Použitie volfrámu: kde sa používa kov a jeho zliatiny

Volfrám sa cení pre veľmi vysokú teplotu tavenia, veľkú hustotu, tvrdosť a schopnosť zachovať pevnosť pri zahriatí. Nepoužíva sa preto ako masový konštrukčný kov, ale tam, kde sa bežná oceľ, neželezné kovy alebo plasty rýchlo opotrebujú, prehrejú alebo stratia tvar.

Fyzikálno-chemické vlastnosti volfrámu

Čistý volfrám je sivý žiaruvzdorný kov. Je hustý, tvrdý a dobre pracuje pri vysokých teplotách, ale môže byť krehký a ťažko sa spracúva. V praxi sa používa nielen kovový volfrám, ale aj jeho karbid, ťažké zliatiny a legované ocele.

Kľúčové vlastnosti, pre ktoré sa volfrám volí:

• veľmi vysoká žiaruvzdornosť a odolnosť proti mäknutiu pri zahrievaní;
• veľká hustota užitočná pri protizávažiach, vyvažovacích prvkoch a ochranných tieneniach;
• vysoká tvrdosť karbidu volfrámu;
• odolnosť proti opotrebovaniu v rezných, vrtných a lisovacích nástrojoch;
• možnosť legovať oceľ a získavať materiály na prácu pod zaťažením.

Použitie volfrámu v priemysle

• Obrábanie kovov a nástroje. Karbid volfrámu sa používa v nožoch, vrtákoch, frézach, lisovacích nástrojoch, brúsnych a vrtných nástrojoch. Ide o jednu z najdôležitejších oblastí použitia.
• Ťažobná a stavebná technika. Tvrdé zliatiny na báze karbidu volfrámu sa používajú vo vrtných korunkách, zuboch, oterových vložkách a súčiastkach pracujúcich s kameňom, rudou, betónom a zeminou.
• Elektrotechnika a elektronika. Volfrám sa používa na žeraviace vlákna, elektródy, katódy, kontakty, vykurovacie prvky a súčiastky vákuovej techniky.
• Zváranie a vysokoteplotné procesy. Volfrámové elektródy sa používajú pri zváraní v ochrannej atmosfére argónu a žiaruvzdorné súčiastky z volfrámu a jeho zliatin v peciach, dýzach a uzloch pracujúcich pri vysokej teplote.
• Letectvo, doprava a vyvažovanie. Pre vysokú hustotu sa ťažké volfrámové zliatiny používajú na protizávažia, vyvažovacie a zotrvačné závažia a kompaktné zaťažovacie prvky.
• Ochranné tienenie a špeciálne výrobky. Volfrám sa používa tam, kde je potrebný hustý materiál na tienenie žiarenia alebo náhradu olova v kompaktnejších súčiastkach.
• Metalurgia. Volfrám je súčasťou niektorých nástrojových, rýchlorezných a žiaruvzdorných ocelí a zvyšuje ich odolnosť proti opotrebovaniu a zahriatiu.

Použitie volfrámových zliatin a karbidu

Najvýraznejšia časť použitia súvisí s karbidom volfrámu. Používa sa v tvrdých zliatinách, v ktorých sú častice karbidu spojené kovovým spojivom, najčastejšie kobaltom alebo niklom. Takéto materiály znášajú silný oder a zachovávajú reznú hranu lepšie než bežné ocele.

Ťažké volfrámové zliatiny sa vyrábajú z volfrámu s niklom, železom, meďou alebo ďalšími zložkami. Vyberajú sa tam, kde je potrebná veľká hmotnosť v malom objeme: na protizávažia, vyvažovacie prvky, tienenie a špeciálne súčiastky prístrojov a priemyselných zariadení.

Volfrám sa používa aj ako legujúci prvok v oceliach. Podporuje vznik tvrdých karbidov, zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu a pomáha nástrojovej oceli zachovať pracovné vlastnosti pri zahriatí. Viac sa dozviete v článku o oblastiach použitia ocele.

Kedy je použitie volfrámu obzvlášť opodstatnené

Volfrám je drahý a ťažko opracovateľný materiál, preto sa používa cielene. Je opodstatnený v súčiastkach, pri ktorých je dôležitá žiaruvzdornosť, vysoká hustota, tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu alebo práca v náročných podmienkach. Pri bežných konštrukciách je často výhodnejšia oceľ, hliník alebo iné dostupnejšie materiály.

Výpočtové údaje nájdete aj v článku o hmotnosti a hustote volfrámu.