Polvos de tungsteno se utilizan como consumibles en industrias como la impresión 3D de tungsteno y aleaciones de tungsteno, materiales porosos y recubrimientos en polvo de alta densidad. Este documento se centra en la preparación, las aplicaciones y las perspectivas de los polvos de tungsteno.
Preparación de polvo de tungsteno esférico
Con el rápido desarrollo de la tecnología de impresión 3D, los materiales porosos, el recubrimiento en polvo de alta densidad y el moldeo por inyección, la demanda de polvos esféricos de tungsteno de alta calidad está aumentando.
El polvo de tungsteno esférico de alta calidad no solo tiene buena fluidez, buena esfericidad, alta densidad aparente y densidad vibratoria, y bajo contenido de oxígeno.
El alto precio de los polvos de tungsteno esféricos de alta calidad en el mercado ha obstaculizado el desarrollo de la tecnología de impresión 3D para productos de tungsteno con estructuras complejas. El advenimiento de la esferoidización por plasma de polvos de tungsteno ha aliviado este fenómeno.
El plasma, con su alta temperatura, alta entalpía y alta reactividad química, satisface la demanda de una fuente de calor para la esferoidización del polvo de tungsteno en el proceso de esferoidización del polvo de tungsteno. La tecnología de esferoidización por plasma implica la pulverización de partículas de forma irregular mediante un gas portador a través de una pistola de carga en un arco de plasma. Bajo la acción de mecanismos de transferencia de calor como radiación, convección y conducción, el polvo se calienta rápidamente hasta la fusión total o parcial, y las partículas fundidas se solidifican y encogen rápidamente bajo tensión superficial para formar un polvo esférico denso. Las ventajas del polvo de tungsteno esferoidizado por plasma son la alta concentración de energía, el gran gradiente de temperatura, la capacidad de controlar con precisión la entrada de energía mediante el control de los parámetros del proceso y la utilización de energía térmica de hasta 75%. Después de la esferoidización del plasma, se mejora la fluidez del tungsteno y aumentan la densidad aparente y la densidad vibratoria del polvo de tungsteno.
La aplicación de polvo de tungsteno
En comparación con la pulvimetalurgia, las piezas de tungsteno impresas en 3D no solo tienen una variedad más amplia de formas, sino también propiedades generales más altas, como protección y resistencia a altas temperaturas, lo que las hace más versátiles. El tungsteno impreso en 3D tiene las siguientes aplicaciones principales.
1) Fabricación de colimadores médicos. En comparación con el metal de plomo, la aleación de tungsteno es más adecuada para la producción de colimadores, no solo porque la aleación es ecológica y no tóxica, sino también porque tiene una gran capacidad para proteger contra los rayos de radiación. Los colimadores son los componentes del cabezal de radiación de los aceleradores médicos, utilizados principalmente en radioterapia oncológica.
2) Fabricación de boquillas. En comparación con las boquillas ordinarias de latón o acero, las boquillas de aleación de tungsteno tienen mejores propiedades termomecánicas, principalmente en términos de buena resistencia al calor, buena conductividad térmica, rigidez, resistencia a altas temperaturas y menos susceptibilidad al templado extremo.
3) Fabricación de componentes para equipos de exploración por rayos X. La alta densidad proporciona a las aleaciones de tungsteno una protección contra la radiación extremadamente buena, mientras que el punto de fusión más alto y el coeficiente de expansión de volumen más bajo también les dan una mayor gama de aplicaciones para su uso en entornos de alta temperatura.
4) Fabricación de tornillos. Con su alta gravedad específica, resistencia a bajas temperaturas y resistencia a la corrosión, los tornillos de tungsteno se utilizan ampliamente en piezas de contrapeso para cabezas de golf, piezas para trenes revival y equipos aeroespaciales.
5) Fabricación de pantallas termoaislantes. Es adecuado para su aplicación en hornos de resistencia al vacío debido a su buen efecto de aislamiento térmico, buena resistencia a la corrosión, gran capacidad para absorber líneas de radiación, excelente resistencia a altas temperaturas y fuerte resistencia a la oxidación.
(6) Fabricación de rejillas anti-dispersión de tungsteno. Las rejillas anti-dispersión de tungsteno impresas en 3D son adecuadas para su uso en escáneres CT, un arma importante en la lucha contra los nuevos coronavirus, debido a su resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste y fuerte resistencia a la radiación.
Además de las piezas de tungsteno mencionadas anteriormente, la tecnología de impresión 3D también se puede utilizar para producir productos como pasadores de tungsteno, contactos, moldes de fundición a presión y generadores de calor.
Las perspectivas del polvo de tungsteno esférico en la impresión 3D
Como el consumible más importante para los productos de tungsteno impresos en 3D, el polvo de tungsteno esférico ha reemplazado al polvo de tungsteno convencional con sus ventajas únicas. La preparación de polvo esférico mediante métodos de halogenación y reducción de la reoxidación del polvo de tungsteno tiene varios inconvenientes, tales como baja tasa de esferonización, bajo rendimiento y eliminación de líquidos residuales. El método de microondas de una sola cavidad para esferoidizar el polvo de tungsteno tiene una baja tasa de esferoidización, un bajo rendimiento y la necesidad de eliminar la solución de desecho. El método de microondas de una sola cavidad para esferoidizar el polvo de tungsteno tiene una fuente de calor insuficiente, y el rendimiento del polvo de tungsteno producido es inestable y la consistencia es deficiente.
En la actualidad, el polvo de tungsteno esférico preparado en China todavía adolece de una amplia distribución del tamaño de partículas, bajo rendimiento, poca uniformidad y un alto grado de estabilidad. La investigación y el desarrollo de polvo de tungsteno esférico aún se encuentran en la etapa de desarrollo. La investigación y el desarrollo del polvo de tungsteno esférico aún se encuentra en la etapa de desarrollo, y el proceso de preparación, la tecnología y el procedimiento aún deben estudiarse más a fondo.
La investigación y el desarrollo del polvo de tungsteno esférico aún se encuentran en la etapa de desarrollo, y el proceso de preparación, la tecnología y el procedimiento aún deben estudiarse más a fondo. La tecnología de esferoidización por plasma se caracteriza por un alto consumo de energía, alto consumo de gas, alto consumo de energía, gran inversión en equipos, altos costos operativos, desarrollo de tecnología inmadura y otros problemas. Sin embargo, la alta energía del plasma y la atmósfera de reacción controlable permiten la preparación de otros. La técnica de esferoidización del plasma tiene problemas de consumo de energía, inversión en equipos, altos costos operativos y desarrollo de tecnología madura. El polvo de tungsteno esférico producido por el plasma tiene una alta esfericidad. El polvo de tungsteno esférico preparado tiene buena esfericidad, distribución uniforme del tamaño de partículas, altas densidades y buena fluidez. Todo el proceso de preparación es rápido y continuo. Por tanto, la esferoidización por plasma será una alternativa para la preparación de polvo esférico de tungsteno. Por tanto, la esferoidización por plasma es una alternativa para la preparación de polvo esférico de tungsteno. En combinación con simulaciones numéricas, los parámetros del proceso se pueden optimizar rápidamente combinando simulaciones numéricas. Con la mejora continua de la tecnología de esferoidización por plasma, la reducción de los costes de producción y la rápida optimización de los parámetros del proceso, la esferoidización por plasma se puede utilizar para producir polvo de tungsteno.
Con la mejora continua de la tecnología de esferonización por plasma, la reducción del costo de producción y el aumento del rendimiento del polvo, la tecnología de esferonización por plasma jugará un papel importante en la producción de polvo de tungsteno. La tecnología de esferoidización por plasma tendrá un futuro brillante en la producción industrial de periodización de polvo de tungsteno.