مسحوق التنغستن المعدنييُعرف أيضًا باسم ولفرام، وهو معدن نادر يتمتع بأعلى درجة انصهار بين جميع المعادن. ويتميز التنجستن بالعديد من الخصائص الفريدة التي تجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب قوة وصلابة ومقاومة للتآكل وكثافة عالية في درجات الحرارة العالية.
يتم استهلاك التنجستن في المقام الأول في شكل مساحيق فلز التنجستن ومساحيق كربيد التنجستن. يتم إنتاج مساحيق فلز التنجستن عن طريق اختزال أكاسيد التنجستن تحت جو هيدروجيني. وتأتي المساحيق بأحجام وأشكال ومستويات نقاء مختلفة لاستخدامها في تطبيقات مختلفة.
نظرة عامة على مسحوق التنجستن المعدني
مسحوق التنغستن المعدني هو شكل مسحوق حبيبي دقيق من معدن التنغستن الأولي الناتج عن الاختزال الهيدروجيني لأكاسيد التنغستن. تتميز جزيئات المسحوق بنقاوة عالية، وتوزيع حجم موحد، وقابلية تدفق جيدة وخصائص ضغط مثالية للضغط في الأقطاب الكهربائية والخيوط والتلامسات والمكونات الأخرى.
أنواع مسحوق التنغستن
| النوع | الوصف |
|---|---|
| تنجستن نقي | التنجستن النقي 99.9% إلى 99.99% |
| التنجستن الثوري | التنجستن مع مضاف إليه أكسيد الثوريوم 1-2% |
| التنجستن المخلوط بالسبائك | التنجستن المخلوط بعناصر أخرى مثل النحاس والفضة وغيرها. |
عملية إنتاج مسحوق التنجستن
يتم إنتاج مساحيق فلز التنجستن عن طريق خلط مساحيق أكسيد التنجستن مع عامل اختزال مثل الهيدروجين أو الكربون في درجات حرارة عالية في فرن. وتعتبر عملية الاختزال بالهيدروجين أكثر شيوعًا. خطوات الإنتاج المختلفة هي:
- تعدين خامات التنغستن واستخراجها
- سحق وطحن الخامات
- التركيز بالجاذبية والفصل المغناطيسي
- التحويل إلى أكاسيد التنغستن
- المزج مع المواد المخدرة مثل أكسيد الثوريوم
- الاختزال في جو هيدروجيني عند درجة حرارة 700-1000 درجة مئوية
- تؤدي الاختلافات في درجة الحرارة، والوقت، ومعدل التدفق إلى اختلاف أحجام المسحوق وشكله
- النخل إلى أحجام شبكية مختلفة
- المزج، والخلط مع مواد التشحيم، والمواد المجلدة
- التعبئة في براميل أو أكياس
خصائص مسحوق التنجستن
الخصائص والخصائص المهمة لمسحوق التنجستن المعدني هي:
- شكل الجسيمات: زاوي الشكل، قابل للتفتيت، شائكة، شوكية، شجيرية
- توزيع حجم الجسيمات: من 1 إلى 100 ميكرون
- الكثافة الظاهرة: 9 إلى 11 جم/سم مكعب
- كثافة الحنفية: 10 إلى 13 جم/سم مكعب
- مساحة السطح المحددة: 0.5 إلى 10 م2/غم
- مستويات النقاء: 99.9% إلى 99.999%
- محتوى الأكسجين أقل من 0.1%
- معدل التدفق، وقابلية الانضغاط المناسبة لتطبيقات الكبس والتلبيد
تطبيقات مسحوق التنجستن المعدني
الخصائص الفريدة للتنغستن تجعله مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات:
- الملامسات الكهربائية
- خيوط المصابيح وعناصر التسخين
- كاثودات مسدسات الإلكترون في أنابيب الأشعة السينية واللحام بالشعاع الإلكتروني
- الوقاية من الإشعاع النووي
- الأثقال الموازنة للتطبيقات الفضائية
- أوزان الميزان
- نوى اللف للمحولات الكهربائية
- دروع لأهداف التبخير والبوتقات
بعض التطبيقات الناشئة هي الأقطاب الكهربائية للتفريغ الكهربائي وفوهات الطباعة ثلاثية الأبعاد والمساحيق.
مسحوق التنغستن المعدني الأنواع
تتوافر مساحيق التنجستن المعدنية بأنواع وأحجام وأشكال وأنواع نقاوة مختلفة لتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة.
بواسطة النقاء
| النوع | النقاء | التطبيقات الرئيسية |
|---|---|---|
| تنجستن نقي | 99.901.90% إلى 99.99% | خيوط الإضاءة، والملامسات |
| نقاء فائق النقاء | 99.999% | أهداف رشاش أشباه الموصلات |
| التنجستن المخلوط بالسبائك | W مع النحاس، Ag، إلخ. | تطبيقات محددة |
حسب حجم الحبيبات
| رقم الشبكة | حجم الميكرون | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|
| 10 | 2000 | التصنيع الآلي الثقيل |
| 20 | 850 | ضغط قالب القالب بالقالب |
| -325 | 44 | اتصالات جيدة |
| 1 ميكرون | 1 | كبس عالي الكثافة |
حسب شكل الجسيمات
| النوع | الوصف | التطبيقات |
|---|---|---|
| شائك | مساحة سطح عالية، مسامية | رش القوالب البلاستيكية |
| الزاوي | تدفق جيد، ضغط جيد | أدوات القطع |
| كروي | كثافة عالية، انسيابية عالية | أسطح التلامس الدقيقة |
يتم تحسين شكل الحبيبات وتوزيع حجم الجسيمات بناءً على الاستخدام النهائي وخصائص المسحوق المطلوبة مثل مساحة السطح والكثافة ومعدل التدفق وما إلى ذلك.
عملية إنتاج مسحوق التنجستن
يتم إنتاج مسحوق فلز التنجستن من مركزات خام التنجستن التي تحتوي على WO3 والتي يتم اختزالها بواسطة الهيدروجين لإنتاج مسحوق التنجستن. التفاعلات الأساسية هي:
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
WO2 + 2H2 → W + 2H2o
وفيما يلي خطوات عملية إنتاج مسحوق التنجستن:
تركيز خام التنغستن
تبدأ العملية باستخراج خام التنجستن وتركيزه إلى مستويات WO3 أعلى من 65% باستخدام التكسير والطحن والجاذبية والفصل المغناطيسي.
التكلس
تتضمن هذه الخطوة تحميص مركز خام التنجستن بعوامل عضوية عند درجة حرارة 600-800 درجة مئوية لإنتاج WO3.
المزج
قد يتم مزج مسحوق WO3 مع كميات خاضعة للرقابة من المواد المخدرة مثل ثنائي أكسيد الثرو أو الجرافيت أو الإضافات المعدنية لإنتاج التركيبة المطلوبة.
اختزال الهيدروجين
ويخضع مسحوق أكسيد التنجستن للاختزال بالهيدروجين الجاف في أفران قاعية مميعة متعددة المراحل عند درجات حرارة 650-1000 درجة مئوية. يتم التحكم في المعلمات مثل درجة الحرارة والوقت ومعدل تدفق H2 لإعطاء مساحيق ذات شكل وحجم محددين.
الطحن والمزج
يخضع مسحوق التنغستن المختزل للطحن النهائي والطحن والنخل إلى أحجام شبكية محددة. تتم إضافة مواد رابطة ومواد تشحيم لتحسين خصائص المسحوق.
التعبئة
يتم تعبئة المسحوق في براميل فولاذية مبطنة بالبلاستيك أو أكياس أصغر حجمًا حسب متطلبات العميل.
مصنع مسحوق التنجستن المعدني
وتتطلب المصانع التجارية معدات متخصصة وأنظمة تحكم في التلوث لإنتاج مساحيق التنجستن عالية الجودة بأمان. الوحدات الرئيسية لمصنع المسحوق هي:
- معدات سحق الركاز وطحنه وتركيزه
- أفران التكليس والاختزال
- التحكم في درجة الحرارة وأنظمة معالجة الهيدروجين
- محطات النخل، والطحن، والمزج، والخلط، ومحطات الخلط
- مختبرات توصيف المسحوق واختباره
- معالجة النفايات السائلة ووحدات استعادة المذيبات
- مناطق التعبئة والتغليف والتخزين
يعتمد التصميم على السعة ودرجة المساحيق وعوامل أخرى خاصة بالموقع.
خصائص مسحوق التنجستن وتوصيفه
مقاييس الجودة الحرجة والخصائص التي تم اختبارها لمسحوق التنجستن هي:
التركيب الكيميائي
- محتوى معدن التنغستن - يتراوح من 99.9% إلى 99.999% بناءً على الرتبة
- يجب تقليل محتوى الأكسجين والنيتروجين والكربون إلى الحد الأدنى
- وجود شوائب معدنية مثل الحديد والنيكل والكروم يؤثر على الجودة
- تركيز أي مخدِّرات
حجم الجسيمات وتوزيعها
يتم تحسين شكل جسيمات المسحوق وتوزيع حجم الحبيبات ومساحة السطح بناءً على التطبيق النهائي. المعلمات الشائعة التي تم اختبارها:
- مورفولوجيا الجسيمات - زاوية، متفتتة، شائكة، شوكية، شجيرية
- متوسط حجم الجسيمات - من 0.5 إلى 100 ميكرون
- D10، D50، D50، D90 يمثل الحجم الذي توجد دونه جسيمات 10%، 50%، 90%
- كثافة الحنفية والكثافة الظاهرية - 10 إلى 13 جم/سم مكعب
- مساحة السطح النوعية - 0.5 إلى 10 م2/غم
خصائص المسحوق
يجب أن يتمتع المسحوق بخصائص مناسبة للضغط والتلبيد:
- معدل التدفق في القاعة > 12 ثانية/50 جم
- قابلية الانضغاط - قادرة على تحقيق كثافة مضغوطة > 9 جم/سم مكعب
- القوة الخضراء - الاحتفاظ بالشكلها بعد الضغط عليها
- الكثافة الملبدة والقوة والصلابة
يتم أيضًا إجراء اختبارات أخرى مثل XRD لتحديد الطور، وتحليل البنية المجهرية لضمان التحويل الكامل إلى التنجستن.
تطبيقات واستخدامات مسحوق التنغستن المعدني
أصبح التنجستن وسبائكه مواد لا غنى عنها بسبب كثافتها العالية وقوتها وصلابتها ومقاومتها للتآكل حتى في درجات الحرارة المرتفعة. بعض التطبيقات الرئيسية هي:
الإضاءة والمصابيح
تتميز خيوط أسلاك التنغستن بقوة درجة حرارة عالية لاستخدامها في المصابيح المتوهجة ومصابيح الهالوجين وأنابيب التفريغ. الأنواع الشائعة هي المصابيح ذات الفتيل الملفوف، والخيوط الأنبوبية. تعمل المنشطات مثل البوتاسيوم على خفض وظيفة العمل.
عناصر التسخين
يتم الاستفادة من قدرة درجة الحرارة العالية لصنع قضبان التسخين وسخانات الألياف الخزفية المستخدمة في الأفران والأفران وفوهات الطابعة ثلاثية الأبعاد. عنصر مغلف بمادة واقية.
الملامسات الكهربائية
الموصلية الكهربائية الممتازة ومقاومة تآكل القوس الكهربائي تجعل التنغستن مناسباً لتبديل ملامسات المرحلات والقواطع والمحطات الطرفية. يستخدم في شكل قضبان وعملات ومسامير.
مدافع الإلكترون
تُعد قدرات درجات الحرارة العالية مفيدة لخيوط التنغستن في معدات شعاع الإلكترون مثل أنابيب الأشعة السينية وأجهزة لحام شعاع الإلكترون ومجاهر المسح الإلكتروني.
أهداف الاخرق
يُستخدم التنغستن على نطاق واسع كمادة رش لإيداع طلاءات التنغستن الرقيقة والسميكة على الأجزاء باستخدام الرش المغنطروني المغنطروني أو الترسيب بالحزمة الأيونية.
التطبيقات النووية
توفر الكثافة العالية حماية فعالة من الإشعاعات النووية. تستخدم كمادة واقية من أشعة غاما وماصة للنيوترونات في المفاعلات النووية.
الأثقال الموازنة
تُستخدم كأثقال موازنة للتطبيقات التي تتطلب كثافة عالية كما هو الحال في الجيروسكوبات الفضائية، وأوزان عجلات السيارات، ومضارب الجولف وغيرها.
إن الخصائص الفريدة لمسحوق التنجستن المعدني تجعله لا غنى عنه للمنتجات التي تتطلب ثباتًا في درجات الحرارة العالية والصلابة والكثافة والقوة. ويعمل البحث والتطوير المستمر على توسيع نطاق الاستخدام في المزيد من المجالات وتمكين تطبيقات جديدة في مختلف الصناعات.
إرشادات التسعير على مساحيق التنجستن المعدنية
تتفاوت أسعار مسحوق معدن التنجستن بناءً على مستويات النقاء والكمية المطلوبة والموقع الجغرافي وعوامل الاقتصاد الكلي. وفيما يلي بعض نطاقات الأسعار الإرشادية:
سعر مسحوق التنغستن حسب النقاء
| الصف | النقاء | نطاق السعر |
|---|---|---|
| قياسي | 99.90% | $50-80 لكل كغم |
| عالية النقاء | 99.95% | $80-120 لكل كغم |
| نقاء فائق النقاء | 99.999% | $200-500 لكل كيلوغرام |
اتجاهات الأسعار
- تتبع الأسعار التحركات في أسعار باراتنغستات الأمونيوم (APT) في المراحل الأولية
- الطلب في صناعات الطيران والإلكترونيات والسيارات يرفع الأسعار
- الدرجات عالية النقاء > 99.999% هي الأسرع نموًا بمعدل >10% سنويًا
محركات الأسعار
- أسعار المواد الخام للمواد الخام WO3 والمواد الخام WO3 والعرض والطلب
- تكاليف مدخلات الطاقة والهيدروجين
- التكاليف التنظيمية والبيئية
- القدرات التقنية لتحقيق النقاء
- استثمارات البحث والتطوير في التطبيقات الناشئة
اعتبارات الشراء
- تسعير معياري من عدة موردين مؤهلين مؤهلين
- التحقق من شهادة الجودة وتدقيق قدرات الموردين
- إبرام عقود توريد طويلة الأجل للتطبيقات ذات الحجم الكبير
- النظر في التنويع الجغرافي لأمن الإمدادات
يُرجى الاتصال بالموردين العالميين الرائدين للحصول على إرشادات حديثة للأسعار بشأن متطلبات مسحوق التنغستن المحددة الخاصة بك.
الموردون والمصنعون العالميون
هناك عدد من شركات المعادن المتخصصة التي تركز على إنتاج مساحيق فلزات التنجستن عبر نطاقات النقاء:
كبار الموردين العالميين
| شركة | الموقع | الإمكانيات |
|---|---|---|
| تنجستن الجاموس | الولايات المتحدة الأمريكية | أغشية رقيقة عالية النقاء ورقيقة |
| تنجستن الغرب الأوسط | الولايات المتحدة الأمريكية | سبائك مخصصة، عناصر التسخين |
| إتش سي ستارك | ألمانيا | درجات نقاء فائقة النقاء |
| جيه إكس نيبون | اليابان | مورد واسع النطاق |
| شيامن تنجستن | الصين | مورد رائد منخفض التكلفة |
| شركة ولفرام | روسيا | التنغستن النقي وسبائكه |
اعتبارات الشراء
الجوانب الرئيسية التي يجب تقييمها عند اختيار مورد مسحوق التنجستن:
- تكنولوجيا لتحقيق أهداف النقاء
- الاتساق في تلبية المواصفات
- شهادات الجودة مثل ISO 9001
- الدعم الفني للتخصيص
- الاستجابة ولوجستيات الشحن
- العوامل البيئية وعوامل المسؤولية الاجتماعية
- شروط التسعير بما في ذلك الخصومات على الحجم
يوصى بتأهيل العديد من الموردين من خلال أخذ العينات والتدقيق في الموقع والتحقق من المراجع للتخفيف من مخاطر سلسلة التوريد المحتملة. يُرجى التواصل معنا للحصول على توصيات بشأن الموردين المثاليين لمتطلبات تطبيقك وحجمه المحدد.
إرشادات مواصفات مسحوق التنجستن
يجب على العملاء تقديم التفاصيل التالية عند طلب عروض الأسعار للتأكد من مطابقة مسحوق التنجستن لمتطلبات الاستخدام:
قائمة التحقق من المواصفات
- أهداف التركيب الكيميائي - العناصر والمواد المخدرة
- معلمات توزيع حجم الجسيمات المرغوبة - D10، D50، D90
- شكل الجسيمات إذا كانت هناك حاجة إلى شكل معين
- الكثافة المستهدفة وعوامل الانضغاطية
- الحدود المقبولة للشوائب
- حجم القطعة أو الكمية السنوية المطلوبة
- أي احتياجات تغليف خاصة - البراميل والأكياس وتعبئة الأرجون وما إلى ذلك.
- التطبيق والاستخدام المقصود
- احتياجات أخذ العينات للتأهيل المسبق
- شهادات الجودة المطلوبة
ستمكّن المواصفات الواضحة مورد التنجستن من تخصيص خصائص المسحوق والتوصية بالدرجة المثلى لتلبية الاحتياجات الوظيفية والتكلفة.
يُرجى التواصل معنا مع التطبيق المستهدف والمواصفات ومتطلبات الكمية للحصول على أسعار مفصلة وإرشادات فنية من خبراء الصناعة.
أسئلة وأجوبة
س: ما هي الدرجات المختلفة لمسحوق التنجستن المتاحة؟
ج: أصناف مسحوق التنغستن الشائعة بناءً على مستويات النقاء هي: النقاء القياسي (99.9%)، والنقاء العالي (99.95%)، والنقاء العالي جدًا (99.999%) والتنغستن المخلوط بالنحاس والفضة وما إلى ذلك. وتتفاوت الدرجات من حيث السعر مع كون المسحوق فائق النقاء هو الأغلى ثمناً.
س: ما هي جميع التطبيقات التي تستخدم مسحوق التنجستن؟
ج: تتمثل التطبيقات الرئيسية لمسحوق التنجستن في خيوط الإضاءة، وعناصر التسخين، والتلامسات الكهربائية، وبواعث الإلكترونات، والدروع النووية، والأثقال المضادة، وأهداف الرش وغيرها. أما المجالات الناشئة فهي أقطاب EDM الكهربائية وفوهات الطباعة ثلاثية الأبعاد والمساحيق.
س: ما هو سعر الكيلوغرام الواحد من مسحوق التنغستن؟
ج: تتراوح أسعار مسحوق التنغستن من $50-80 للكيلوغرام الواحد للمسحوق القياسي (نقاء 99.9%) وتصل إلى $200-500 للكيلوغرام الواحد للمسحوق فائق النقاء (99.999%) المخصص لمعايير توزيع حجم الجسيمات المحددة.
س: كيف يتم إنتاج مسحوق التنجستن؟
ج: ينطوي إنتاج مسحوق التنغستن على تعدين الخامات المحتوية على التنغستن، والتركيز إلى WO3، والمزج مع المواد المضافة، والاختزال الهيدروجيني بدرجة حرارة عالية لاختزال WO3 إلى مسحوق معدن التنغستن. يتم طحن المسحوق وتصنيفه ومزجه وتعبئته لتخصيص خصائص المسحوق للاستخدامات المقصودة.
س: أين يمكنني شراء مسحوق التنغستن؟
ج: هناك عدد من منتجي مساحيق المعادن المتخصصة العالميين الذين يوردون مساحيق التنجستن والسبائك التي تلبي احتياجات الصناعات المختلفة. من الأفضل تقييم قدرات شركات مثل Buffalo Tungsten وMidwest Tungsten وHC Starck وXiamen Tungsten واختيار واحدة تناسب الاحتياجات التقنية وشروط التسعير.
س: ما هي شهادات الجودة التي يجب أن يكون لدى الشركات المصنعة لمسحوق التنجستن؟
ج: يجب أن يكون لدى موردي مسحوق التنجستن ذوي السمعة الطيبة شهادات إدارة الجودة مثل ISO 9001 إلى جانب ضوابط صارمة للعمليات لتحقيق التركيبات الكيميائية وخصائص المسحوق المعلنة والاتساق من دفعة إلى أخرى. يوصى بأخذ العينات ومراجعة العملاء لمنشآت التصنيع.