, metallarni bug'lash uchun tigel ishlab chiqarishda, avtomobilni yoqish distribyutorlarining kontaktlarida, rentgen trubkasi nishonlarida ishlatiladi; elektr pechlarida o'rash va isitish elementlari va yuqori haroratlarda ishlaydigan kosmik va boshqa transport vositalari uchun konstruktiv material sifatida. Yuqori tezlikli po'latlar (17,5-18,5% volfram), stellit (Cr, W, C qo'shilgan kobalt asosida), hastalloy (Ni asosidagi zanglamaydigan po'lat) va boshqa ko'plab qotishmalarda volfram mavjud. Asbob va issiqlikka chidamli qotishmalarni ishlab chiqarish uchun asos ferrotungsten (68-86% Vt, 7% gacha Mo va temir), volframit yoki scheelit kontsentratlarini to'g'ridan-to'g'ri kamaytirish orqali osonlik bilan olinadi. "Pobedit" - 80-87% volfram, 6-15% kobalt, 5-7% uglerod bo'lgan juda qattiq qotishma metallni qayta ishlashda, tog'-kon va neft sanoatida ajralmas hisoblanadi.

Kaltsiy va magniyli volframlar floresan qurilmalarda keng qo'llaniladi, boshqa volfram tuzlari kimyo va ko'nchilik sanoatida qo'llaniladi. Volfram disulfidi - 500 ° S gacha barqaror yuqori haroratli quruq moylash materiallari. Bo'yoq ishlab chiqarishda volfram bronzalari va boshqa elementli birikmalar qo'llaniladi. Ko'pgina volfram birikmalari ajoyib katalizatorlardir.

Kashf qilinganidan beri ko'p yillar davomida volfram laboratoriya noyobligi bo'lib qoldi, faqat 1847 yilda Oksland kassiteritdan (qalay tosh) natriy volfram, volfram kislotasi va volfram ishlab chiqarish uchun patent oldi. 1857 yilda Oksland tomonidan olingan ikkinchi patent zamonaviy yuqori tezlikda ishlaydigan po'latlarning asosini tashkil etuvchi temir-volfram qotishmalarini ishlab chiqarishni tasvirlab berdi.

19-asrning o'rtalarida po'lat ishlab chiqarishda volframdan foydalanishga birinchi urinishlar qilingan, ammo uzoq vaqt davomida metallning yuqori narxi tufayli bu ishlanmalarni sanoatga kiritish mumkin emas edi. Lehimlangan va yuqori quvvatli po'latlarga bo'lgan talabning ortishi Bethlehem Steel'da yuqori tezlikli po'latlarni ishga tushirishga olib keldi. Ushbu qotishmalarning namunalari birinchi marta 1900 yilda Parijdagi Butunjahon ko'rgazmasida taqdim etilgan.

Volfram filamentlarini ishlab chiqarish texnologiyasi va uning tarixi.

Volfram simini ishlab chiqarish hajmi volframdan foydalanadigan barcha tarmoqlar orasida kichik ulushga ega, ammo uni ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanishi o'tga chidamli birikmalarning kukunli metallurgiyasini rivojlantirishda asosiy rol o'ynadi.

1878 yildan boshlab, Swan Nyukaslda o'zi ixtiro qilgan sakkiz va o'n olti shamli ko'mir lampalarini namoyish qilgandan beri, filamentlarni tayyorlash uchun ko'proq mos material izlash boshlandi. Birinchi ko'mir lampasi faqat 1 lumen / vatt samaradorligiga ega bo'lib, keyingi 20 yil ichida ko'mirni qayta ishlash usullarini ikki yarim barobarga o'zgartirish orqali oshirildi. 1898 yilga kelib, bunday lampochkalarning yorug'lik quvvati 3 lumen / vatt edi. O'sha kunlarda uglerod filamentlari og'ir uglevodorod bug'lari atmosferasida elektr tokini o'tkazish orqali qizdirilgan. Ikkinchisining piroliz jarayonida hosil bo'lgan uglerod ipning teshiklari va nosimmetrikliklarini to'ldirib, unga yorqin metall nashrida berdi.

19-asr oxirida fon Welsbach cho'g'lanma lampalar uchun birinchi metall filamentni yasadi. U uni osmiydan yasagan (T pl = 2700 ° C). Osmiy filamentlari 6 lumen / vatt samaradorligiga ega edi, ammo osmiy platina guruhining noyob va juda qimmat elementidir, shuning uchun u uy jihozlarini ishlab chiqarishda keng qo'llanilmagan. Erish nuqtasi 2996 ° S bo'lgan tantal 1903 yildan 1911 yilgacha Siemens va Halske von Boltonning ishi tufayli chizilgan sim shaklida keng qo'llanilgan. Tantal lampalarning samaradorligi 7 lumen / vatt edi.

Volfram 1904 yilda cho'g'lanma lampalarda qo'llanila boshlandi va 1911 yilga kelib bu quvvatdagi barcha boshqa metallar o'rnini egalladi. Volfram filamentli an'anaviy cho'g'lanma chiroq 12 lumen / vatt porlashiga ega va yuqori kuchlanish ostida ishlaydigan lampalar - 22 lumen / vatt. Volfram katodli zamonaviy lyuminestsent lampalar taxminan 50 lumen / vatt samaradorligiga ega.

1904 yilda Siemens-Xalske tantal uchun ishlab chiqilgan simni chizish jarayonini volfram va toriy kabi o'tga chidamli metallarga qo'llashga harakat qildi. Volframning qattiqligi va egiluvchanligi yo'qligi jarayonning muammosiz ishlashiga to'sqinlik qildi. Biroq, keyinchalik, 1913-1914 yillarda, eritilgan volframni qisman qisqartirish usuli yordamida o'rash va chizish mumkinligi ko'rsatildi. Volfram tayoqchasi va ichki qismi volfram kukuni bilan qoplangan grafit tigel ichiga joylashtirilgan va vodorod atmosferasida joylashgan qisman erigan volfram tomchisi o'rtasida elektr yoyi o'tkazildi. Shunday qilib, diametri taxminan 10 mm va uzunligi 20-30 mm bo'lgan eritilgan volframning kichik tomchilari olingan. Garchi qiyin bo'lsa ham, ular bilan ishlash allaqachon mumkin edi.

Xuddi shu yillarda Just va Xannaman volfram filamentlarini ishlab chiqarish jarayonini patentlashdi. Yupqa metall kukuni organik bog‘lovchi bilan aralashtirilib, hosil bo‘lgan xamir shpinnerlardan o‘tkazilib, bog‘lovchini olib tashlash uchun maxsus atmosferada qizdirildi va toza volframning nozik filamenti olindi.

Taniqli ekstruziya jarayoni 1906-1907 yillarda ishlab chiqilgan va 1910-yillarning boshlarigacha ishlatilgan. Juda nozik maydalangan qora volfram kukuni plastik massa hosil bo'lgunga qadar dekstrin yoki kraxmal bilan aralashtiriladi. Shlangi bosim bu massani yupqa olmosli elaklardan o'tkazishga majbur qildi. Shunday qilib olingan ip g'altaklarga o'ralib, quritilishi uchun etarlicha mustahkam edi. Keyinchalik, iplar qoldiq namlik va engil uglevodorodlarni olib tashlash uchun inert gaz atmosferasida qizil-issiq haroratgacha qizdirilgan "soch iplari" ga kesilgan. Har bir "soch tolasi" qisqichga mahkamlangan va vodorod atmosferasida elektr tokini o'tkazib, yorqin nurga qizdirilgan. Bu kiruvchi kirlarni yakuniy olib tashlashga olib keldi. Yuqori haroratlarda volframning alohida kichik zarralari birlashadi va bir xil qattiq metall filament hosil qiladi. Bu iplar mo'rt bo'lsa-da, elastikdir.

20-asr boshlarida Yust va Xannaman o'ziga xosligi bilan ajralib turadigan boshqa jarayonni ishlab chiqdi. Diametri 0,02 mm bo'lgan uglerod filamenti vodorod va volfram geksaxlorid bug'lari atmosferasida isitish orqali volfram bilan qoplangan. Shu tarzda qoplangan ip kamaytirilgan bosim ostida vodorodda yorqin porlashgacha qizdirildi. Bunday holda, volfram qobig'i va uglerod yadrosi bir-biri bilan to'liq birlashtirilib, volfram karbidini hosil qildi. Olingan ip oq va mo'rt edi. Keyinchalik, filament vodorod oqimida isitiladi, u uglerod bilan o'zaro ta'sir qilib, sof volframning ixcham filamentini qoldirdi. Iplar ekstruziya jarayonida olingan xususiyatlarga ega edi.

1909 yilda amerikalik Kulidj egiluvchan volframni to'ldiruvchilardan foydalanmasdan olish mumkin edi, lekin faqat o'rtacha harorat va mexanik ishlov berish yordamida. Volfram simini olishda asosiy muammo volframning yuqori haroratlarda tez oksidlanishi va hosil bo'lgan volframda don tuzilishining mavjudligi bo'lib, bu uning mo'rtlashishiga olib keldi.

Volfram simini zamonaviy ishlab chiqarish murakkab va aniq texnologik jarayondir. Xom ashyo ammoniy paratungstatni kamaytirish natijasida olingan kukunli volframdir.

Tel ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan volfram kukuni yuqori toza bo'lishi kerak. Odatda, metallning sifatini o'rtacha qilish uchun turli xil kelib chiqadigan volfram kukunlari aralashtiriladi. Ular tegirmonlarda aralashtiriladi va ishqalanish bilan isitiladigan metallning oksidlanishini oldini olish uchun kameraga azot oqimi o'tkaziladi. Keyin kukun po'lat qoliplarda gidravlik yoki pnevmatik presslarda (5-25 kg/mm2) presslanadi. Agar ifloslangan kukunlar ishlatilsa, ixcham mo'rt bo'ladi va bu ta'sirni bartaraf etish uchun to'liq oksidlanadigan organik bog'lovchi qo'shiladi. Keyingi bosqichda novdalarni dastlabki sinterlash amalga oshiriladi. Kompaktlar vodorod oqimida qizdirilsa va sovutilsa, ularning mexanik xususiyatlari yaxshilanadi. Kompaktlar hali ham juda mo'rt bo'lib, ularning zichligi volfram zichligining 60-70% ni tashkil qiladi, shuning uchun novdalar yuqori haroratli sinterlanishga duchor bo'ladi. Rod suv bilan sovutilgan kontaktlar orasiga qisiladi va quruq vodorod atmosferasida uni deyarli erish nuqtasiga qizdirish uchun oqim o'tkaziladi. Isitish tufayli volfram sinterlanadi va uning zichligi kristallining 85-95% gacha ko'tariladi, shu bilan birga don o'lchamlari oshadi, volfram kristallari o'sadi. Buning ortidan yuqori (1200-1500 ° S) haroratda zarb qilinadi. Maxsus apparatda novdalar bolg'a bilan siqilgan kameradan o'tadi. Bir o'tish uchun novda diametri 12% ga kamayadi. Soxtalashtirilganda volfram kristallari cho'zilib, fibrillar tuzilmasini hosil qiladi. Soxtalashtirilgandan so'ng, sim chizish boshlanadi. Rodlar moylanadi va olmos yoki volfram karbidining elakidan o'tkaziladi. Ekstraksiya darajasi olingan mahsulotlarning maqsadiga bog'liq. Olingan simning diametri taxminan 13 mikron.

Dunyoda volfram ishlab chiqarish yiliga 32 ming tonnani tashkil qiladi. Asrimizning boshidan beri u bir necha bor keskin ko'tarilishlarni va bir xil darajada keskin pasayishlarni boshdan kechirdi. Diagramma shuni ko'rsatadiki, ishlab chiqarish egri chizig'idagi cho'qqilar birinchi va ikkinchi jahon urushlarining eng yuqori cho'qqilariga to'liq mos keladi. Va endi volfram sof strategik metalldir

20-asrning birinchi yarmida volframning jahon ishlab chiqarish diagrammasi (ming tonnada).
Volfram po'lati va volfram yoki uning karbidlarini o'z ichiga olgan boshqa qotishmalardan tank zirhlari, torpedo va snaryadlar snaryadlari, samolyotlar va dvigatellarning eng muhim qismlari ishlab chiqariladi.

Volfram asboblar po'latining eng yaxshi navlarining ajralmas qismidir. Umuman olganda, metallurgiya barcha qazib olingan volframning deyarli 95% ni o'zlashtiradi. (Xarakterli jihati shundaki, u nafaqat sof volframni, balki asosan arzonroq ferrotungstenni - 80% Vt va taxminan 20% Fe ni o'z ichiga olgan qotishmani keng qo'llaydi; u elektr yoy pechlarida olinadi).

Volfram qotishmalari juda ko'p ajoyib xususiyatlarga ega. Og'ir metallar (volfram, nikel va misdan) radioaktiv moddalar saqlanadigan idishlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Uning himoya ta'siri qo'rg'oshinnikidan 40% yuqori. Ushbu qotishma radiatsiya terapiyasida ham qo'llaniladi, chunki u ekranning nisbatan kichik qalinligi bilan etarli darajada himoya yaratadi.

16% kobaltli volfram karbidining qotishmasi shunchalik qattiqki, quduqlarni burg'ilashda olmosni qisman almashtira oladi.

Volframning mis va kumush bilan psevdo-qotishmalari yuqori kuchlanishli elektr toki uchun kalitlar va kalitlar uchun ajoyib materialdir: ular an'anaviy mis kontaktlariga qaraganda olti baravar ko'proq xizmat qiladi.

Elektr lampalarining sochlarida volframdan foydalanish maqolaning boshida muhokama qilindi. Bu sohada volframning ajralmasligi nafaqat uning refrakterligi, balki uning egiluvchanligi bilan ham izohlanadi. Bir kilogramm volframdan 3,5 km uzunlikdagi sim tortiladi, ya'ni. bu kilogramm 23 000 60 vattli lampochka uchun filamentlar tayyorlash uchun etarli. Aynan shu xususiyat tufayli jahon elektrotexnika sanoati yiliga atigi 100 tonna volfram iste'mol qiladi.

So'nggi yillarda volframning kimyoviy birikmalari katta amaliy ahamiyatga ega bo'ldi. Xususan, fosfotungstik geteropoliatsid laklar va yorqin, yorug'likka chidamli bo'yoqlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Na2WO4 natriy volfram eritmasi gazlamalarga yong'inga chidamlilik va suvga chidamlilik beradi, ishqoriy tuproq metallari, kadmiy va noyob tuproq elementlarining volframlari lazer va yorug'lik bo'yoqlari ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Volframning o'tmishi va hozirgi holati uni qattiq ishlaydigan metall deb hisoblash uchun barcha asoslarni beradi.

Volfram Bu har qanday sof metallning eng yuqori erish nuqtasiga ega bo'lgan zerikarli kumush rangli metalldir.

Volfram nomi bilan ham tanilgan, bu element o'zining W belgisini oladi, volfram olmosdan ko'ra yirtilishga chidamliroq va po'latdan ancha qattiqroqdir. Bu o'tga chidamli metallarning o'ziga xos xususiyatlari - uning mustahkamligi va yuqori haroratlarga bardosh berish qobiliyati - uni ko'plab tijorat va sanoat ilovalari uchun ideal qiladi.

Volfram asosan ikki turdagi minerallardan olinadi: volframit va scheelit. Biroq, volframni qayta ishlash ham dunyo ta'minotining taxminan 30% ni tashkil qiladi. Xitoy dunyodagi eng yirik metall ishlab chiqaruvchisi bo'lib, dunyodagi etkazib berishning 80% dan ortig'ini ta'minlaydi.

Volfram rudasini qayta ishlash va ajratishdan so'ng kimyoviy shakl - ammoniy paratungstat (APT) ishlab chiqariladi. APT volfram oksidi hosil qilish uchun vodorod bilan qizdirilishi yoki volfram metallini ishlab chiqarish uchun 1925 ° F (1050 ° C) dan yuqori haroratlarda uglerod bilan reaksiyaga kirishishi mumkin.

Ilovalar:

100 yildan ortiq vaqt davomida volframning asosiy ishlatilishi cho'g'lanma lampochkalarning filamenti bo'lib kelgan. Kichik miqdordagi kaliy aluminosilikatdan tayyorlangan volfram kukuni butun dunyo bo'ylab millionlab uylarni yoritadigan lampochkalarning markazida joylashgan sim filamentini hosil qilish uchun yuqori haroratda sinterlanadi.

Volframning yuqori haroratlarda o'z shaklini saqlab turish qobiliyati tufayli, volfram filamentlari endi turli xil maishiy ilovalarda, jumladan lampalar, yorug'lik chiroqlari, elektr pechlardagi isitish elementlari, mikroto'lqinli pechlar, rentgen naychalari va katod nurlari naychalarida (CRT) qo'llaniladi. ) kompyuter monitorlari va televizorlarida.

Metallning kuchli issiqlikka bardoshliligi, shuningdek, uni elektr yoy pechlari va payvandlash uskunalaridagi termojuftlar va elektr kontaktlari uchun ideal qiladi. Konsentrlangan massa yoki og'irlikni talab qiladigan ilovalar, masalan, qarshi og'irliklar, baliq ovlash og'irliklari va dartlar, ko'pincha zichligi tufayli volframdan foydalanadi.

Volfram karbid:

Volfram karbidi bitta volfram atomini bitta uglerod atomi (WC kimyoviy belgisi bilan ifodalanadi) yoki ikkita volfram atomini bitta uglerod atomi (W2C) bilan birlashtirish orqali ishlab chiqariladi. Bu vodorod gazi oqimida volfram kukunini uglerod bilan 2550 ° F dan 2900 ° F (1400 ° C dan 1600 ° C) gacha bo'lgan haroratda isitish orqali amalga oshiriladi.

Mohs qattiqlik shkalasiga ko'ra (bir materialning boshqasini chizish qobiliyatining o'lchovi) volfram karbidining qattiqligi 9,5 ga teng, bu olmosdan bir oz pastroq. Shu sababli, bu qattiq birikma sinterlanadi, bu ishlov berish va kesishda ishlatiladigan buyumlarni tayyorlash uchun chang shaklini yuqori haroratda bosish va isitishni talab qiladigan jarayon. Buning natijasi matkaplar, torna asboblari, frezalar va zirhli teshuvchi o'q-dorilar kabi yuqori harorat va stress sharoitida ishlashi mumkin bo'lgan materiallardir.

Tsementlangan karbid volfram karbid va kobalt kukuni birikmasidan foydalangan holda ishlab chiqariladi va tog'-kon sanoatida ishlatiladigan aşınmaya bardoshli asboblarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Britaniyani Yevropa bilan bog'laydigan kanal tunnelini qazishda foydalanilgan tunnel burg'ulash mashinasi aslida 100 ga yaqin sementlangan karbid uchlari bilan jihozlangan.

Volfram qotishmalari:

Volfram metalli boshqa metallar bilan birlashtirilishi mumkin, ularning mustahkamligi va aşınmaya va korroziyaga chidamliligini oshirish mumkin. Chelik qotishmalari ko'pincha bu foydali xususiyatlar uchun volframni o'z ichiga oladi. Arra pichoqlari kabi kesish va ishlov berish asboblarida ishlatiladigan ko'plab yuqori tezlikli po'latlar taxminan 18 foiz volframni o'z ichiga oladi.

Volfram po'lat qotishmalari, shuningdek, yuqori issiqlikka chidamlilik xususiyatlariga ega bo'lishi kerak bo'lgan raketa dvigatelining nozullarini ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Boshqa volfram qotishmalariga chidamliligi va aşınmaya bardoshliligi uchun podshipniklar va pistonlarda qo'llaniladigan Stellite (kobalt, xrom va volfram) va volfram qotishma kukunini sinterlash orqali ishlab chiqarilgan va o'q-dorilar, dart barrellari va golf klublarida ishlatiladigan Hevimet kiradi. .

Kobalt, temir yoki nikeldan tayyorlangan super qotishmalar volfram bilan birga samolyot turbinasi pichoqlarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Volfram shuningdek, refrakterlikning yuqori ko'rsatkichlari bilan ajralib turadigan metallar guruhiga kiradi. U Shvetsiyada Scheele ismli kimyogar tomonidan kashf etilgan. Aynan u 1781 yilda birinchi bo'lib volframit mineralidan noma'lum metall oksidini ajratib olgan. Olim 3 yildan so'ng volframni sof holatda olishga muvaffaq bo'ldi.

Tavsif

Volfram ko'pincha turli sohalarda qo'llaniladigan materiallar guruhiga kiradi. U V harfi bilan belgilanadi va davriy jadvalda 74 seriya raqami mavjud. Bu ochiq kul rang bilan tavsiflanadi. Uning xarakterli fazilatlaridan biri uning yuqori refrakterligidir. Volframning erish nuqtasi Selsiy bo'yicha 3380 daraja. Agar biz uni qo'llash nuqtai nazaridan ko'rib chiqsak, unda ushbu materialning eng muhim fazilatlari quyidagilardir:

• zichlik;
• erish harorati;
• elektr qarshilik;
• chiziqli kengayish koeffitsienti.

Uning xarakterli fazilatlarini hisoblab, uning ustida joylashgan yuqori qaynash nuqtasini ta'kidlash kerak 5900 daraja Selsiyda. Yana bir xususiyat - past bug'lanish tezligi. Tselsiy bo'yicha 2000 daraja harorat sharoitida ham past. Elektr o'tkazuvchanligi kabi xususiyatga ko'ra, bu metall mis kabi oddiy qotishmadan 3 baravar ustundir.

Volframdan foydalanishni cheklovchi omillar

Ushbu materialdan foydalanishni cheklaydigan bir qator omillar mavjud:

• yuqori zichlik;
• past haroratlarda mo'rtlikka sezilarli moyillik;
• oksidlanishga nisbatan past qarshilik.

Tashqi ko'rinishida volfram oddiy po'latga o'xshaydi. Uning asosiy qo'llanilishi asosan yuqori quvvatli xususiyatlarga ega qotishmalarni ishlab chiqarish bilan bog'liq. Ushbu metallni qayta ishlash mumkin, lekin faqat oldindan qizdirilsa. Tanlangan ishlov berish turiga qarab, isitish ma'lum bir haroratgacha amalga oshiriladi. Misol uchun, agar vazifa volframdan novdalarni yasash bo'lsa, unda ish qismini birinchi navbatda 1450-1500 daraja Selsiyga qizdirish kerak.

100 yil davomida volfram sanoat maqsadlarida ishlatilmadi. Turli xil mashinalarni ishlab chiqarishda foydalanish uning yuqori erish nuqtasi bilan mustahkamlangan.

Uning sanoatda qo'llanilishining boshlanishi 1856 yil bilan bog'liq bo'lib, u birinchi marta asbob-uskunalar po'latining navlarini qotishma uchun ishlatilgan. Ularni ishlab chiqarish jarayonida kompozitsiyaga umumiy ulushi 5% gacha bo'lgan volfram qo'shildi. Ushbu metallning po'lat tarkibida mavjudligi stanoklarda kesish tezligini oshirishga imkon berdi. daqiqada 5 dan 8 metrgacha.

19-asrning ikkinchi yarmida sanoatning rivojlanishi stanoksozlik sanoatining faol rivojlanishi bilan tavsiflanadi. Uskunalarga bo'lgan talab yil sayin ortib bormoqda, bu esa mashinasozlikdan mashinalarning sifat ko'rsatkichlarini olishni va bunga qo'shimcha ravishda ularning ishlash tezligini oshirishni talab qildi. Kesish tezligini oshirish uchun birinchi impuls volframdan foydalanish edi.

20-asrning boshlarida kesish tezligi oshirildi daqiqada 35 metrgacha. Bunga po'latni faqat volfram bilan emas, balki boshqa elementlar bilan ham qotishma orqali erishildi:

• molibden;
• xrom;
• vanadiy.

Keyinchalik, mashinalarda kesish tezligi daqiqada 60 metrgacha ko'tarildi. Ammo, bunday yuqori ko'rsatkichlarga qaramay, mutaxassislar ushbu xususiyatni yaxshilash imkoniyati mavjudligini tushunishdi. Mutaxassislar uzoq vaqt davomida kesish tezligini oshirish uchun qaysi yo'lni tanlashni o'ylamadilar. Ular volframdan foydalanishga murojaat qilishdi, lekin allaqachon boshqa metallar va ularning turlari bilan ittifoqda karbidlar shaklida. Hozirgi vaqtda daqiqada 2000 metr tezlikda ishlaydigan dastgohlarda metallni kesish odatiy holdir.

Har qanday material singari, volfram ham o'ziga xos xususiyatlarga ega, shuning uchun u strategik metallar guruhiga kirdi. Biz yuqorida aytib o'tdikki, bu metallning afzalliklaridan biri uning yuqori refrakterligidir. Ushbu xususiyat tufayli material filamentlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.

Uning erish nuqtasi 2500 daraja Selsiyda. Lekin bu materialning faqat bu sifatli ijobiy xususiyatlari cheklanmagan. Bundan tashqari, aytib o'tish kerak bo'lgan boshqa afzalliklarga ega. Ulardan biri normal va yuqori harorat sharoitida namoyon bo'lgan yuqori quvvatdir. Misol uchun, temir va temir asosidagi qotishmalar 800 daraja Selsiy haroratgacha qizdirilganda, quvvatning 20 barobar pasayishi sodir bo'ladi. Xuddi shu sharoitda volframning kuchi faqat uch marta kamayadi. 1500 daraja Selsiy sharoitida temirning kuchi amalda nolga kamayadi, ammo volfram uchun u oddiy haroratda temir darajasida bo'ladi.

Bugungi kunda dunyoda ishlab chiqarilgan volframning 80% asosan yuqori sifatli po'lat ishlab chiqarishda ishlatiladi. Mashinasozlik korxonalari tomonidan ishlatiladigan po'lat navlarining yarmidan ko'pi ularning tarkibida volframni o'z ichiga oladi. Ulardan asosiy material sifatida foydalanishadi turbina qismlari uchun, vites qutilari, shuningdek, kompressor mashinalarini ishlab chiqarish uchun bunday materiallardan foydalaning. Volfram o'z ichiga olgan mashinasozlik po'latlari vallar, tishli g'ildiraklar, shuningdek, qattiq zarb qilingan rotorni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Bundan tashqari, ular krankshaftlar, birlashtiruvchi novdalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tungsten va boshqa qotishma elementlardan tashqari, kompozitsiyaga muhandislik po'latining qo'shilishi ularning qattiqlashishini oshiradi. Bundan tashqari, nozik taneli strukturani olish mumkin. Shu bilan birga ishlab chiqarilgan muhandislik po'latlari qattiqlik va mustahkamlik kabi xususiyatlarni oshiradi.

Issiqlikka chidamli qotishmalarni ishlab chiqarishda volframdan foydalanish zaruriy shartlardan biridir. Ushbu maxsus metalldan foydalanish zarurati temirning erish qiymatidan oshib ketadigan yuqori haroratlarda sezilarli yuklarga bardosh bera oladigan yagona metall ekanligi bilan bog'liq. Ushbu metallga asoslangan volfram va aralashmalar yuqori quvvat va yaxshi elastiklik bilan ajralib turadi. Shu nuqtai nazardan, ular o'tga chidamli materiallar guruhiga kiritilgan boshqa metallardan ustundir.

Minuslar

Biroq, volframning afzalliklarini sanab o'tish mumkin emas ushbu materialga xos bo'lgan kamchiliklar.

Hozirgi vaqtda ishlab chiqarilayotgan volfram tarkibida 2% toriy mavjud. Ushbu qotishma torilangan volfram deb ataladi. Bu unga xosdir yakuniy quvvat 70 MPa Tselsiy bo'yicha 2420 daraja haroratda. Ushbu indikatorning qiymati yuqori bo'lmasa-da, biz faqat 5 ta metalning volfram bilan birga bunday haroratda qattiq holatini o'zgartirmasligini ta'kidlaymiz.

Bu guruhga molibden kiradi, uning erish nuqtasi 2625 daraja. Yana bir metall texnetiydir. Biroq, unga asoslangan qotishmalar yaqin kelajakda ishlab chiqarilishi dargumon. Reniy va tantal bunday harorat sharoitida yuqori quvvatga ega emas. Shuning uchun volfram yuqori haroratli yuklarda etarli quvvatni ta'minlay oladigan yagona materialdir. U kamdan-kam hollarda bo'lganligi sababli, agar uni almashtirish imkoniyati mavjud bo'lsa, ishlab chiqaruvchilar unga alternativadan foydalanadilar.

Biroq, alohida komponentlarni ishlab chiqarishda volframni to'liq almashtira oladigan materiallar yo'q. Masalan, elektr lampalar uchun filamentlar va DC yoy lampalari uchun anodlarni ishlab chiqarishda faqat volfram ishlatiladi, chunki mos o'rinbosarlar yo'q. Bundan tashqari, u ishlatiladi elektrodlar ishlab chiqarishda argon-arqon va atom-vodorodli payvandlash uchun. Shuningdek, ushbu materialdan foydalanib, 2000 darajadan yuqori haroratlarda ishlatiladigan isitish elementi ishlab chiqariladi.

Ilova

Volfram va uning asosidagi qotishmalar sanoatning turli sohalarida keng qo'llaniladi. Ular raketa fani sohasida qo'llaniladigan samolyot dvigatellarini ishlab chiqarishda, shuningdek kosmik texnologiyalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Ushbu hududlarda ushbu qotishmalardan foydalangan holda reaktiv nozullar, raketa dvigatellaridagi muhim qismlarning qo'shimchalari tayyorlanadi. Bundan tashqari, bunday materiallar raketa qotishmalarini ishlab chiqarish uchun asosiy materiallar sifatida ishlatiladi.

Ushbu metalldan qotishmalarni ishlab chiqarish bitta xususiyatga ega, bu materialning refrakterligi bilan bog'liq. Yuqori haroratlarda ko'plab metallar o'z holatini o'zgartiradi va gazlarga aylanadi yoki juda uchuvchan suyuqliklar. Shuning uchun, volfram o'z ichiga olgan qotishmalarni olish uchun chang metallurgiya usullari qo'llaniladi.

Bunday usullar metall kukunlari aralashmasini bosishni o'z ichiga oladi, so'ngra sinterlash va ularni elektrod pechlarida amalga oshiriladigan yoy eritishga ta'sir qiladi. Ba'zi hollarda sinterlangan volfram kukuni qo'shimcha ravishda boshqa metallning suyuq eritmasi bilan singdiriladi. Shunday qilib, volfram, mis, kumushning psevdo-qotishmalari olinadi, elektr inshootlarida kontaktlar uchun ishlatiladi. Mis bilan solishtirganda, bunday mahsulotlarning chidamliligi 6-8 baravar yuqori.

Ushbu metall va uning qotishmalari ko'lamini yanada kengaytirish uchun katta istiqbolga ega. Avvalo, shuni ta'kidlash kerakki, nikeldan farqli o'laroq, bu materiallar "olovli" chegaralarda ishlashi mumkin. Nikel o'rniga volfram mahsulotlarini qo'llash elektr stantsiyalarining ish parametrlarining oshishiga olib keladi. Va bu olib keladi uskunalar samaradorligini oshirish. Bundan tashqari, volfram asosidagi mahsulotlar og'ir muhitga osongina bardosh beradi. Shunday qilib, biz ishonch bilan aytishimiz mumkinki, volfram yaqin kelajakda bunday materiallar guruhini boshqaradi.

Volfram, shuningdek, elektr akkor chiroqni takomillashtirish jarayoniga ham hissa qo'shdi. 1898 yilga qadar ushbu elektr yoritish moslamalarida uglerod filamenti ishlatilgan.

• uni qilish oson edi;
• ishlab chiqarish arzon edi.

Uglerod filamentining yagona kamchiliklari shundan iborat edi hayot paytida uning kichkinasi bor edi. 1898 yildan keyin uglerod filamentli lampalar osmiy shaklida raqobatchiga ega edi. 1903 yildan boshlab tantal elektr lampalar ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Biroq, 1906 yilda volfram bu materiallarni almashtirdi va cho'g'lanma lampalar uchun filamentlar ishlab chiqarish uchun ishlatila boshlandi. U bugungi kunda ham zamonaviy elektr lampalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Ushbu materialni yuqori issiqlik qarshiligi bilan ta'minlash uchun metall yuzasiga renium va toriy qatlami qo'llaniladi. Ba'zi hollarda volfram filamenti reniy qo'shilgan holda tayyorlanadi. Buning sababi shundaki, yuqori haroratlarda bu metall bug'lana boshlaydi va bu ushbu materialning ipi ingichka bo'lishiga olib keladi. Tarkibga reniy qo'shilishi bug'lanish ta'sirining 5 barobar pasayishiga olib keladi.

Hozirgi vaqtda volfram nafaqat elektrotexnika ishlab chiqarishda, balki faol qo'llaniladi turli xil harbiy sanoat mahsulotlari. Uning metallga qo'shilishi bu turdagi materialni juda samarali qiladi. Bundan tashqari, bu sizga zirhlarni himoya qilish xususiyatlarini yaxshilashga, shuningdek, zirhli teshuvchi qobiqlarni yanada samaraliroq qilishga imkon beradi.

Xulosa

Volfram metallurgiyada qo'llaniladigan talab qilinadigan materiallardan biridir. Uni ishlab chiqarilgan po'latlarning tarkibiga qo'shish ularning xususiyatlarini yaxshilaydi. Ular termal stressga nisbatan ko'proq chidamli bo'lib, qo'shimcha ravishda erish nuqtasi ko'tariladi, bu ayniqsa ekstremal sharoitlarda ishlatiladigan mahsulotlar uchun muhimdir. yuqori haroratlarda. Turli asbob-uskunalar, mahsulotlar va elementlar, ushbu metallning birliklari yoki uning asosidagi qotishmalarni ishlab chiqarishda foydalanish uskunaning xususiyatlarini yaxshilash va ularning ish samaradorligini oshirishi mumkin.

Volfram ma'lum bo'lgan eng o'tga chidamli metall hisoblanadi. U birinchi marta 18-asrda olingan, ammo sanoatda foydalanish ancha keyinroq, ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanishi bilan boshlangan.

Asosiy xususiyatlar

Eng o'tga chidamli metall sifatida volfram o'ziga xos xususiyatlarga ega:

• Volframning erish nuqtasi taxminan quyosh tojining harorati bilan bir xil - 3422 ° C.
• Shu bilan birga, sof volframning zichligi uni eng zich metallar bilan bir qatorga qo'yadi. Uning zichligi deyarli oltinning zichligiga teng - 19,25 g / sm 3 .
• Volframning issiqlik o'tkazuvchanligi haroratga bog'liq va 20°S da 0,31 kal/sm·sek·°S dan 1300°S da 0,26 kal/sm·sek·°S gacha.
• Issiqlik sig'imi ham oltinnikiga yaqin va 0,15·10 3 J/(kg·K) ni tashkil qiladi.

Metall kubik tanasi markazlashtirilgan kristall panjaraga ega. Yuqori qattiqligiga qaramay, volfram qizdirilganda juda egiluvchan va egiluvchan bo'lib, undan yupqa sim ishlab chiqarish imkonini beradi, bu esa keng qo'llanilishi mumkin.

U kumush-kulrang rangga ega, ochiq havoda o'zgarmaydi, chunki volfram yuqori kimyoviy qarshilikka ega va u kislorod bilan faqat qizil issiqlikdan yuqori haroratlarda reaksiyaga kirishadi.

Elementning kimyoviy xossalari, qoida tariqasida, bir necha yuz darajadan yuqori qizdirilganda paydo bo'la boshlaydi. Oddiy sharoitlarda u gidroflorik va nitrat kislotalar aralashmasidan tashqari ko'pchilik ma'lum kislotalar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.
Ba'zi oksidlovchi moddalar mavjud bo'lganda, u gidroksidi eritmalar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Bunday holda, reaktsiyani boshlash uchun 400 - 500 ° C haroratgacha qizdirish kerak, so'ngra reaktsiya issiqlik chiqishi bilan tez davom etadi.

Ba'zi birikmalar, ayniqsa volfram karbidlari juda yuqori qattiqlikka ega va metallurgiya sanoatida qattiq qotishmalarni qayta ishlash uchun ishlatiladi.

Volframning yuqoridagi xarakteristikalari metallni sof shaklda ham, turli qotishmalar va kimyoviy birikmalarning bir qismi sifatida ham qo'llash sohalarining o'ziga xos xususiyatlarini aniqlaydi.
Volfram qattiqlikni, erish nuqtasini va korroziyaga chidamliligini oshirish uchun qotishma qo'shimchasi sifatida ko'plab issiqlikka bardoshli qotishmalarga kiritilgan.
Volfram va oltinning zichligi va issiqlik sig'imining yaqinligi nazariy jihatdan soxta oltin quymalariga xizmat qilishi mumkin, ammo buni elektr qarshiligini o'lchash va oltin quymasini qayta eritish orqali osongina aniqlash mumkin.

Volfram olish

Sof, tabiiy shaklda metall tabiatda uchramaydi. Ko'pgina konlar oksidlar tomonidan hosil bo'ladi. Ruda konida birikmalarning sof metalga nisbatan miqdori 0,2 - 2% ni tashkil qiladi.
Kimyoviy qarshilik va yuqori erish nuqtasi rudadan volframni faqat maxsus texnika yordamida ishlab chiqarish imkonini beradi.

Volframni sanoat ishlab chiqarishning aksariyat usullari metallni uning oksididan qaytarishga asoslangan. Ishlab chiqarishning birinchi bosqichi volfram o'z ichiga olgan rudani boyitishdan iborat. Keyin WO 3 oksidi vodorod atmosferasida toza metallga qaytariladigan yuvish va qaytarilish operatsiyalari orqali olinadi. Jarayon harorati taxminan 700 ° C ni tashkil qiladi.

Reaksiya natijasida nozik dispersli metall kukuni olinadi. Yuqori erish nuqtasi metallning ingotlarga aylanishiga imkon bermaydi, shuning uchun volfram kukuni birinchi navbatda yuqori bosim ostida bosiladi va keyin 1300 ° S haroratgacha isitish yordamida vodorod atmosferasida sinterlanadi. Olingan barlardan kuchli elektr toki o'tadi. Metall donalari orasidagi yuqori o'tish qarshiligi natijasida ishlov beriladigan qism isitiladi va eritiladi.

Olingan quyma o'ta toza yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish texnologiyasiga o'xshash zonali eritish orqali tozalanadi. Ushbu texnologiya yordamida volfram ishlab chiqarish qo'shimcha tozalash operatsiyalarisiz yuqori toza metallni olish imkonini beradi.

Qotishmalarni ishlab chiqarishda barcha komponentlar kukunni bosish bosqichidan oldin qo'shiladi, chunki buni keyinroq qilish mumkin emas. Ish qismini presslash, sinterlash va keyingi qayta ishlash jarayonida (presslash, prokat) qotishma tarkibidagi aralashmalarning bir xil taqsimlanishi ta'minlanadi.

Volfram taxminan bir yarim ming daraja haroratda qayta ishlanadi. Bunday isitish bilan metall juda egiluvchan bo'ladi va zarb qilish, shtamplash imkonini beradi. Cho'g'lanma lampalarning spirallari uchun ingichka sim chizish yo'li bilan amalga oshiriladi. Bunday holda, metall kristallar sim bo'ylab joylashgan bo'lib, uning kuchini oshiradi. Chiroq sariqlarida bir xillik talablari yuqori bo'lganligi sababli, volfram simi qo'shimcha ravishda elektrokimyoviy abraziv operatsiyalarga duchor bo'ladi.

Volframni qo'llash

Volframning aksariyat ilovalari uning yuqori erish nuqtasi, zichligi va egiluvchanligidan foydalanadi. Volfram quyidagi sohalarda ajralmas hisoblanadi:

• Sof volfram - yorug'lik lampalari, radio lampalar, kineskoplar va boshqa vakuum qurilmalarining filamentlarida ishlatiladigan yagona metall;
• Sof shaklda va qotishmalar tarkibida u subkalibrli zirhli teshuvchi snaryadlar va o'qlar uchun yadrolarni ishlab chiqarishda ishlatiladi;
• Volframning yuqori zichligi raketa va kosmik kemalar uchun kichik o'lchamli giroskoplar uchun rotorlarni ishlab chiqarish imkonini beradi;
• Argon-arqonli payvandlash uchun sarflanmaydigan elektrodlarni ishlab chiqarish;
• Volfram nurlanishdan himoya qilish qurilmalari an'anaviy qo'rg'oshin qurilmalariga qaraganda samaraliroq. Qo'rg'oshinga qaraganda qimmatroq bo'lishiga qaramay, volframdan foydalanish iqtisodiy jihatdan foydalidir. Buning sababi, mahsulotning bir xil texnik xususiyatlariga ega bo'lgan volfram iste'moli ancha kam.
• Volfram mahsulotlari normal harorat sharoitida past kimyoviy faollik tufayli korroziyadan himoyaga muhtoj emas.

Volframning uglerod bilan birikmalari ko'proq "g'alaba" deb nomlanadi. Ularning yuqori qattiqligi lehimli metallga ishlov berish asboblarini - kesgichlarni, matkaplarni, frezalarni kesishda ishlatiladi. Pobedit uchli asboblar deyarli har qanday materialni qayta ishlash uchun ishlatiladi, yog'ochdan tortib, davriy o'tkirlash deyarli talab qilinmaydi, har qanday tosh turiga qadar. G'olib asboblarni keskinlashtirish uchun eng yuqori qattiqlikdagi abraziv moddalar talab qilinadi. Bu ma'lum bo'lganlar orasida eng yuqori qattiqlikka ega olmos va tirsak abrazivlariga to'liq mos keladi.

Pobedit lehimlari asbobning ishchi qirralariga mis lehim yordamida biriktiriladi. Boraks oqim sifatida ishlatiladi.

Volfram karbidi zargarlik buyumlarida, xususan, halqalarda qo'llaniladi. Materialning yuqori qattiqligi butun xizmat muddati davomida mahsulotning yorqinligini saqlashga imkon beradi.

Pobedit kukun usulida, volfram karbid kristali bilan bog'lash uchun kobaltdan foydalangan holda ishlab chiqariladi.

Volfram asosidagi qotishmalar

Volfram qotishmalarini faqat kukunli metallurgiyada olish mumkin. Bu qotishmani tashkil etuvchi metallarning erish haroratidagi katta farq bilan bog'liq. Aralashtirgandan so'ng dastlabki komponentlarning kukunlari presslanadi va keyin sinterlanadi. Kapillyar kuchlar natijasida ko'proq eriydigan metallar volfram donalari orasidagi bo'shliqni to'ldiradi va monolit qotishma hosil qiladi. Qotishma komponentlarining qattiq eritmalari don chegaralarida hosil bo'ladi.

Volframning mis, temir va nikel bilan eng keng tarqalgan qotishmalari. Eng keng tarqalgan VNZh va VNM qotishmalariga volfram - nikel - temir va volfram - nikel - mis kiradi.

Maxsus xususiyatlarga erishish uchun kumush, xrom, kobalt va molibden ham kiritilishi mumkin.

Volfram qotishmalari kichik umumiy o'lchamlarda yuqori zichlik muhim bo'lgan qismlar va qurilmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu barcha turdagi qarshi og'irliklar, volanlar, markazdan qochma regulyatorlarning og'irliklari, o'qlar va qobiqlarning yadrolari.

Volframning ko'p navlari ma'lum emas. Avvalo, bu texnik jihatdan sof volfram - HF.

Sanoatda ishlatiladigan volfram navlari odatda ba'zi qo'shimchalarni o'z ichiga oladi. Lantan bilan qo'shilgan material VL, itriy bilan - VI sifatida belgilanadi. Ushbu qotishma qo'shimchalar metallning mexanik va texnologik xususiyatlarini yanada yaxshilaydi.

Reniyli qotishmalar - VR5, VR20 - yuqori haroratli termojuftlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Toriy bilan doping volframning emissiya xususiyatlarini oshiradi, bu ayniqsa yuqori quvvatli vakuumli quvurlar uchun katodlarni ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega. Ushbu qo'shimcha TIG payvandlashda elektr yoyini urish qobiliyatini ham yaxshilaydi.

Volframning mis va kumush bilan qotishmalari yuqori oqimli kommutatsiya uskunalarida kontaktlarni o'rnatish uchun ishlatiladi. Elektr o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan mis va kumush yuqori mexanik kuchga ega emas. Yuqori oqimlarning o'tishi bilan kontakt guruhlarining erishi mumkin. Volfram qotishmalaridan qilingan kontaktlar, bir oz yuqoriroq elektr qarshiligiga qaramasdan, bu kamchiliklardan xoli.

Qotishmalarning yuqori zichligi ularni radioaktiv moddalarni saqlash uchun idishlar, g-nurlanishdan himoya qiluvchi ekranlar ishlab chiqarishda foydalanish imkonini beradi.