Polvo metálico de wolframio es una forma de partículas finas de wolframio que se utiliza como materia prima en diversas aplicaciones industriales. Sus propiedades únicas, como alta densidad, resistencia, resistencia a la corrosión y alto punto de fusión, lo convierten en un importante material de ingeniería.
Composición y fabricación
| Parámetro | Detalles |
|---|---|
| Composición elemental | Wolframio puro (W) o aleado con otros metales |
| Proceso de producción | Fresado a partir de barras de wolframio o reducido a partir de óxidos de wolframio |
| Tamaño de las partículas | De 1 micra a 150 micras normalmente |
| Grados de pureza | De 99% a 99,995% de tungsteno puro |
El polvo de wolframio se produce mediante diversos procesos como la reducción de hidrógeno, el fresado o la esferoidización por plasma térmico para conseguir la forma y pureza deseadas.
Propiedades y características
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 19,3 g/cm3, casi el doble que el acero |
| Punto de fusión | 3422 °C, el más alto de todos los metales |
| Fuerza | Dureza y resistencia muy elevadas, especialmente cuando se sinteriza |
| Conductividad | Baja resistividad eléctrica, alta conductividad térmica |
| Estabilidad | Excelente estabilidad química y resistencia a la corrosión |
Estas propiedades únicas polvo metálico de wolframio a diversas aplicaciones especializadas.
Aplicaciones y usos del polvo metálico de wolframio
| Solicitud | Utilización |
|---|---|
| herramientas de carburo cementado | aglomerado en matriz de cobalto para herramientas de corte |
| Contrapesos | Alta densidad ideal para pesos y lastres |
| Blindaje contra la radiación | Escudo eficaz contra fuentes de rayos X/gamma |
| Emisores termoiónicos | Filamentos debido al alto punto de fusión |
| Polvos de impresión 3D | Para imprimir piezas de tungsteno de alta resistencia |
El polvo de tungsteno satisface necesidades críticas en los sectores de defensa, médico, aeroespacial y otros.
Especificaciones y grados estándar
El polvo de wolframio está disponible según varias normas internacionales que definen la distribución del tamaño de las partículas, los niveles de pureza, el método de fabricación, etc. Algunas especificaciones comunes incluyen:
- ASTM B772 - Tipos de polvo de tungsteno puro
- ISO 5453 - Análisis químico y clasificación por tamaños
- ICDD 00-001-1202 - Referencia de la estructura cristalina
Proveedores y precios
| Proveedor | Precio por kg |
|---|---|
| Tungsteno del Medio Oeste | $70 – $500 |
| Tungsteno Buffalo | $100 – $600 |
| Polvo pesado de wolframio | $150 – $800 |
| Polvos de wolframio en el mundo | $250 – $1500 |
El precio depende en gran medida del grado de pureza, la consistencia de la forma/tamaño de las partículas, la cantidad pedida y el procesamiento de valor añadido.
Pros y contras
| Pros | Contras |
|---|---|
| Dureza y densidad excepcionales | Caro en comparación con otras alternativas |
| Soporta altas temperaturas | Pesado: añade peso si se utiliza en productos |
| Resistente a la corrosión y al desgaste | Quebradizo si no se procesa adecuadamente |
| Estabilidad medioambiental | Difícil de mecanizar en determinadas formas |
| Distribución uniforme de las partículas | Puede requerir atmósferas protectoras |
preguntas frecuentes
¿Para qué se utiliza el polvo metálico de wolframio?
Tiene aplicaciones en herramientas, pesos, blindaje contra radiaciones, electrónica, impresión 3D y otros ámbitos de alto rendimiento debido a sus propiedades especializadas.
¿Qué grados de pureza hay disponibles?
Los niveles de pureza habituales oscilan entre 99% y 99,995%. A mayor pureza, mayor precio.
¿Cuál es el tamaño típico de las partículas?
El tamaño de las partículas puede oscilar entre 1 micra y 150 micras. El tamaño deseado depende del método de aplicación y de los requisitos de uso final.
¿Es peligroso el tungsteno para el medio ambiente?
No. El polvo metálico de tungsteno no suele ser tóxico y es respetuoso con el medio ambiente. Determinados procesos de elaboración pueden utilizar compuestos peligrosos que requieren precaución.
conocer más procesos de impresión 3D
Additional FAQs: Tungsten Metal Powder
1) What particle morphology is best for different processes?
- Press-and-sinter: irregular/sponge for better green strength. Thermal spray and AM (LPBF): spherical for high flowability and packing. DED/wire-DED: coarser spherical or crushed granules.
2) How do oxygen and carbon impurities affect tungsten metal powder?
- Elevated O and C form WOx and carbides during sintering, increasing brittleness and porosity. For critical applications, target O ≤ 0.05 wt% and C ≤ 0.01 wt% unless intentionally alloyed.
3) Can tungsten metal powder be used in laser powder bed fusion?
- Yes, but it requires preheating and optimized parameters to mitigate cracking due to high stiffness and thermal gradients. Typical LPBF PSD: 15–45 µm spherical, with low O/N and tight PSD.
4) What are common tungsten composites and why use them?
- W-Ni-Fe/W-Ni-Cu heavy alloys for radiation shielding and kinetic energy components; W-Cu for thermal management and EDM electrodes; WC-Co for cutting tools. Composites balance density, ductility, and conductivity.
5) How should tungsten powder be stored and handled safely?
- Keep sealed and dry, under inert gas if possible; use local exhaust ventilation, antistatic grounding, and explosion-rated dust controls. Although tungsten is not highly reactive, fine powders can pose a dust explosion hazard.
2025 Industry Trends: Tungsten Metal Powder
- Semiconductor and medical growth: Demand up for W-Cu heat spreaders and high-density shielding components.
- Advanced manufacturing: More spherical, plasma-atomized W powders available for LPBF/DED; crack-mitigation strategies mature.
- Sustainability: Increased closed-loop recycling and take-back programs for W scrap/powders with certified impurity control.
- Standards tightening: Stricter impurity and PSD specs for AM-grade W and W-heavy alloys; wider adoption of in-line O/N/H analysis.
- Defense/aerospace: Continued shift from lead to tungsten-based shielding/ballast and kinetic components.
2025 Tungsten Powder Market Snapshot (Indicative)
| Métrica | 2023 | 2024 | 2025 YTD (Aug) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Global W powder demand (kt) | ~18.5 | ~19.3 | ~20.1 | Semiconductor + defense |
| Spherical W (15–45 µm) price (USD/kg) | 180–320 | 190–340 | 200–360 | PA/spheroidized, low O/N |
| Irregular W (-325 mesh) price (USD/kg) | 70–140 | 75–150 | 80–160 | Hydrogen-reduced |
| Typical O spec (AM-grade W) | ≤0.06 wt% | ≤0.05 wt% | ≤0.04 wt% | Tighter QC, in-line analyzers |
| AM adoption (W/W-alloys programs) | Emergentes | Early pilots | Pilot-to-production | LPBF + DED parameter maturity |
| W-Cu demand growth (YoY) | +6% | +8% | +9–11% | Power electronics, EDM |
Sources:
- USGS Mineral Commodity Summaries (Tungsten): https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs
- ASTM/ISO powder standards: https://www.astm.org, https://www.iso.org
- Supplier technical notes (Global Tungsten & Powders, H.C. Starck Solutions, Plansee) and industry trackers
Latest Research Cases
Case Study 1: Crack-Resistant LPBF of Tungsten for Collimators (2025)
Background: A medical device OEM needed dense, fine-featured W collimators with reduced post-machining.
Solution: Used plasma-atomized W powder (D50 ~28 µm, O=0.035 wt%) with build plate preheat >600°C, beam shaping, and contour-remelting; stress-relief + hot isostatic pressing (HIP).
Results: Relative density 99.5–99.8%, microcrack incidence reduced by 70% vs. baseline; dimensional accuracy ±60 µm on 2 mm walls; machining time cut 25%.
Case Study 2: W-Cu Heat Spreaders via PM Infiltration for SiC Power Modules (2024)
Background: An EV inverter supplier sought CTE-matched plates with high thermal conductivity.
Solution: Sintered porous W skeletons from -325 mesh W, followed by capillary Cu infiltration to 15–30 vol% Cu; final surface lapped.
Results: Thermal conductivity 200–230 W/m·K; CTE 7.5–8.5 ppm/K (25–200°C); warpage <8 µm over 50 mm; yield +10% compared to prior route.
Expert Opinions
- Dr. Dirk N. Schwab, Head of R&D, Plansee High Performance Materials
- “For AM-grade tungsten metal powder, controlling interstitials and applying elevated preheat are decisive to suppress solidification cracking and achieve near-wrought density.”
- Prof. Susanne Wurster, Materials Processing, TU Munich
- “W–Cu and W–Ni–Fe heavy alloys continue to expand as lead replacements. Process route selection—PM infiltration vs. AM—should follow CTE and flatness tolerance needs.”
- Dr. Kevin J. Hemker, Professor of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University
- “Grain boundary engineering and beam shaping are enabling finer W features with improved toughness, opening opportunities in radiation optics and micro heat exchangers.”
Practical Tools and Resources
- ASTM B777 (tungsten heavy alloys), B772 (tungsten powder), B214/B212 (sieve/flow), E1019 (O/N/H): https://www.astm.org
- ISO 4497 (particle size by sieving), ISO 13320 (laser diffraction), ISO 7637-equivalent PM methods: https://www.iso.org
- USGS Tungsten Statistics and Information: https://www.usgs.gov
- OSHA/NIOSH guidance for metal powder handling and combustible dust: https://www.osha.gov, https://www.cdc.gov/niosh
- MatWeb materials database for W and W-composites: https://www.matweb.com
- Senvol Database for AM machine–material compatibility: https://senvol.com
- Supplier technical libraries: Global Tungsten & Powders, H.C. Starck Solutions, Plansee, Midwest Tungsten
Last updated: 2025-08-25
Changelog: Added 5 FAQs; inserted 2025 market snapshot table; provided two recent case studies; included expert opinions; compiled practical tools/resources with standards and datasets
Next review date & triggers: 2026-02-01 or earlier if USGS data revises demand/pricing >10%, new ASTM/ISO standards for AM-grade tungsten publish, or major LPBF/DED breakthroughs reduce cracking further
