Poudre métallique de tungstène est une forme de particules fines de tungstène utilisée comme matière première dans diverses applications industrielles. Ses propriétés uniques, telles que sa densité élevée, sa solidité, sa résistance à la corrosion et son point de fusion élevé, en font un matériau d'ingénierie important.
Composition et fabrication
| Paramètres | Détails |
|---|---|
| Composition élémentaire | Tungstène (W) pur ou en alliage avec d'autres métaux |
| Processus de production | Fraisés à partir de barres de tungstène ou réduits à partir d'oxydes de tungstène |
| Taille des particules | La fourchette va de 1 micron à 150 microns. |
| Degré de pureté | Tungstène pur de 99% à 99,995%. |
La poudre de tungstène est produite par divers procédés tels que la réduction par l'hydrogène, le broyage ou la sphéroïdisation par plasma thermique afin d'obtenir la forme et la pureté souhaitées.
Propriétés et caractéristiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 19,3 g/cm3, soit près de deux fois plus que l'acier |
| Point de fusion | 3422 °C, la plus élevée de tous les métaux |
| La force | Dureté et résistance très élevées, en particulier lorsqu'ils sont frittés |
| Conductivité | Faible résistivité électrique, conductivité thermique élevée |
| Stabilité | Excellente stabilité chimique et résistance à la corrosion |
Ces propriétés uniques permettent Poudre métallique de tungstène à diverses applications spécialisées.
Applications et utilisations de la poudre métallique de tungstène
| application | Utilisation |
|---|---|
| outils en carbure cémenté | liés dans une matrice de cobalt pour les outils de coupe |
| Contrepoids | Haute densité idéale pour les poids et les lests |
| Protection contre les rayonnements | Protection efficace contre les sources de rayons X/gamma |
| Émetteurs thermioniques | Filaments en raison du point de fusion élevé |
| Poudres pour l'impression 3D | Pour l'impression de pièces en tungstène à haute résistance |
La poudre de tungstène répond aux besoins critiques des secteurs de la défense, de la médecine, de l'aérospatiale et d'autres industries.
Spécifications et qualités standard
La poudre de tungstène est disponible selon diverses normes internationales qui définissent la distribution de la taille des particules, les niveaux de pureté, la méthode de fabrication, etc. Les spécifications les plus courantes sont les suivantes
- ASTM B772 – ; Types de poudre de tungstène pur
- ISO 5453 – ; Analyse chimique et classification granulométrique
- ICDD 00-001-1202 – ; Référence de la structure cristalline
Fournisseurs et prix
| Fournisseur | Prix par kg |
|---|---|
| Midwest Tungsten | $70 – $500 |
| Buffalo Tungstène | $100 – $600 |
| Poudre lourde de tungstène | $150 – $800 |
| Poudres de tungstène dans le monde | $250 – $1500 |
Le prix dépend fortement du degré de pureté, de l'uniformité de la forme et de la taille des particules, de la quantité commandée et du traitement à valeur ajoutée.
Avantages et inconvénients
| Pour | Cons |
|---|---|
| Dureté et densité exceptionnelles | Cher par rapport aux autres solutions |
| Résiste aux températures élevées | Lourd – ; ajoute du poids si utilisé dans des produits |
| Résistant à la corrosion et à l'usure | Fragile s'il n'est pas correctement traité |
| Stabilité environnementale | Difficile à usiner sous certaines formes |
| Distribution uniforme des particules | Peut nécessiter des atmosphères protectrices |
FAQ
À quoi sert la poudre de tungstène métal ?
Grâce à ses propriétés spécifiques, il trouve des applications dans les outils, les poids, le blindage contre les radiations, l'électronique, l'impression 3D et d'autres domaines de haute performance.
Quels sont les degrés de pureté disponibles ?
Les niveaux de pureté courants vont de 99 % à 99,995 %. Un degré de pureté plus élevé se traduit par des prix beaucoup plus élevés.
Quelle est la taille typique des particules ?
La taille des particules peut varier de 1 micron à 150 microns. La taille souhaitée dépend de la méthode d'application et des exigences de l'utilisation finale.
Le tungstène est-il dangereux pour l'environnement ?
Non. La poudre de tungstène métallique est généralement non toxique et respectueuse de l'environnement. Certains traitements peuvent utiliser des composés dangereux nécessitant une attention particulière.
en savoir plus sur les procédés d'impression 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)
| Métrique | 2023 | 2024 | 2025 YTD (Aug) | Notes |
|---|---|---|---|---|
| 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) | L'émergence | 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