Användning av volfram och dess legeringar

Volfram uppskattas för sin mycket höga smältpunkt, stora densitet, hårdhet och förmåga att behålla hållfastheten vid uppvärmning. Därför används den inte som vanlig konstruktionsmetall utan där stål, icke-järnmetaller eller plast snabbt slits, överhettas eller deformeras.

Volframs fysikaliska och kemiska egenskaper

Ren volfram är en grå, eldfast metall. Den är tät och hård och fungerar väl vid höga temperaturer men kan vara spröd och svårbearbetad. I praktiken används såväl metallisk volfram som volframkarbid, tungmetallegeringar och volframlegerade stål.

Viktiga egenskaper är:

• mycket hög värmebeständighet och motstånd mot mjukning;
• hög densitet, användbar i motvikter, balanseringsvikter och skyddsskärmar;
• volframkarbidens stora hårdhet;
• slitstyrka i skärande, borrande och stansande verktyg;
• möjligheten att legera stål för arbete under belastning.

Industriell användning av volfram

• Metallbearbetning och verktyg. Volframkarbid används i svarvstål, borrar, fräsar, stansverktyg, slip- och borrverktyg.
• Gruv- och byggmaskiner. Hårdmetall används i borrkronor, tänder, slitinsatser och delar som arbetar mot sten, malm, betong och jord.
• Elektroteknik och elektronik. Volfram används till glödtrådar, elektroder, katoder, kontakter, värmeelement och vakuumtekniska delar.
• Svetsning och högtemperaturprocesser. Volframelektroder används vid TIG-svetsning och värmetåliga delar i ugnar, munstycken och heta aggregat.
• Flyg, transport och balansering. Tungmetallegeringar används till kompakta motvikter, balanseringsvikter och tröghetsmassor.
• Strålskydd och specialprodukter. Den höga densiteten utnyttjas för strålskärmning och som kompakt ersättning för bly.
• Metallurgi. Volfram ingår i vissa verktygs-, snabbståls- och värmebeständiga stålsorter och förbättrar deras slit- och värmebeständighet.

Volframlegeringar och volframkarbid

Den mest framträdande användningen är volframkarbid i hårdmetall, där karbidpartiklar binds med vanligen kobolt eller nickel. Materialet tål kraftigt slitage och behåller skäreggen bättre än vanligt stål.

Tunga volframlegeringar innehåller även nickel, järn, koppar eller andra ämnen. De väljs när stor massa behövs i liten volym, exempelvis till motvikter, balanseringsvikter, skärmar och kompakta instrumentdelar.

Som legeringsämne bildar volfram hårda karbider, förbättrar slitstyrkan och hjälper verktygsstål att behålla egenskaperna vid uppvärmning. Läs mer i artikeln om stålets användningsområden.

När är volfram ett motiverat val?

Volfram är dyrt och svårbearbetat och används därför selektivt. Materialet är motiverat när värmetålighet, hög densitet, hårdhet, slitstyrka eller drift under mycket krävande förhållanden är avgörande. Till vanliga konstruktioner är stål, aluminium och andra billigare material ofta mer ekonomiska.

För beräkningsdata, se även artikeln om volframs vikt och densitet.