Anwendungen von Wolfram: wo Metall und Legierungen eingesetzt werden

Wolfram wird wegen seines sehr hohen Schmelzpunkts, seiner hohen Dichte, Härte und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen geschätzt. Es ist kein typischer Massenwerkstoff für gewöhnliche Konstruktionen, sondern wird dort eingesetzt, wo Stahl, Nichteisenmetalle oder Kunststoffe zu schnell verschleißen, überhitzen oder ihre Form verlieren würden.

Physikalisch-chemische Eigenschaften von Wolfram

Reines Wolfram ist ein graues, hochschmelzendes Metall. Es ist dicht, hart und für Hochtemperaturanwendungen geeignet, kann aber spröde und schwer zu bearbeiten sein. In der Praxis werden deshalb neben metallischem Wolfram vor allem Wolframcarbid, schwere Wolframlegierungen und legierte Stähle verwendet.

Wolfram wird vor allem wegen folgender Eigenschaften gewählt:

• sehr hohe Hitzebeständigkeit und geringe Neigung zum Erweichen bei Erwärmung;
• hohe Dichte, nützlich für Gegengewichte, Auswuchtteile und Abschirmungen;
• hohe Härte von Wolframcarbid;
• Verschleißfestigkeit in Schneid-, Bohr- und Umformwerkzeugen;
• Möglichkeit, Stahl für hoch belastete Bauteile zu legieren.

Anwendungen von Wolfram in der Industrie

• Zerspanung und Werkzeugbau. Wolframcarbid wird in Schneidplatten, Bohrern, Fräsern, Matrizen, Schleifwerkzeugen und Bohrwerkzeugen verwendet. Das ist eine der wichtigsten Anwendungen von Wolfram.
• Bergbau- und Bautechnik. Hartmetalle auf Basis von Wolframcarbid kommen in Bohrkronen, Zähnen, Verschleißeinsätzen und Bauteilen zum Einsatz, die mit Gestein, Erz, Beton und Boden arbeiten.
• Elektrotechnik und Elektronik. Wolfram wird für Glühfäden, Elektroden, Kathoden, Kontakte, Heizelemente und Teile der Vakuumtechnik eingesetzt.
• Schweißen und Hochtemperaturprozesse. Wolframelektroden werden beim WIG-Schweißen verwendet; hitzebeständige Teile aus Wolfram und seinen Legierungen finden sich in Öfen, Düsen und Baugruppen für hohe Temperaturen.
• Luftfahrt, Verkehr und Auswuchten. Wegen der hohen Dichte werden schwere Wolframlegierungen für Gegengewichte, Auswuchtteile, Trägheitsgewichte und kompakte Ballaststücke genutzt.
• Abschirmungen und Sonderteile. Wolfram wird eingesetzt, wenn ein dichter Werkstoff für Strahlungsabschirmung oder ein kompakterer Ersatz für Blei benötigt wird.
• Metallurgie. Wolfram ist Bestandteil bestimmter Werkzeugstähle, Schnellarbeitsstähle und warmfester Stähle und verbessert Verschleißfestigkeit sowie Warmhärte.

Anwendungen von Wolframlegierungen und Wolframcarbid

Der wichtigste Bereich der Wolframanwendungen hängt mit Wolframcarbid zusammen. Es wird in Hartmetallen eingesetzt, bei denen Carbidpartikel durch einen metallischen Binder, häufig Kobalt oder Nickel, verbunden werden. Solche Werkstoffe widerstehen starkem Abrieb und halten eine Schneidkante besser als gewöhnliche Stähle.

Schwere Wolframlegierungen werden mit Nickel, Eisen, Kupfer oder anderen Komponenten hergestellt. Sie werden gewählt, wenn eine große Masse in kleinem Volumen gebraucht wird: für Gegengewichte, Auswuchtteile, Abschirmungen, Geräteteile und industrielle Komponenten.

Wolfram dient außerdem als Legierungselement in Stahl. Es fördert die Bildung harter Carbide, erhöht die Verschleißfestigkeit und hilft Werkzeugstählen, ihre Eigenschaften bei Erwärmung zu behalten. Mehr dazu steht im Artikel über Anwendungen von Stahl.

Wann der Einsatz von Wolfram besonders sinnvoll ist

Wolfram ist teuer und schwer zu verarbeiten, daher wird es gezielt eingesetzt. Es ist sinnvoll, wenn Hitzebeständigkeit, hohe Dichte, Härte, Verschleißfestigkeit oder besonders schwere Einsatzbedingungen entscheidend sind. Für gewöhnliche Konstruktionen sind Stahl, Aluminium oder andere günstigere Werkstoffe meist praktischer.

Für Berechnungsdaten siehe auch den Artikel über Gewicht und Dichte von Wolfram.