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    寶雞志普有色金屬加工有限公司

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    什么是鎢?

    2016-11-18 16:59:28點(diǎn)擊:

    1、概述

    鎢是稀有金屬,也是重要的戰略物資。我國是產(chǎn)鎢大國,鎢資源儲量520萬(wàn)噸,占世界總儲量的65%,產(chǎn)量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的鎢資源儲量居全國的前三位,其中湖南、江西兩省的鎢資源儲量占全國的 55.48%。湖南以白鎢為主,江西以黑鎢為主,其黑鎢資源占全國黑鎢資源總量的42.40%%。

    2、性質(zhì)

    鎢是稀有高熔點(diǎn)金屬,屬于元素周期表中第六周期(第二長(cháng)周期)的 VIB族。鎢是一種銀白色金屬,外形似鋼。鎢的熔點(diǎn)高,蒸氣壓很低,蒸發(fā)速度也較小。它的主要物理性質(zhì)如下:

    元素符號:W

    原子序數:74

    相對原子質(zhì)量:183.85

    原子體積:9.53cm3/mol

    密度:19.35g/cm3

    熔點(diǎn):3410±20℃

    沸點(diǎn):5927℃

    熔化潛熱:40.13±6.67kJ/mol

    升華熱:847.8kJ/mol(25℃)

    蒸發(fā)熱:823.85±20.9kJ/mol(沸點(diǎn))

    電阻溫度系數:0.00482I/℃

    電子逸出功:4.55eV

    熱中子俘獲面:19.2b

    彈性模量:35000~38000MPa(絲材)

    扭力模量:~36000Mpa

    壓縮性: 2.910-7 cm/kg

    鎢有兩種變型,α和β。在標準溫度和常壓下,α型是穩定的體心立方結構。β型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現。它在630℃以下是穩定的,在630℃以上又轉化為α鎢,并且這一過(guò)程是不可逆的。

    3、用途:

    18世紀50年代曾發(fā)現鎢對鋼性質(zhì)的影響。然而,鎢鋼開(kāi)始生產(chǎn)和廣泛應用是在19世紀末和20世紀初。

    1900年在巴黎世界博覽會(huì )上,首次展出了高速鋼。因此,鎢的提取工業(yè)從此得到了迅猛發(fā)展。這種鋼的出現標志了金屬切割加工領(lǐng)域的重大技術(shù)進(jìn)步。鎢成為最重要的合金元素。

    1900年,俄國發(fā)明家А.Н.Ладыгин首先建議在照明燈泡中應用鎢。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法,采用壓力加工的工藝方法之后,鎢才有可能在電真空技術(shù)中得到廣泛的應用。

    1927——1928年采用以碳化鎢為主成分研制出硬質(zhì)合金,這是鎢的工業(yè)發(fā)展史中的一個(gè)重要階段。這些合金各方面的性質(zhì)都超過(guò)了最好的工具鋼,在現代技術(shù)中得到了廣泛的使用。

    鎢以純金屬狀態(tài)和以合金系狀態(tài)廣泛應用于現代技術(shù)中,合金系狀態(tài)中最主要的是合金鋼、以碳化鎢為基的硬質(zhì)合金、耐磨合金和強熱合金。

    鎢主要分別應用于以下工業(yè)領(lǐng)域。

    一、鋼鐵工業(yè):

    鎢大部分用于生產(chǎn)特種鋼。廣泛采用的高速鋼含有9%——24%的鎢、3.8%——4.6%的鉻、1%——5%的釩、4%——7%鈷、0.7%——1.5%碳。高速鋼的特點(diǎn)是在空氣中有高的強化回火溫度(700——800℃)下,能自動(dòng)淬火,因此,直到600~650℃它還保持高的硬度和耐磨性。合金工具鋼中的鎢鋼含有0.8%——1.2%的鎢;鉻鎢硅鋼含有2%——2.7%的鎢;鉻鎢鋼中含有2%——9%的鎢;鉻鎢錳鋼中含有0.5%——1.6%的鎢。含鎢的鋼用于制造各種工具:如鉆頭、銑刀、拉絲模、陰模和陽(yáng)模,氣支工具等零件。鎢磁鋼是含有5.2%——6.2%的鎢、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%鉻的永磁體鋼。鎢鈷磁鋼含有11.5%——14.5%的鎢、5.5%——6.5%鉬、11.5%——12.5%鈷的硬磁材料。它們具有高的磁化強度和矯頑磁力。

    二、碳化鎢基硬質(zhì)合金:

    鎢的碳化物具有高的硬度、耐磨性和難熔性。這些合金含有85%——95%的碳化鎢和5%——14%的鈷,鈷是作為粘結劑金屬,它使合金具有必要的強度。主要用于加工鋼的某些合金中,還含有鈦、鉭和鈮的碳化物。所有這些合金都是用粉末冶金法制造的。當加熱到1000——1100℃時(shí),它們仍具有高的硬度和耐磨性。硬質(zhì)合金刀具的切削速度遠遠地超過(guò)了最好的工具鋼刀具的切削速度。硬質(zhì)合金主要用于切削工具、礦山工具和拉絲模等。

    三、熱強和耐磨合金:

    作為最難熔的金屬鎢是許多熱強合金的成分,如3%——15%的鎢、25%——35%的鉻、45%——65%的鈷、0.5%——0.75%的碳組成的合金,主要用于強烈耐磨的零件,例如航空發(fā)動(dòng)機的活門(mén)、壓模熱切刀的工作部件、渦輪機葉輪、挖掘設備、犁頭的表面涂層。

    在航空和火箭技術(shù)中,以及要求機器零件,發(fā)動(dòng)機和一些儀器的高熱強度的其它部門(mén)中,鎢和其它給熔金屬(如鉭、鈮、鉬、錸)的合金用作熱強材料。

    四、觸頭材料和高比重合金:

    用粉末冶金方法制造的鎢-銅合金(10%——40%的銅)和鎢-銀合金,兼有銅和銀的良好的導電性、導熱性和鎢的耐磨性。因此,它成為制造閘刀開(kāi)關(guān)、斷路器、點(diǎn)焊電極等的工作部件非常的效的觸頭材料。成分為90%——95%的鎢、1%——6%的鎳、1%——4%的銅的高比重合金,以及用鐵代銅(—5%)的合金,用于制造陀螺儀的轉子、飛機、控制舵的平衡錘、放射性同位素的放射護罩和料筐等。

    五、電真空照明材料:

    鎢以鎢絲、鎢帶和各種鍛造元件用于電子管生產(chǎn)、無(wú)線(xiàn)電電子學(xué)和X射線(xiàn)技術(shù)中。鎢是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度(2200——2500℃)保證高的發(fā)光效率,而小的蒸發(fā)速度保證絲的壽命長(cháng)。鎢絲用于制造電子振蕩管的直熱陰極和柵極,高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X光管和氣體放電管的對陰極和陰極,以及無(wú)線(xiàn)電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐(達3000℃)的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體或真空中工作。

    六、鎢的化合物:

    鎢酸鈉用于生產(chǎn)某些類(lèi)型的漆和顏料,以及紡織工業(yè)中用于布疋加重和與硫酸銨和磷酸銨混合來(lái)制造耐火布疋和防水布疋。還用于金屬鎢、鎢酸及鎢酸鹽的制造以及染料、顏料、油墨、電鍍等方面。也用作催化劑等。鎢酸在紡織工業(yè)中是媒染劑與染料和在化學(xué)工業(yè)中用作制取高辛烷汽油的催化劑。二硫化鎢在有機合成中,如在合成汽油的制取中用作固體的潤滑劑和催化劑。

    七、中國的鎢礦資源儲量:

    鎢礦在我國儲量豐富,約占世界鎢礦的90%以上,是世界公認的鎢礦大國。我國的鎢礦大體上分布于我國南嶺山地兩側的廣東東部沿海一帶,尤其是以江西的南部為最多,儲量約占全世界的二分之一以上。此外,江西的大庾、湖南的汝城、資興、荼陵等地;以及廣西和云南等省也都產(chǎn)有鎢礦。主要的鎢礦有十幾種,我國主要有兩種;黑鎢礦(鎢錳鐵礦)和白鎢礦(鎢酸鈣礦)。

    1.黑鎢礦。顏色有暗灰色、淡紅褐、淡褐黑、發(fā)褐及鐵褐等顏色。半金屬光澤、金屬光澤及金剛光澤。通常為葉片狀、彎曲片狀、粒狀和致密狀;也有的呈厚板狀、尖柱狀等單斜晶系晶體,硬度5-5.5,比重7.1-7.5。參差狀斷口。性脆,有弱磁性。黑鎢礦是煉鎢和制造鎢酸鹽類(lèi)的主要原料。

    2.白鎢礦。顏色為白色,也有黃褐、綠和淡紅色等。金剛光澤。它屬正方晶系,形成雙錐狀的假八面體或板狀晶體,晶面有時(shí)可見(jiàn)斜條紋,其中插生雙晶者較為常見(jiàn)。也有的晶體呈皮殼狀、腎狀、粒狀和致密塊狀。硬度4.5-5;比重5.9-6.2。性脆,貝殼狀或參差狀斷口。受陰極射線(xiàn)作用時(shí)可發(fā)出淺藍色的光。白鎢礦產(chǎn)于我國江西大庚、湖南大順窿、云南文山等地。多成砂礦,可用淘重砂法淘洗得到白鎢礦。

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