Ứng dụng của vonfram: kim loại và hợp kim được dùng ở đâu

Vonfram được đánh giá cao nhờ nhiệt độ nóng chảy rất cao, khối lượng riêng lớn, độ cứng và khả năng duy trì độ bền khi nung. Vì vậy, nó không được dùng như một kim loại kết cấu đại trà mà ở những nơi thép thông thường, kim loại màu hoặc nhựa nhanh mòn, quá nhiệt hay mất hình dạng.

Tính chất lý hóa của vonfram

Vonfram tinh khiết là kim loại chịu lửa màu xám. Nó đặc, cứng và làm việc tốt ở nhiệt độ cao nhưng có thể giòn và khó gia công. Trong thực tế, không chỉ vonfram kim loại mà carbide, hợp kim nặng và thép hợp kim chứa vonfram cũng thường được sử dụng.

Những tính chất chủ chốt khiến vonfram được lựa chọn:

• khả năng chịu nhiệt và chống mềm hóa khi nung rất cao;
• khối lượng riêng lớn, hữu ích cho đối trọng, bộ cân bằng và tấm chắn bảo vệ;
• độ cứng cao của carbide vonfram;
• khả năng chống mài mòn trong dụng cụ cắt, khoan và dập;
• khả năng hợp kim hóa thép để tạo vật liệu làm việc dưới tải.

Ứng dụng của vonfram trong công nghiệp

• Gia công kim loại và dụng cụ. Carbide vonfram được dùng trong dao tiện, mũi khoan, dao phay, khuôn, dụng cụ mài và khoan. Đây là một trong những lĩnh vực sử dụng vonfram quan trọng nhất.
• Máy khai thác mỏ và xây dựng. Hợp kim cứng trên cơ sở carbide vonfram được dùng trong mũi khoan, răng, miếng chèn chịu mòn và chi tiết làm việc với đá, quặng, bê tông cùng đất.
• Kỹ thuật điện và điện tử. Vonfram được dùng cho dây tóc, điện cực, catot, tiếp điểm, phần tử gia nhiệt và chi tiết thiết bị chân không.
• Hàn và quy trình nhiệt độ cao. Điện cực vonfram được dùng trong hàn hồ quang argon, còn chi tiết chịu nhiệt bằng vonfram và hợp kim được dùng trong lò, vòi phun cùng các cụm làm việc ở nhiệt độ cao.
• Hàng không, vận tải và cân bằng. Do khối lượng riêng cao, hợp kim nặng vonfram được dùng cho đối trọng, bộ cân bằng, tải quán tính và vật nặng nhỏ gọn.
• Tấm chắn bảo vệ và sản phẩm chuyên dụng. Vonfram được dùng ở nơi cần vật liệu đặc để che chắn bức xạ hoặc thay chì trong chi tiết nhỏ gọn hơn.
• Luyện kim. Vonfram có trong một số loại thép dụng cụ, thép gió và thép chịu nhiệt, giúp tăng khả năng chống mài mòn và chịu nung.

Ứng dụng của hợp kim vonfram và carbide

Phần nổi bật nhất trong ứng dụng vonfram liên quan đến carbide vonfram. Nó được dùng trong hợp kim cứng, nơi các hạt carbide liên kết bằng chất kết dính kim loại, phổ biến nhất là coban hoặc niken. Những vật liệu này chịu mài mòn mạnh và giữ lưỡi cắt tốt hơn thép thông thường.

Hợp kim vonfram nặng được sản xuất trên cơ sở vonfram với niken, sắt, đồng hoặc thành phần khác. Chúng được chọn khi cần khối lượng lớn trong thể tích nhỏ: làm đối trọng, bộ cân bằng, tấm chắn, chi tiết chuyên dụng của thiết bị và máy công nghiệp.

Vonfram cũng được dùng làm nguyên tố hợp kim hóa trong thép. Nó thúc đẩy hình thành carbide cứng, tăng khả năng chống mài mòn và giúp thép dụng cụ duy trì tính năng làm việc khi nung. Có thể đọc thêm về thép trong bài viết về các lĩnh vực ứng dụng của thép.

Khi nào sử dụng vonfram đặc biệt hợp lý?

Vonfram là vật liệu đắt và khó gia công, vì vậy được sử dụng có chọn lọc. Nó phù hợp với các chi tiết cần khả năng chịu nhiệt, khối lượng riêng cao, độ cứng, chống mài mòn hoặc làm việc trong điều kiện khắc nghiệt. Với kết cấu thông thường, sử dụng thép, nhôm hoặc vật liệu dễ tiếp cận khác thường kinh tế hơn.

Nếu cần số liệu tính toán, hãy xem thêm bài viết về khối lượng và khối lượng riêng của vonfram.