Volframin käyttö: missä metallia ja sen seoksia käytetään

Volframia arvostetaan sen erittäin korkean sulamislämpötilan, suuren tiheyden ja kovuuden sekä kuumana säilyvän lujuuden vuoksi. Sitä ei siksi käytetä yleisenä rakennemetallina, vaan kohteissa, joissa tavallinen teräs, värimetallit tai muovit kuluvat nopeasti, ylikuumenevat tai menettävät muotonsa.

Volframin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Puhdas volframi on harmaa, vaikeasti sulava metalli. Se on tiheää, kovaa ja toimii hyvin korkeissa lämpötiloissa, mutta voi olla haurasta ja vaikeasti työstettävää. Käytännössä metallisen volframin lisäksi käytetään vielä useammin sen karbidia, raskasmetalliseoksia ja seostettuja teräksiä.

Volframin valintaan johtavia keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• erittäin hyvä kuumankestävyys ja pehmenemisen kestävyys kuumennettaessa;
• suuri tiheys, josta on hyötyä vastapainoissa, tasapainotuskappaleissa ja suojuksissa;
• volframikarbidin suuri kovuus;
• leikkaavien, poraavien ja muovaavien työkalujen kulutuskestävyys;
• mahdollisuus seostaa terästä ja tuottaa kuormitusta kestäviä materiaaleja.

Volframin teollinen käyttö

• Metallintyöstö ja työkalut. Volframikarbidia käytetään sorvausterissä, poranterissä, jyrsimissä, muoteissa sekä hiovissa ja poraavissa työkaluissa. Tämä on yksi volframin tärkeimmistä käyttökohteista.
• Kaivos- ja rakennuskoneet. Volframikarbidipohjaisia kovametalleja käytetään porakruunuissa, hampaissa, kulutusosissa ja komponenteissa, jotka työskentelevät kiven, malmin, betonin ja maa-aineksen kanssa.
• Sähkötekniikka ja elektroniikka. Volframia käytetään hehkulankoihin, elektrodeihin, katodeihin, koskettimiin, lämmityselementteihin ja tyhjiötekniikan osiin.
• Hitsaus ja korkean lämpötilan prosessit. Volframielektrodeja käytetään TIG-hitsauksessa, ja volframista sekä sen seoksista valmistettuja kuumankestäviä osia käytetään uuneissa, suuttimissa ja korkeassa lämpötilassa toimivissa laitteissa.
• Ilmailu, liikenne ja tasapainotus. Suuren tiheyden vuoksi volframiraskasmetalliseoksia käytetään vastapainoissa, tasapainotuskappaleissa, inertiamassoissa ja pienikokoisissa lisäpainoissa.
• Suojukset ja erikoistuotteet. Volframia käytetään kohteissa, joissa tarvitaan tiheää materiaalia säteilysuojaukseen tai lyijyn korvaamiseen pienikokoisemmissa osissa.
• Metallurgia. Volframia sisältyy tiettyihin työkalu-, pikateräs- ja kuumankestäviin teräksiin, joiden kulutus- ja kuumankestävyyttä se parantaa.

Volframiseosten ja volframikarbidin käyttö

Volframin näkyvin käyttökohde liittyy volframikarbidiin. Sitä käytetään kovametalleissa, joissa karbidihiukkaset yhdistetään metalliseen, useimmiten koboltti- tai nikkelipohjaiseen sideaineeseen. Tällaiset materiaalit kestävät voimakasta hankausta ja säilyttävät leikkuusärmän tavallisia teräksiä paremmin.

Raskaat volframiseokset valmistetaan volframista ja nikkelistä, raudasta, kuparista tai muista aineosista. Ne valitaan silloin, kun pieneen tilavuuteen tarvitaan suuri massa: vastapainoihin, tasapainotuskappaleisiin, suojuksiin sekä mittalaitteiden ja teollisuuslaitteiden erikoisosiin.

Volframia käytetään myös terästen seosaineena. Se edistää kovien karbidien muodostumista, parantaa kulutuskestävyyttä ja auttaa työkaluterästä säilyttämään käyttöominaisuutensa kuumana. Teräksistä voi lukea lisää artikkelista teräksen käyttökohteista.

Milloin volframin käyttö on erityisen perusteltua

Volframi on kallis ja vaikeasti työstettävä materiaali, joten sitä käytetään harkituissa kohteissa. Se on perusteltu osissa, joissa tarvitaan kuumankestävyyttä, suurta tiheyttä, kovuutta, kulutuskestävyyttä tai toimintaa vaativissa oloissa. Tavallisiin rakenteisiin on yleensä taloudellisempaa käyttää terästä, alumiinia tai muita helpommin saatavia materiaaleja.

Jos tarvitset laskenta-arvoja, katso myös artikkeli volframin painosta ja tiheydestä.