A volfrám felhasználása: hol használják a fémet és ötvözeteit?

A volfrámot rendkívül magas olvadáspontjáért, nagy sűrűségéért, keménységéért és hevítés közbeni szilárdságáért értékelik. Ezért nem tömeges szerkezeti fémként, hanem ott használják, ahol a közönséges acél, színesfém vagy műanyag gyorsan elkopik, túlmelegszik vagy elveszti alakját.

A volfrám fizikai-kémiai tulajdonságai

A tiszta volfrám szürke, tűzálló fém. Sűrű, kemény és magas hőmérsékleten jól működik, de rideg és nehezen megmunkálható lehet. A gyakorlatban nemcsak fémvolfrámot, hanem karbidját, nehézötvözeteit és ötvözött acéljait is használják.

A volfrám kiválasztását indokló fő tulajdonságok:

• rendkívül nagy hőállóság és hevítés közbeni lágyulással szembeni ellenállás;
• nagy sűrűség, amely ellensúlyoknál, kiegyensúlyozó tömegeknél és védőárnyékolásoknál hasznos;
• a volfrám-karbid nagy keménysége;
• kopásállóság vágó-, fúró- és sajtolószerszámokban;
• acél ötvözhetősége, terhelés alatt működő anyagok előállítása.

A volfrám ipari felhasználása

• Fémmegmunkálás és szerszámok. A volfrám-karbidot esztergakésekben, fúrókban, marókban, sajtolószerszámokban, csiszoló- és fúrószerszámokban használják. Ez a volfrám egyik legfontosabb alkalmazási területe.
• Bányászati és építőgépek. Volfrám-karbid alapú keményfémeket használnak fúrókoronákban, fogakban, kopóbetétekben és kővel, érccel, betonnal, valamint talajjal érintkező alkatrészekben.
• Elektrotechnika és elektronika. A volfrámot izzószálakhoz, elektródákhoz, katódokhoz, érintkezőkhöz, fűtőelemekhez és vákuumtechnikai alkatrészekhez használják.
• Hegesztés és magas hőmérsékletű folyamatok. Volfrámelektródákat alkalmaznak argon védőgázas ívhegesztéshez, a volfrámból és ötvözeteiből készült hőálló alkatrészeket pedig kemencékben, fúvókákban és magas hőmérsékletű egységekben.
• Repülés, közlekedés és kiegyensúlyozás. Nagy sűrűsége miatt nehéz volfrámötvözeteket használnak ellensúlyokhoz, kiegyensúlyozó és tehetetlenségi tömegekhez, valamint kompakt nehezékekhez.
• Védőárnyékolások és különleges termékek. A volfrámot ott használják, ahol sűrű anyag szükséges sugárárnyékoláshoz vagy ólom helyettesítéséhez kompakt alkatrészekben.
• Kohászat. A volfrám egyes szerszám-, gyorsacélok és hőálló acélok összetevője, növeli kopás- és hőállóságukat.

Volfrámötvözetek és -karbid használata

A volfrám felhasználásának legjelentősebb része a volfrám-karbidhoz kapcsolódik. Keményfémekben alkalmazzák, ahol a karbidrészecskéket rendszerint kobalt- vagy nikkelalapú fémkötőanyag egyesíti. Ezek az anyagok erős koptatást viselnek el, és vágóélüket jobban megtartják a közönséges acéloknál.

A nehéz volfrámötvözetek volfrámból, nikkelből, vasból, rézből vagy más összetevőkből állnak. Akkor választják őket, ha kis térfogatban nagy tömeg szükséges: ellensúlyokhoz, kiegyensúlyozó tömegekhez, árnyékolásokhoz, műszerek és ipari berendezések különleges alkatrészeihez.

A volfrámot acélok ötvözőelemeként is használják. Elősegíti kemény karbidok képződését, növeli a kopásállóságot, és segít a szerszámacélnak hevítés közben is megőrizni üzemi tulajdonságait. Az acélokról [az acél felhasználási területeiről](/hu/articles/acel-felhasznalasi-teruletei) szóló cikkben olvashat bővebben.

Mikor különösen indokolt a volfrám használata?

A volfrám drága és nehezen megmunkálható, ezért célzottan alkalmazzák. Olyan alkatrészekben indokolt, ahol hőállóság, nagy sűrűség, keménység, kopásállóság vagy nehéz körülmények közötti működés szükséges. Közönséges szerkezetekhez rendszerint gazdaságosabb acélt, alumíniumot vagy más könnyebben hozzáférhető anyagot használni.

Számítási adatokhoz lásd még [a volfrám tömegéről és sűrűségéről](/hu/articles/volfram-fajsulya-tulajdonsagai-es-minosegei) szóló cikket.