polvo metálico de wolframioEl wolframio es un metal raro que tiene el punto de fusión más alto de todos los metales. El wolframio tiene muchas propiedades únicas que lo hacen ideal para aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas, dureza, resistencia al desgaste y densidad.
El tungsteno se consume principalmente en forma de polvos metálicos de tungsteno y polvos de carburo de tungsteno. Los polvos de metal de tungsteno se producen mediante la reducción de óxidos de tungsteno en atmósfera de hidrógeno. Los polvos vienen en diferentes tamaños, formas y niveles de pureza para su uso en diversas aplicaciones.
Descripción general del polvo metálico de wolframio
El polvo metálico de tungsteno es un polvo granular fino de metal elemental de tungsteno producido por reducción con hidrógeno de óxidos de tungsteno. Las partículas de polvo tienen alta pureza, distribución uniforme del tamaño, buena fluidez y propiedades de compactación ideales para prensar en electrodos, filamentos, contactos y otros componentes.
Tipos de polvo de wolframio
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Tungsteno puro | Tungsteno puro de 99,9% a 99,99% |
| Tungsteno toriado | Tungsteno con aditivo de óxido de torio 1-2% |
| Tungsteno aleado | Tungsteno aleado con otros elementos como cobre, plata, etc. |
Proceso de producción de polvo de wolframio
Los polvos metálicos de wolframio se producen mezclando polvos de óxido de wolframio con un agente reductor, como hidrógeno o carbono, a altas temperaturas en un horno. El proceso de reducción con hidrógeno es el más popular. Las diferentes etapas de producción son:
- Minería y extracción de minerales de wolframio
- Trituración y molienda de minerales
- Concentración por gravedad y separación magnética
- Conversión en óxidos de wolframio
- Mezcla con dopantes como el óxido de torio
- Reducción en atmósfera de hidrógeno a 700-1000°C
- Las variaciones de temperatura, tiempo y caudal dan lugar a diferentes tamaños y morfología del polvo.
- Tamizado en diferentes tamaños de malla
- Mezcla con lubricantes, aglutinantes
- Envasado en bidones o bolsas
Características del polvo de wolframio
Las propiedades y características importantes del polvo metálico de wolframio son:
- Forma de las partículas: angulosa, friable, puntiaguda, dendrítica
- Distribución del tamaño de las partículas: De 1 a 100 micras
- Densidad aparente: 9 a 11 g/cc
- Densidad del grifo: 10 a 13 g/cc
- Superficie específica: 0,5 a 10 m2/g
- Niveles de pureza: 99,9% a 99,999%
- Contenido de oxígeno inferior a 0,1%
- Caudal y compresibilidad adecuados para aplicaciones de prensado y sinterización
Aplicaciones del polvo metálico de wolframio
Las propiedades únicas del tungsteno lo hacen ideal para una amplia gama de aplicaciones:
- Contactos eléctricos
- Filamentos para lámparas, elementos calefactores
- Cátodos para cañones de electrones en tubos de rayos X, soldadura por haz de electrones
- Blindaje contra la radiación nuclear
- Contrapesos para aplicaciones aeroespaciales
- Contrapesos
- Núcleos de bobinado para transformadores eléctricos
- Blindajes para cátodos para sputtering y crisoles
Algunas aplicaciones emergentes son los electrodos para el mecanizado por descarga eléctrica, las boquillas de impresión 3D y los polvos.
Polvo metálico de wolframio Tipos
Los polvos metálicos de wolframio están disponibles en diferentes tipos, tamaños, formas y purezas para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones.
Por Pureza
| Tipo | Pureza | Aplicaciones clave |
|---|---|---|
| Tungsteno puro | 99,90% a 99,99% | Filamentos de iluminación, contactos |
| Pureza ultra alta | 99.999% | Cátodos para sputtering de semiconductores |
| Tungsteno aleado | W con Cu, Ag, etc. | Aplicaciones específicas |
Por tamaño de grano
| Número de malla | Tamaño en micras | Uso típico |
|---|---|---|
| 10 | 2000 | Mecanizado pesado |
| 20 | 850 | Prensado de moldes |
| -325 | 44 | Contactos finos |
| 1 micra | 1 | Prensado de alta densidad |
Por forma de partícula
| Tipo | Descripción | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Spiky | Superficie elevada, porosidad | Rociado de moldes de plástico |
| Angular | Buen flujo, presionando | Herramientas de corte |
| Esférica | Alta densidad, fluidez | Superficies de contacto finas |
La forma del grano y la distribución del tamaño de las partículas se optimizan en función de la aplicación final y de las propiedades requeridas del polvo, como el área superficial, la densidad, la velocidad de flujo, etc.
Proceso de producción de polvo de wolframio
El polvo metálico de wolframio se produce a partir de concentrados de mineral de wolframio que contienen WO3 que se reducen mediante hidrógeno para producir polvo de wolframio. Las reacciones fundamentales son:
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
WO2 + 2H2 → W + 2H2O
A continuación se describen las etapas del proceso de producción de polvo de wolframio:
Concentración de mineral de wolframio
El proceso comienza con la extracción del mineral de wolframio y su concentración hasta niveles de WO3 superiores a 65% mediante trituración, molienda, gravedad y separación magnética.
Calcinación
Este paso consiste en tostar el concentrado de mineral de wolframio con agentes orgánicos a 600-800°C para producir WO3.
Mezcla
El polvo de WO3 puede mezclarse con cantidades controladas de dopantes como ThO2, grafito o aditivos metálicos para producir la composición deseada.
Reducción de hidrógeno
El polvo de óxido de wolframio se somete a reducción con hidrógeno seco en hornos de lecho fluidizado de varias etapas a temperaturas de 650-1000°C. Se controlan parámetros como la temperatura, el tiempo y el caudal de H2 para obtener polvos de forma y tamaño específicos.
Molienda y mezcla
El polvo de wolframio reducido se somete a un proceso final de molienda, trituración y cribado hasta alcanzar los tamaños de malla especificados. Se añaden aglutinantes y lubricantes para mejorar las propiedades del polvo.
Embalaje
El polvo se envasa en bidones de acero revestidos de plástico o en bolsas más pequeñas según los requisitos del cliente.
Planta de polvo metálico de tungsteno
Las plantas comerciales requieren equipos especializados y sistemas de control de la contaminación para producir polvos de tungsteno de calidad de forma segura. Las principales unidades de la planta de polvo son:
- Equipos de trituración, molienda y concentración de minerales
- Hornos de calcinación y reducción
- Sistemas de control de temperatura y manipulación de hidrógeno
- Estaciones de cribado, molienda, mezcla y combinación
- Laboratorios de caracterización y ensayo de polvos
- Tratamiento de efluentes, unidades de recuperación de disolventes
- Zonas de embolsado, embalaje y almacenamiento
La disposición depende de la capacidad, el grado de los polvos y otros factores específicos del emplazamiento.
Propiedades y caracterización del polvo de wolframio
Los parámetros críticos de calidad y las propiedades probadas para el polvo de wolframio son:
Composición química
- Contenido de metal de tungsteno - varía de 99,9% a 99,999% según el grado
- El contenido de oxígeno, nitrógeno y carbono debe reducirse al mínimo.
- La presencia de impurezas metálicas como Fe, Ni, Cr afecta a la calidad
- Concentración de dopantes
Tamaño y distribución de partículas
La forma de las partículas de polvo, la distribución granulométrica y la superficie se optimizan en función de la aplicación final. Parámetros comunes probados:
- Morfología de las partículas: angulosas, friables, puntiagudas, dendríticas
- Tamaño medio de las partículas: de 0,5 a 100 micras
- D10, D50, D90 representa el tamaño por debajo del cual están presentes las partículas 10%, 50%, 90%
- Densidad de toma y densidad aparente - 10 a 13 g/cc
- Superficie específica - 0,5 a 10 m2/g
Propiedades del polvo
El polvo debe tener propiedades adecuadas para el prensado y la sinterización:
- Caudal Hall > 12 seg/50 gm
- Compresibilidad - capaz de alcanzar una densidad de prensado > 9 gm/cc
- Resistencia en verde - mantenimiento de la forma tras el prensado
- Densidad, resistencia y dureza sinterizadas
También se realizan otras pruebas como la DRX para la identificación de fases y el análisis de microestructuras para garantizar la conversión completa en tungsteno.
Aplicaciones y uso de Polvo metálico de wolframio
El tungsteno y sus aleaciones se han convertido en materiales indispensables debido a su alta densidad, resistencia, dureza y resistencia al desgaste incluso a temperaturas elevadas. Algunas de sus principales aplicaciones son:
Iluminación y filamentos
Los filamentos de alambre de tungsteno tienen una alta resistencia a la temperatura para su uso en lámparas incandescentes, lámparas halógenas, tubos de vacío. Los tipos más comunes son las lámparas de filamento en espiral y los filamentos tubulares. Los dopantes como el potasio reducen la función de trabajo.
Elementos calefactores
La capacidad de alta temperatura se aprovecha para fabricar varillas calefactoras, calentadores de fibra cerámica utilizados en hornos, estufas y boquillas de impresoras 3D. Elemento revestido con material protector.
Contactos eléctricos
Su excelente conductividad eléctrica y resistencia a la erosión por arco hacen que el tungsteno sea adecuado para contactos de conmutación de relés, interruptores y terminales. Se utiliza en forma de varillas, monedas, remaches.
Pistolas de electrones
Las capacidades de alta temperatura son útiles para filamentos de tungsteno en equipos de haz de electrones como tubos de rayos X, soldadores de haz de electrones, microscopios electrónicos de barrido.
Cátodos para sputtering
El tungsteno se utiliza ampliamente como material de sputtering para depositar revestimientos finos y gruesos de tungsteno en piezas mediante sputtering por magnetrón o deposición por haz de iones.
Aplicaciones nucleares
Su alta densidad proporciona un blindaje eficaz contra las radiaciones nucleares. Se utiliza como material de blindaje gamma y absorbente de neutrones en reactores nucleares.
Contrapesos
Se utilizan como contrapesos para aplicaciones que requieren alta densidad, como en giroscopios aeroespaciales, contrapesos de ruedas de automóviles, palos de golf, etc.
Las propiedades únicas del polvo metálico de wolframio lo hacen indispensable para productos que requieren estabilidad a altas temperaturas, dureza, densidad y resistencia. La investigación y el desarrollo continuos están ampliando su uso a más áreas y permitiendo nuevas aplicaciones en todos los sectores.
Orientación sobre los precios de los polvos metálicos de wolframio
Los precios del polvo metálico de tungsteno varían en función de los niveles de pureza, la cantidad pedida, la ubicación geográfica y los factores macroeconómicos. Algunos rangos de precios indicativos son:
Precio del tungsteno en polvo según su pureza
| Grado | Pureza | Precios |
|---|---|---|
| Estándar | 99.90% | $50-80 por kg |
| Alta pureza | 99.95% | $80-120 por kg |
| Pureza ultra alta | 99.999% | $200-500 por kg |
Tendencias de precios
- Los precios siguen la evolución de los precios del paratungstato de amonio (APT).
- La demanda de los sectores aeroespacial, electrónico y automovilístico impulsa los precios
- Los grados de alta pureza > 99,999% son los que más crecen, a un ritmo de >10% al año
Precios
- Precios de la materia prima WO3 y oferta-demanda
- Costes de la energía y el hidrógeno
- Costes reglamentarios y medioambientales
- Capacidades técnicas para lograr la pureza
- Inversiones en I+D en aplicaciones emergentes
Consideraciones sobre la compra
- Precios de referencia de múltiples proveedores cualificados
- Comprobar la certificación de calidad y auditar las capacidades del proveedor
- Celebrar contratos de suministro a largo plazo para aplicaciones de gran volumen
- Considerar la diversificación geográfica para garantizar el suministro
Póngase en contacto con los principales proveedores mundiales para obtener información actualizada sobre los precios de sus necesidades específicas de polvo de tungsteno.
Proveedores y fabricantes mundiales
Existen varias empresas de metales especiales dedicadas a la producción de polvos metálicos de wolframio con diferentes grados de pureza:
Principales proveedores mundiales
| Compañía | Ubicación | Capacidades |
|---|---|---|
| Tungsteno Buffalo | US | Películas finas de gran pureza |
| Tungsteno del Medio Oeste | US | Aleaciones personalizadas, elementos calefactores |
| H.C. Starck | Alemania | Grados de pureza ultra alta |
| JX Nippon | Japón | Proveedor de amplia gama |
| Xiamen Tungsteno | China | Proveedor líder de bajo coste |
| Empresa Wolfram | Rusia | Tungsteno puro y aleaciones |
Consideraciones sobre la compra
Aspectos clave a evaluar al elegir un proveedor de polvo de wolframio:
- Tecnología para alcanzar los objetivos de pureza
- Coherencia en el cumplimiento de las especificaciones
- Certificaciones de calidad como ISO 9001
- Asistencia técnica para la personalización
- Capacidad de respuesta y logística de envío
- Factores medioambientales y de responsabilidad social
- Condiciones de precios, incluidos descuentos por volumen
Se recomienda cualificar a varios proveedores mediante muestreos, auditorías in situ y comprobaciones de referencias para mitigar los posibles riesgos de la cadena de suministro. Póngase en contacto con nosotros para obtener recomendaciones sobre los proveedores ideales para sus requisitos de aplicación y volumen específicos.
Directrices de especificación del polvo de wolframio
Los clientes deben facilitar los siguientes datos al solicitar presupuestos para asegurarse de que el polvo de tungsteno se ajusta a los requisitos de la aplicación:
Lista de comprobación del pliego de condiciones
- Objetivos de composición química: elementos y dopantes
- Parámetros deseados de distribución granulométrica - D10, D50, D90
- Morfología de las partículas si se necesita una forma específica
- Densidad objetivo y factores de compresibilidad
- Límites aceptables de impurezas
- Tamaño del lote o cantidad anual exigida
- Cualquier necesidad especial de embalaje: bidones, bolsas, embalaje con argón, etc.
- Aplicación y uso previsto
- Necesidades de muestreo para la precalificación
- Certificaciones de calidad requeridas
Unas especificaciones claras permitirán al proveedor de tungsteno personalizar las propiedades del polvo y recomendar el grado óptimo para satisfacer las necesidades de funcionalidad y coste.
Póngase en contacto con nosotros e indíquenos su aplicación, especificaciones y cantidades necesarias para obtener precios detallados y asesoramiento técnico de expertos del sector.
preguntas frecuentes
P: ¿Cuáles son los diferentes grados de polvo de tungsteno disponibles?
R: Las variedades comunes de polvo de tungsteno basadas en niveles de pureza son: pureza estándar (99,9%), alta pureza (99,95%), pureza ultra alta (99,999%) y tungsteno aleado con cobre, plata, etc. Los grados varían de precio, siendo el polvo UHP el más caro.
P: ¿En qué aplicaciones se utiliza el polvo de wolframio?
R: Las principales aplicaciones del polvo de tungsteno son los filamentos de iluminación, los elementos calefactores, los contactos eléctricos, los emisores de electrones, el blindaje nuclear, los contrapesos, los cátodos para sputtering, etc. Las áreas emergentes son los electrodos EDM, las boquillas y los polvos de impresión 3D.
P: ¿Cuál es el precio por kg de polvo de wolframio?
R: Los precios del polvo de tungsteno varían desde $50-80 por kg para el polvo de grado estándar (pureza 99,9%) hasta $200-500 por kg para el polvo de pureza ultra alta (99,999%) personalizado según parámetros específicos de distribución del tamaño de las partículas.
P: ¿Cómo se produce el polvo de wolframio?
R: La producción de polvo de wolframio implica la extracción de minerales que contienen wolframio, su concentración en WO3, la mezcla con aditivos y la reducción con hidrógeno a alta temperatura para reducir el WO3 a polvo metálico de wolframio. El polvo se muele, clasifica, mezcla y envasa para personalizar las características del polvo para las aplicaciones previstas.
P: ¿Dónde puedo comprar polvo de wolframio?
R: Existen varios productores mundiales de polvos metálicos especiales que suministran polvos de tungsteno y aleaciones para diferentes industrias. Lo mejor es evaluar las capacidades de empresas como Buffalo Tungsten, Midwest Tungsten, HC Starck, Xiamen Tungsten y elegir una que se adapte a las necesidades técnicas y las condiciones de precios.
P: ¿Qué certificaciones de calidad deben tener los fabricantes de polvo de tungsteno?
R: Los proveedores de polvo de tungsteno de buena reputación deben tener certificaciones de gestión de calidad como ISO 9001, junto con estrictos controles de proceso para lograr las composiciones químicas, las características del polvo y la consistencia entre lotes. Se recomienda realizar muestreos y auditorías de clientes en las instalaciones de fabricación.