Poudre métallique de tungstèneLe tungstène, également connu sous le nom de wolfram, est un métal rare dont le point de fusion est le plus élevé de tous les métaux. Le tungstène possède de nombreuses propriétés uniques qui le rendent idéal pour les applications nécessitant une résistance à haute température, une dureté, une résistance à l'usure et une densité.
Le tungstène est principalement consommé sous forme de poudres de tungstène métal et de poudres de carbure de tungstène. Les poudres de tungstène métal sont produites en réduisant les oxydes de tungstène sous atmosphère d'hydrogène. Les poudres se présentent sous différentes tailles, formes et niveaux de pureté pour être utilisées dans diverses applications.
Aperçu de la poudre métallique de tungstène
La poudre de tungstène métal est une poudre granuleuse fine de tungstène métal élémentaire produite par réduction à l'hydrogène d'oxydes de tungstène. Les particules de poudre ont une grande pureté, une distribution de taille uniforme, une bonne fluidité et des propriétés de compactage idéales pour être pressées dans des électrodes, des filaments, des contacts et d'autres composants.
Types de poudre de tungstène
| Type | Description |
|---|---|
| Pure tungstène | Tungstène pur de 99,9 % à 99,99 %. |
| Tungstène thorié | Tungstène avec 1-2% d'additif d'oxyde de thorium |
| Tungstène allié | Tungstène allié à d'autres éléments comme le cuivre, l'argent, etc. |
Processus de production de poudre de tungstène
Les poudres de tungstène métal sont produites en mélangeant des poudres d'oxyde de tungstène avec un agent réducteur tel que l'hydrogène ou le carbone à des températures élevées dans un four. Le procédé de réduction par l'hydrogène est le plus répandu. Les différentes étapes de production sont les suivantes :
- Exploitation et extraction des minerais de tungstène
- Concassage et broyage des minerais
- Concentration par gravité et séparation magnétique
- Conversion en oxydes de tungstène
- Mélange avec des dopants tels que l'oxyde de thorium
- Réduction dans une atmosphère d'hydrogène à 700-1000°C
- Les variations de température, de durée et de débit entraînent des différences de taille et de morphologie des poudres.
- Tamisage en différentes tailles de mailles
- Mélange, mélange avec des lubrifiants, des liants
- Conditionnement en fûts ou en sacs
Caractéristiques de la poudre de tungstène
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre de tungstène sont les suivantes :
- Forme des particules : anguleuses, friables, hérissées, dendritiques
- Distribution de la taille des particules : 1 à 100 microns
- Densité apparente : 9 à 11 g/cc
- Densité : 10 à 13 g/cc
- Surface spécifique : 0,5 à 10 m2/g
- Niveaux de pureté : 99,9 % à 99,999 %.
- Teneur en oxygène inférieure à 0,1
- Débit et compressibilité adaptés aux applications de pressage et de frittage
Applications de la poudre métallique de tungstène
Les propriétés uniques du tungstène en font un matériau idéal pour une large gamme d'applications :
- Contacts électriques
- Filaments pour lampes, éléments chauffants
- Cathodes pour canons à électrons dans les tubes à rayons X, soudage par faisceau d'électrons
- Blindage contre les radiations nucléaires
- Contrepoids pour applications aérospatiales
- Poids d'équilibre
- Noyaux d'enroulement pour transformateurs électriques
- Boucliers pour cibles de pulvérisation et creusets
Parmi les applications émergentes, citons les électrodes pour l'usinage par décharge électrique, les buses et les poudres pour l'impression 3D.
Poudre métallique de tungstène Les types
Les poudres métalliques de tungstène sont disponibles en différents types, tailles, formes et puretés pour répondre aux besoins de diverses applications.
Par la pureté
| Type | La pureté | Applications clés |
|---|---|---|
| Pure tungstène | 99,90 % à 99,99 % | Filaments d'éclairage, contacts |
| Très haute pureté | 99.999% | Cibles de pulvérisation pour semi-conducteurs |
| Tungstène allié | W avec Cu, Ag, etc. | Applications spécifiques |
Par taille de grain
| Numéro de maille | Micron Size | Utilisation typique |
|---|---|---|
| 10 | 2000 | Usinage lourd |
| 20 | 850 | Pressage de moules |
| -325 | 44 | Contacts fins |
| 1 micron | 1 | Pressage haute densité |
Par forme de particule
| Type | Description | Applications |
|---|---|---|
| Spiky (en pointillé) | Surface élevée, porosité | Pulvérisation de moules en plastique |
| Angulaire | Un bon débit, une bonne pression | Outils de coupe |
| Sphérique | Haute densité, fluidité | Surfaces de contact fines |
La forme des grains et la distribution de la taille des particules sont optimisées en fonction de l'application finale et des propriétés requises de la poudre, telles que la surface, la densité, le débit, etc.
Processus de production de poudre de tungstène
La poudre de tungstène métal est produite à partir de concentrés de minerai de tungstène contenant du WO3, qui sont réduits par l'hydrogène pour donner de la poudre de tungstène. Les réactions fondamentales sont les suivantes :
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
WO2 + 2H2 → W + 2H2O
Les étapes du processus de production de la poudre de tungstène sont décrites ci-dessous :
Concentration du minerai de tungstène
Le processus commence par l'extraction du minerai de tungstène et sa concentration à des niveaux de WO3 supérieurs à 65 % par concassage, broyage, séparation par gravité et séparation magnétique.
Calcination
Cette étape consiste à griller le concentré de minerai de tungstène avec des agents organiques à 600-800°C pour produire du WO3.
Mélange
La poudre de WO3 peut être mélangée à des quantités contrôlées de dopants tels que le ThO2, le graphite ou des additifs métalliques pour produire la composition souhaitée.
Réduction de l'hydrogène
La poudre d'oxyde de tungstène subit une réduction avec de l'hydrogène sec dans des fours à lit fluidisé à plusieurs étages, à des températures comprises entre 650 et 1000°C. Les paramètres tels que la température, la durée et le débit d'H2 sont contrôlés pour obtenir des poudres de forme et de taille spécifiques.
Broyage et mélange
La poudre de tungstène réduite subit un broyage final, une mouture, un tamisage pour atteindre des tailles de maille spécifiées. Des liants et des lubrifiants sont ajoutés pour améliorer les propriétés de la poudre.
Emballage
La poudre est emballée dans des fûts en acier revêtus de plastique ou dans des sacs plus petits, selon les besoins du client.
Plant de poudre de tungstène métallique
Les usines commerciales nécessitent des équipements spécialisés et des systèmes de contrôle de la pollution pour produire des poudres de tungstène de qualité en toute sécurité. Les principales unités de l'usine de poudres sont les suivantes
- Équipement de concassage, de broyage et de concentration du minerai
- Fours de calcination et de réduction
- Systèmes de contrôle de la température et de manipulation de l'hydrogène
- Stations de tamisage, de broyage, de mélange, de mixage
- Laboratoires de caractérisation et d'essai des poudres
- Traitement des effluents, unités de récupération des solvants
- Zones d'ensachage, d'emballage et de stockage
La configuration dépend de la capacité, de la qualité des poudres et d'autres facteurs spécifiques au site.
Propriétés et caractérisation de la poudre de tungstène
Les paramètres de qualité critiques et les propriétés testées pour la poudre de tungstène sont les suivants :
composition chimique
- Teneur en tungstène métal – ; varie de 99,9 % à 99,999 % en fonction de la qualité.
- La teneur en oxygène, en azote et en carbone doit être réduite au minimum.
- La présence d'impuretés métalliques telles que Fe, Ni, Cr affecte la qualité.
- Concentration d'éventuels dopants
Taille et distribution des particules
La forme des particules de poudre, la distribution granulométrique et la surface sont optimisées en fonction de l'application finale. Paramètres courants testés :
- Morphologie des particules – ; anguleuses, friables, hérissées, dendritiques
- Taille moyenne des particules – ; de 0,5 à 100 microns
- D10, D50, D90 représente la taille en dessous de laquelle 10 %, 50 %, 90 % des particules sont présentes.
- Masse volumique et densité apparente – ; 10 à 13 g/cc
- Surface spécifique – ; 0,5 à 10 m2/g
Propriétés des poudres
La poudre doit avoir des propriétés adaptées au pressage et au frittage :
- Débit de Hall > ; 12 sec/50 gm
- Compressibilité – ; capable d'atteindre une densité pressée > ; 9 gm/cc
- Résistance verte – ; maintien de la forme après pressage
- Densité, résistance et dureté du fritté
D'autres tests, tels que le XRD pour l'identification des phases et l'analyse de la microstructure, sont également effectués pour s'assurer que la conversion en tungstène est complète.
Applications et utilisation de Poudre métallique de tungstène
Le tungstène et ses alliages sont devenus des matériaux indispensables en raison de leur densité élevée, de leur solidité, de leur dureté et de leur résistance à l'usure, même à des températures élevées. Les principales applications sont les suivantes
Éclairage et filaments
Les filaments de tungstène ont une résistance à haute température et sont utilisés dans les lampes à incandescence, les lampes halogènes et les tubes à vide. Les types les plus courants sont les lampes à filament enroulé, les filaments tubulaires. Les dopants comme le potassium réduisent la fonction de travail.
Éléments chauffants
La capacité de haute température est exploitée pour la fabrication de barres chauffantes, de fibres céramiques chauffantes utilisées dans les fours, les étuves et les buses d'imprimantes 3D. Élément recouvert d'un matériau de protection.
Contacts électriques
L'excellente conductivité électrique et la résistance à l'érosion de l'arc font que le tungstène convient aux contacts de commutation pour les relais, les disjoncteurs et les terminaux. Il est utilisé sous forme de tiges, de pièces et de rivets.
Pistolets à électrons
Les capacités à haute température sont utiles pour les filaments de tungstène dans les équipements à faisceau d'électrons tels que les tubes à rayons X, les soudeurs à faisceau d'électrons, les microscopes électroniques à balayage.
Cibles de pulvérisation
Le tungstène est largement utilisé comme matériau de pulvérisation pour le dépôt de couches minces et épaisses de tungstène sur des pièces par pulvérisation magnétron ou par dépôt par faisceau d'ions.
Applications nucléaires
La densité élevée permet une protection efficace contre les radiations nucléaires. Il est utilisé comme matériau de protection contre les rayons gamma et comme absorbeur de neutrons dans les réacteurs nucléaires.
Contrepoids
Utilisés comme contrepoids pour les applications nécessitant une densité élevée, comme les gyroscopes pour l'aérospatiale, les poids de roue pour l'automobile, les clubs de golf, etc.
Les propriétés uniques de la poudre de tungstène métallique la rendent indispensable pour les produits nécessitant une stabilité à haute température, une dureté, une densité et une résistance. La poursuite de la recherche et du développement permet d'étendre son utilisation à d'autres domaines et de créer de nouvelles applications dans tous les secteurs d'activité.
Conseils en matière de prix pour les poudres métalliques de tungstène
Les prix de la poudre de tungstène métal varient en fonction du degré de pureté, de la quantité commandée, de la situation géographique et de facteurs macroéconomiques. Voici quelques fourchettes de prix indicatives :
Prix de la poudre de tungstène par pureté
| Grade | La pureté | Fourchette de prix |
|---|---|---|
| Standard | 99.90% | 50-80 $ par kg |
| Haute pureté | 99.95% | 80-120 dollars par kg |
| Très haute pureté | 99.999% | 200-500 $ par kg |
Tendances des prix
- Les prix suivent les mouvements des prix en amont du paratungstate d'ammonium (APT)
- La demande dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'électronique et de l'automobile fait grimper les prix
- Les qualités de haute pureté > ; 99,999% connaissent la croissance la plus rapide, à raison de >10% par an
Prix des conducteurs
- Prix des matières premières WO3 et offre-demande
- Coûts de l'énergie et de l'hydrogène
- Coûts réglementaires et environnementaux
- Capacités techniques pour atteindre la pureté
- Investissements en R & D dans les applications émergentes
Considérations relatives à l'achat
- Comparaison des prix de plusieurs fournisseurs qualifiés
- Vérifier la certification de la qualité et contrôler les capacités du fournisseur
- Conclure des contrats d'approvisionnement à long terme pour les applications à fort volume
- Envisager la diversification géographique pour assurer la sécurité de l'approvisionnement
Veuillez contacter les principaux fournisseurs mondiaux pour obtenir des conseils de prix actualisés sur vos besoins spécifiques en poudre de tungstène.
Fournisseurs et fabricants mondiaux
Un certain nombre d'entreprises de métaux spéciaux se consacrent à la production de poudres de tungstène métal dans différentes gammes de pureté :
Principaux fournisseurs mondiaux
| Entreprise | Localisation | Capacités |
|---|---|---|
| Buffalo Tungstène | ÉTATS-UNIS | Haute pureté, films minces |
| Midwest Tungsten | ÉTATS-UNIS | Alliages sur mesure, éléments chauffants |
| H.C. Starck | Allemagne | Qualités d'ultra-haute pureté |
| JX Nippon | Japon | Fournisseur d'une large gamme de produits |
| Xiamen Tungstène | Chine | Principal fournisseur à bas prix |
| Société Wolfram | Russie | Tungstène pur et alliages |
Considérations relatives à l'achat
Aspects clés à évaluer lors du choix d'un fournisseur de poudre de tungstène :
- Technologie permettant d'atteindre les objectifs de pureté
- Cohérence dans le respect des spécifications
- Certifications de qualité telles que ISO 9001
- Support technique pour la personnalisation
- Réactivité et logistique d'expédition
- Facteurs de responsabilité environnementale et sociale
- Conditions de tarification, y compris les remises pour volume
Il est recommandé de qualifier plusieurs fournisseurs par le biais d'échantillonnages, d'audits de sites et de vérifications de références afin d'atténuer les risques potentiels liés à la chaîne d'approvisionnement. N'hésitez pas à nous contacter pour obtenir des recommandations sur les fournisseurs idéaux pour vos applications spécifiques et votre volume.
Lignes directrices relatives aux spécifications de la poudre de tungstène
Les clients doivent fournir les détails suivants lorsqu'ils demandent des devis afin de s'assurer que la poudre de tungstène correspond aux exigences de l'application :
Liste de contrôle des spécifications
- Composition chimique des cibles – ; éléments et dopants
- Paramètres de distribution granulométrique souhaités – ; D10, D50, D90
- Morphologie des particules si une forme spécifique est nécessaire
- Densité cible et facteurs de compressibilité
- Limites acceptables pour les impuretés
- Taille du lot ou quantité annuelle requise
- Tout besoin d'emballage spécial – ; fûts, sacs, emballage sous argon, etc.
- Application et utilisation prévue
- Besoins d'échantillonnage pour la pré-qualification
- Certificats de qualité requis
Des spécifications claires permettront au fournisseur de tungstène de personnaliser les propriétés de la poudre et de recommander la qualité optimale pour répondre aux besoins en termes de fonctionnalité et de coût.
N'hésitez pas à nous contacter pour nous faire part de votre application cible, de vos spécifications et de vos besoins quantitatifs afin d'obtenir des prix détaillés et des conseils techniques de la part d'experts de l'industrie.
FAQ
Q : Quelles sont les différentes qualités de poudre de tungstène disponibles ?
R : Les variétés courantes de poudre de tungstène basées sur les niveaux de pureté sont les suivantes : pureté standard (99,9 %), haute pureté (99,95 %), ultra-haute pureté (99,999 %) et tungstène allié avec du cuivre, de l'argent, etc. Le prix des différentes qualités varie, la poudre UHP étant la plus chère.
Q : Quelles sont les applications de la poudre de tungstène ?
R : Les principales applications de la poudre de tungstène sont les filaments d'éclairage, les éléments chauffants, les contacts électriques, les émetteurs d'électrons, le blindage nucléaire, les contrepoids, les cibles de pulvérisation, etc. Les électrodes d'électroérosion, les buses et les poudres d'impression 3D sont des domaines émergents.
Q : Quel est le prix du kg de poudre de tungstène ?
R : Les prix de la poudre de tungstène varient de 50 à 80 dollars par kg pour une poudre de qualité standard (pureté de 99,9 %) à 200-500 dollars par kg pour une poudre de très haute pureté (99,999 %) adaptée à des paramètres spécifiques de distribution de la taille des particules.
Q : Comment la poudre de tungstène est-elle produite ?
R : La production de poudre de tungstène implique l'extraction de minerais contenant du tungstène, la concentration en WO3, le mélange avec des additifs et la réduction à l'hydrogène à haute température pour réduire le WO3 en poudre de tungstène métal. La poudre est broyée, classée, mélangée et emballée afin d'adapter les caractéristiques de la poudre aux applications prévues.
Q : Où puis-je acheter de la poudre de tungstène ?
R : Il existe un certain nombre de producteurs mondiaux de poudres métalliques spécialisées qui fournissent du tungstène et des poudres d'alliage à différentes industries. Il est préférable d'évaluer les capacités d'entreprises telles que Buffalo Tungsten, Midwest Tungsten, HC Starck, Xiamen Tungsten et de choisir celle qui répond aux besoins techniques et aux conditions tarifaires.
Q : Quelles certifications de qualité les fabricants de poudre de tungstène doivent-ils posséder ?
R : Les fournisseurs de poudre de tungstène réputés doivent avoir des certifications de gestion de la qualité telles que ISO 9001 et des contrôles de processus stricts pour atteindre les compositions chimiques indiquées, les caractéristiques de la poudre et l'uniformité d'un lot à l'autre. Il est recommandé de procéder à des échantillonnages et à des audits des installations de fabrication par les clients.