Toepassingen van wolfraam: waar metaal en legeringen worden gebruikt

Wolfraam wordt gewaardeerd om zijn zeer hoge smeltpunt, hoge dichtheid, hardheid en vermogen om sterkte te behouden bij verhoogde temperaturen. Het wordt meestal niet gekozen als gewoon constructiemetaal, maar voor situaties waarin staal, non-ferrometalen of kunststoffen te snel zouden slijten, oververhit raken of hun vorm verliezen.

Fysisch-chemische eigenschappen van wolfraam

Zuiver wolfraam is een grijs vuurvast metaal. Het is dicht, hard en geschikt voor werk bij hoge temperatuur, maar kan bros en moeilijk te bewerken zijn. In de praktijk gebruikt de industrie daarom niet alleen metallisch wolfraam, maar ook wolfraamcarbide, zware wolfraamlegeringen en gelegeerd staal.

De belangrijkste redenen om wolfraam te kiezen zijn:

• zeer hoge hittebestendigheid en weerstand tegen verweking bij verhitting;
• hoge dichtheid, nuttig voor contragewichten, balanceeronderdelen en afscherming;
• hoge hardheid van wolfraamcarbide;
• slijtvastheid in snij-, boor- en vormgereedschap;
• mogelijkheid om staal te legeren voor zwaar belaste onderdelen.

Toepassingen van wolfraam in de industrie

• Verspaning en gereedschap. Wolfraamcarbide wordt gebruikt in snijplaten, boren, frezen, matrijzen, schuurmiddelen en boorgereedschap. Dit is een van de belangrijkste toepassingen van wolfraam.
• Mijnbouw- en bouwmaterieel. Hardmetalen op basis van wolfraamcarbide worden gebruikt in boorkoppen, tanden, slijtage-inzetstukken en onderdelen die werken tegen steen, erts, beton en grond.
• Elektrotechniek en elektronica. Wolfraam wordt gebruikt voor gloeidraden, elektroden, kathoden, contacten, verwarmingselementen en onderdelen voor vacuümapparatuur.
• Lassen en processen bij hoge temperatuur. Wolfraamelektroden worden gebruikt bij TIG-lassen, terwijl wolfraam en zijn legeringen voorkomen in ovenonderdelen, mondstukken en units die aan hoge temperaturen worden blootgesteld.
• Luchtvaart, transport en balanceren. Door de hoge dichtheid worden zware wolfraamlegeringen gebruikt voor contragewichten, balanceeronderdelen, traagheidsmassa's en compacte ballastdelen.
• Afscherming en speciale producten. Wolfraam wordt gebruikt wanneer een dicht materiaal nodig is voor stralingsafscherming of als compacter alternatief voor lood in speciale componenten.
• Metallurgie. Wolfraam zit in sommige gereedschapsstalen, snelstalen en hittebestendige stalen en verbetert slijtvastheid en warmhardheid.

Toepassingen van wolfraamlegeringen en wolfraamcarbide

Het belangrijkste deel van de wolfraamtoepassingen hangt samen met wolfraamcarbide. Dit wordt gebruikt in gecementeerde carbiden, waarbij carbidekorrels worden verbonden door een metalen binder, vaak kobalt of nikkel. Deze materialen zijn zeer slijtvast en behouden een snijkant beter dan gewone staalsoorten.

Zware wolfraamlegeringen worden gemaakt met nikkel, ijzer, koper of andere componenten. Ze worden gekozen wanneer veel massa in een klein volume nodig is: voor contragewichten, balanceeronderdelen, afscherming, instrumentonderdelen en industriële componenten.

Wolfraam wordt ook gebruikt als legeringselement in staal. Het helpt harde carbiden te vormen, verbetert de slijtvastheid en laat gereedschapsstaal zijn eigenschappen behouden bij verhitting. Meer hierover staat in het artikel over toepassingen van staal.

Wanneer het gebruik van wolfraam vooral zinvol is

Wolfraam is duur en moeilijk te verwerken, dus het wordt selectief gebruikt. Het is zinvol in onderdelen waar hittebestendigheid, hoge dichtheid, hardheid, slijtvastheid of zware bedrijfsomstandigheden doorslaggevend zijn. Voor gewone constructies zijn staal, aluminium of andere beter beschikbare materialen meestal praktischer.

Voor rekengegevens, zie ook het artikel over gewicht en dichtheid van wolfraam.