Wolfram - Wolframlegierungen

Wolfram wird pulvermetallurgisch hergestellt mit einer Reinheit von mind. 99,95%. Wolfram, chem. rein, besitzt hervorragende Eigenschaften, wie z.B.:

  • einen extrem hohen Schmelzpunkt (3420°C) - der höchste von allen Metallen –
  • bei gleichzeitig niedrigem Dampfdruck (bei 2000°C < 4.10-s [Pa])
  • ein hohes Elastizitätsmodul
  • eine gute Warmfestigkeit bei einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizient.
  • eine hohe Dichte von 19,3 g/cm³ (bei 20°C)
  • gute chemische Beständigkeit gegenüber anorganischen Säuren, Laugen, organischen Säuren, Nichtmetallen, Gläser ohne Oxidationsmitteln, Glasschmelzen und Gasen
  • das Korrosionsverhalten gegenüber Metallschmelzen ist durchweg beständig

Wolfram verkörpert in den vorgenannten physikalischen und chemischen Werten typische Eigenschaften der Refraktärmetalle. Dies sind alle Metalle, die ihren Schmelzpunkt über dem von Platin (1772°C) haben. Einsatzgebiete bis ca. 2900°C (3173K)
Diese ausgezeichnete Eigenschaft von Wolfram findet man auch bei Molybdän.
Wenige Merkmale sind allerdings bei Wolfram – gegenüber Molybdän – noch ausgeprägter.

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Wolfram kommt hauptsächlich als Basiswerkstoff in einer Vielzahl von Wolframlegierungen, z.B. Wolfram-Lanthanoxid (WL), Wolfram-Schwermetall (WSM), Wolfram-Kupfer (EROMET) u.a. zum Einsatz. In reiner Form in weit weniger Einsatzgebieten, wie z.B. Tiegel in der Beschichtungsindustrie, Wärmeabschirmung und Heizelemente.

Bearbeitung
Wolfram ist schwierig zu bearbeiten, es setzt jeder Formgebung und spanabhebender Bearbeitung einen hohen Widerstand entgegen (hoher Werkzeugverschleiß). Die Bearbeitung von Wolfram und seinen Legierungen wird erleichtert, wenn die spröd-duktile-Übergangstemperatur beachtet wird. Bei Raumtemperatur ist die Duktilität (Verformungsneigung) sehr gering.

Schon kleine Legierungszusätze verschieben die spröd-duktile Übergangstemperatur zu niedrigeren Temperaturen. So sind grundsätzlich sämtliche Wolfram-Legierungen besser zu bearbeiten als reines Wolfram.

Die vorteilhafteren Bearbeitungstemperaturen liegen wesentlich über der spröd-duktilen-Übergangstemperatur, die z.B. bei 1 mm Blechdicke bei ca. 200°C und bei einer Blechdicke von 7 mm bei ca. 380°C liegt. Drehen, Fräsen mit Hartmetall, Bohren mit HSS und Schleifen mit Siliziumcarbid sind möglich. Beim Stanzen, Schneiden und Biegen ist die Blechdicke sowie die entsprechende Bearbeitungstemperatur zu beachten. Biegen sollte man möglichst quer zur Walzrichtung (Gefügestruktur in Längsrichtung). Ist dies konstruktiv nicht möglich, dann ist die Bearbeitungstemperatur wesentlich zu erhöhen. Ein Biegeradius ≥ Blechdicke sollte eingehalten werden.
Biegetemperatur-Richtwerte

• bei 1 mm Dicke 300 - 400°C
• bei 4 mm Dicke 600 - 700°C
• bei 7 mm Dicke 650 - 800°C
Stanzen- und Schneidtemperatur-Richtwerte

• bei 1 mm Dicke 400 - 500°C
• bei 4 mm Dicke 850 - 950°C
• bei 7 mm Dicke 950 - 1000°C
Auch Nieten, Schrauben, Löten und Schweißen sind unter Beachtung bestimmter Regeln möglich. Nieten und Verschrauben ist dem Löten und insbesondere dem Schweißen vorzuziehen. Die Rekristallisationstemperatur ist von wesentlichem Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften aller hochschmelzenden Metalle und Metalllegierungen im Hochtemperaturbereich. Über der Rekristallisationstemperatur kommt es zu einer Gefügeumwandlung, die zur Folge hat, dass wesentliche Festigkeitswerte abnehmen, die Bruchneigung erhöht wird. Aus diesem Grund wird eine möglichst hohe Rekristallisationstemperatur angestrebt. Ein hoher Verformungsgrad sowie das gezielte Legieren und Einbringen von Zusatzstoffen erhöht die Rekristallisierungstemperatur wesentlich. Gleichzeitig werden die mechanischen Eigenschaften in Bezug auf das Einsatzgebiet optimiert. Die Bearbeitbarkeit wird wesentlich verbessert.