Wolfram (W)

Werkstoff mit sehr hohem Schmelzpunkt und hoher Formstabilität

Wolfram besitzt mit 3.422 °C den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und kombiniert hohe Dichte mit ausgeprägter Formstabilität. Die geringe Wärmeausdehnung minimiert Verformungen bei Temperaturwechseln und sichert die Maßhaltigkeit. Seine dichte Gefügestruktur sowie die natürliche Beständigkeit gegenüber Strahlung und Korrosion verleihen dem Werkstoff eine hohe mechanische Festigkeit und strukturelle Widerstandsfähigkeit.

Im Vergleich zu Wolfram-Kupfer bietet reines Wolfram eine deutlich höhere Hitzebeständigkeit, weist jedoch eine geringere Wärmeleitfähigkeit und Bearbeitbarkeit auf.

Zusammensetzung von Wolfram

  • 74

    Wolfram

    W

    100%

Zentrale Eigenschaften

  • Hitzebeständigkeit

    Mit 3422°C hat Wolfram den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Daher bleibt der Werkstoff auch bei extremen Temperaturen stabil und eignet sich für Bauteile, die unter dauerhaft extremer thermischer Belastung betrieben werden. Der Werkstoff kommt unteranderem in Prozessen wie Plasmaspritzen, Lichtbogenöfen, Raketenantriebswerken oder Vakuum- und Schutzgasprozessen vor.

  • Dichte

    Mit 19,3 g/cm³ ist Wolfram eines der dichtesten Elemente. Diese Masse verleiht Bauteilen überlegene Trägheitseigenschaften: Schwungräder laufen ruhiger, Gegengewichte arbeiten präziser, und Strahlenschutz wird bei minimaler Wandstärke maximal wirksam.

  • Elektrische Leitfähigkeit

    Auch bei extremen Temperaturen behält Wolfram noch etwa 30 Prozent der elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer. Während andere Metalle bereits geschmolzen sind, bleibt es leitfähig und einsatzbereit. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Hochtemperatur-Heizelemente und Glühfäden.

  • Maßstabilität

    Mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von nur 4,5 × 10⁻⁶/K bleibt Wolfram auch bei starken Temperaturwechseln formstabil. Diese Stabilität ist Voraussetzung für Präzisionsanwendungen und Bauteile unter extremer thermischer Belastung.

Physikalische und mechanische Eigenschaften

Eigenschaft

Einheit

Wert

Zugfestigkeit (Rm)

MPa

600–1200

Härte (Vickers)

HV

min. 310

Elektrische Leitfähigkeit

MS/m

18,5

Dichte bei 20°C

g/cm³

19,3

Wärmeleitfähigkeit bei 20°C

W/cm·K

1,7

Elastizitätsmodul (E)

GPa

410

Schubmodul (G)

GPa

165

Spezifische Wärme

J/kg·K

140

Spez. el. Widerstand

10⁻⁶·Ω·m

0,056

Siedepunkt

°C

5555

Die angegebenen Werte verstehen sich als Mindestangaben, Durchschnittswerte oder Toleranzbereiche. Wenn Ihre Anwendung spezifische Werkstoffanforderungen stellt, zum Beispiel eine definierte thermische Stabilität, eine erhöhte mechanische Belastbarkeit oder eine besondere chemische Beständigkeit, entwickeln wir gemeinsam mit Ihnen eine passende Ausführung. Sprechen Sie uns gerne an.

Industrieanwendungen

Typische Einsatzbereiche für Wolfram im industriellen Umfeld

  • Lichttechnik

    Die hohe Schmelztemperatur und gute Lichtemission machen Wolfram geeignet für hitzebeständige Bauteile in Leuchtmitteln. Eingesetzt wird es vor allem als Glühfaden in Glühlampen und Halogenleuchten.

  • Werkzeug-und Maschinenbau

    Im Werkzeugbau kommt reines Wolfram vor allem in kompakten Ausgleichsgewichten und Schwungmassen zum Einsatz, wenn hohe Trägheit auf engem Raum gefordert ist. Darüber hinaus wird der Werkstoff in thermisch belasteten Werkzeugkomponenten verwendet, die auch bei starken Temperaturwechseln maßhaltig bleiben müssen.

  • Luft-und Raumfahrt

    Wolframlegierungen kommen in Turbinen, Triebwerken und Raketenkomponenten zum Einsatz. Sie halten extremen Temperaturen und mechanischen Belastungen stand und bleiben auch unter dynamischen Bedingungen formstabil.

  • Medizintechnik

    Hohe Dichte, ausgeprägte Abschirmwirkung und Biokompatibilität machen Wolfram zum geeigneten Werkstoff für Präzisionsinstrumente, Strahlenschutzkomponenten, bildgebende Verfahren und Anwendungen in der Nuklearmedizin.

Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess von Wolfram-Stangen umfasst eine Reihe komplexer Schritte, um die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen.

  • 1
    Schritt 1

    Rohstoffgewinnung und Aufbereitung

    Die wichtigsten Wolframerze sind Scheelit (CaWO4) und Wolframit ((Fe,Mn)WO4). Aus diesen werden unter Brechen, Mahlen und Schaumflotation Wolframkonzentrate mit einem Wolframgehalt von bis zu 70 % gewonnen.

  • 2
    Schritt 2

    Chemische Raffination

    Wolframtrioxid (WO3) wird in Natronlauge oder Salzsäure gelöst. Die Lösung wird filtriert, um Verunreinigungen zu entfernen. Die Zugabe von Ammoniak wandelt das gereinigte Wolframtrioxid in Ammoniumparawolframat (APT) um. Das APT wird kristallisiert und filtriert.

  • 3
    Schritt 3

    Reduktion von APT zu Wolframtrioxid

    Das APT wird in einer Reduktionsanlage bei Temperaturen von etwa 500 °C zu Wolframtrioxid (WO3) reduziert. Dabei wird Ammoniak freigesetzt, das in der Produktion wiederverwendet werden kann.

  • 4
    Schritt 4

    Reduktion zu Wolframpulver

    Das Wolframtrioxid wird in weiteren Schritten bei Temperaturen von 800 bis 1000 °C in einem Wasserstoffstrom zu metallischem Wolframpulver reduziert. Dieser Prozess erfolgt in mehreren Stufen in speziellen Reduktionsöfen.

  • 5
    Schritt 5

    Pulvermetallurgie

    Das gewonnene Wolframpulver wird anschließend pulvermetallurgisch weiterverarbeitet. Dabei wird das Pulver unter hohem Druck und hohen Temperaturen verdichtet und gesintert.

  • 6
    Schritt 6

    Verdichten und Sintern

    Das Wolframpulver wird in eine Form gepresst und in einem Sinterofen bei 2200 bis 2500°C gesintert. Dabei verschmelzen die Partikel zu einem festen Werkstoff.

  • 7
    Schritt 7

    Schmieden und Walzen

    Die gesinterten Wolfram-Stangen werden bei hohen Temperaturen geschmiedet und/oder gewalzt. Das Schmieden und Walzen erhöht die Dichte und Homogenität des Materials.

  • 8
    Schritt 8

    Schleifen und Polieren

    Nach dem Schmieden und Walzen werden die Stäbe geschliffen und poliert, um eine glatte und präzise Oberfläche zu erhalten.

  • 9
    Schritt 9

    Qualitätskontrolle

    Der Herstellungsprozess von Wolfram-Stangen wird streng kontrolliert, um die hohen Qualitätsanforderungen zu erfüllen.

  • 10
    Schritt 10

    Verpackung und Versand

    Die fertigen Wolfram-Stangen werden verpackt und für den Versand vorbereitet. Dabei werden spezielle Verpackungsmaterialien verwendet, um die Stäbe während des Transports vor Beschädigungen zu schützen.

Dieser Prozess stellt sicher, dass Wolfram-Bauteile die für den industriellen Einsatz erforderlichen Werkstoffeigenschaften erreichen. Dazu zählen eine sehr hohe mechanische Festigkeit, eine gute Maßhaltigkeit bei hohen Temperaturen sowie eine kombinierte Beständigkeit gegen Verschleiß und thermische Belastung.

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