การใช้ทังสเตน: โลหะและโลหะผสมใช้ที่ไหนบ้าง

ทังสเตนได้รับความสำคัญจากจุดหลอมเหลวที่สูงมาก ความหนาแน่นสูง ความแข็ง และความสามารถในการคงความแข็งแรงเมื่อได้รับความร้อน จึงไม่ได้ใช้เป็นโลหะโครงสร้างทั่วไปในปริมาณมาก แต่ใช้ในงานที่เหล็กกล้า โลหะนอกกลุ่มเหล็ก หรือพลาสติกทั่วไปสึกหรอ ร้อนเกินไป หรือเสียรูปอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของทังสเตน

ทังสเตนบริสุทธิ์เป็นโลหะทนไฟสีเทา มีความหนาแน่นและความแข็งสูง ทำงานที่อุณหภูมิสูงได้ดี แต่อาจเปราะและแปรรูปได้ยาก ในทางปฏิบัติไม่ได้ใช้เพียงโลหะทังสเตนเท่านั้น แต่ยังใช้ทังสเตนคาร์ไบด์ โลหะผสมหนัก และเหล็กกล้าผสมด้วย

คุณสมบัติสำคัญที่ทำให้เลือกใช้ทังสเตน ได้แก่:

• ทนความร้อนได้สูงมากและทนต่อการอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน;
• มีความหนาแน่นสูง ซึ่งเป็นประโยชน์กับตุ้มถ่วง ชิ้นส่วนปรับสมดุล และแผงป้องกัน;
• ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งสูง;
• ทนการสึกหรอในเครื่องมือตัด เจาะ และแม่พิมพ์;
• ใช้ผสมในเหล็กกล้าเพื่อผลิตวัสดุที่ทำงานภายใต้ภาระได้

การใช้ทังสเตนในอุตสาหกรรม

• งานโลหะและเครื่องมือ ใช้ทังสเตนคาร์ไบด์ในมีดกลึง ดอกสว่าน ดอกกัด แม่พิมพ์ เครื่องมือขัด และเครื่องมือเจาะ นี่เป็นหนึ่งในขอบเขตการใช้ทังสเตนที่สำคัญที่สุด
• เครื่องจักรเหมืองแร่และก่อสร้าง ใช้โลหะแข็งฐานทังสเตนคาร์ไบด์ในหัวเจาะ ฟันตัด เม็ดมีดทนสึก และชิ้นส่วนที่ทำงานกับหิน แร่ คอนกรีต และดิน
• วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ทังสเตนทำไส้หลอด อิเล็กโทรด แคโทด หน้าสัมผัส อุปกรณ์ให้ความร้อน และชิ้นส่วนอุปกรณ์สุญญากาศ
• งานเชื่อมและกระบวนการอุณหภูมิสูง ใช้อิเล็กโทรดทังสเตนในงานเชื่อมอาร์กอน และใช้ชิ้นส่วนทนความร้อนจากทังสเตนกับโลหะผสมในเตา หัวฉีด และชุดกลไกที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง
• การบิน การขนส่ง และการปรับสมดุล เนื่องจากมีความหนาแน่นสูง โลหะผสมทังสเตนหนักจึงใช้ทำตุ้มถ่วง ชิ้นส่วนปรับสมดุล น้ำหนักเฉื่อย และตุ้มเพิ่มน้ำหนักขนาดกะทัดรัด
• แผงป้องกันและผลิตภัณฑ์เฉพาะ ใช้ทังสเตนในงานที่ต้องการวัสดุหนาแน่นเพื่อกำบังรังสี หรือใช้แทนตะกั่วในชิ้นส่วนที่ต้องมีขนาดกะทัดรัดกว่า
• โลหวิทยา ทังสเตนเป็นองค์ประกอบในเหล็กกล้าเครื่องมือ เหล็กกล้าความเร็วสูง และเหล็กกล้าทนความร้อนบางชนิด ช่วยเพิ่มความทนการสึกหรอและความทนต่อความร้อน

การใช้โลหะผสมทังสเตนและคาร์ไบด์

การใช้ทังสเตนส่วนที่เห็นได้ชัดที่สุดเกี่ยวข้องกับทังสเตนคาร์ไบด์ โดยใช้ในโลหะแข็งซึ่งอนุภาคคาร์ไบด์เชื่อมประสานด้วยโลหะ ส่วนใหญ่มักเป็นโคบอลต์หรือนิกเกิล วัสดุเหล่านี้ทนการขัดถูรุนแรงและรักษาคมตัดได้ดีกว่าเหล็กกล้าทั่วไป

โลหะผสมทังสเตนหนักผลิตจากทังสเตนร่วมกับนิกเกิล เหล็ก ทองแดง หรือองค์ประกอบอื่น เลือกใช้เมื่อต้องการมวลมากในปริมาตรน้อย เช่น ตุ้มถ่วง ชิ้นส่วนปรับสมดุล แผงกำบัง ชิ้นส่วนเฉพาะของเครื่องมือและอุปกรณ์อุตสาหกรรม

ทังสเตนยังใช้เป็นธาตุผสมในเหล็กกล้า ช่วยให้เกิดคาร์ไบด์แข็ง เพิ่มความทนการสึกหรอ และช่วยให้เหล็กกล้าเครื่องมือรักษาคุณสมบัติการทำงานเมื่อได้รับความร้อน อ่านรายละเอียดเกี่ยวกับเหล็กกล้าได้ในบทความขอบเขตการใช้เหล็กกล้า

เมื่อใดการใช้ทังสเตนจึงคุ้มค่าเป็นพิเศษ

ทังสเตนมีราคาแพงและแปรรูปยาก จึงใช้เฉพาะจุด เหมาะกับชิ้นส่วนที่ต้องการความทนความร้อน ความหนาแน่นสูง ความแข็ง ความทนการสึกหรอ หรือการทำงานในสภาพหนัก สำหรับโครงสร้างทั่วไป การใช้เหล็กกล้า อะลูมิเนียม หรือวัสดุอื่นที่เข้าถึงง่ายกว่ามักคุ้มกว่า

หากต้องการข้อมูลคำนวณ โปรดดูบทความน้ำหนักและความหนาแน่นของทังสเตนเพิ่มเติม