Tungstenmetalen

Tungstenmetalen, ook wel tungsten-heavy alloys genoemd, vormen een familie van dichtheidsmaterialen op basis van wolfraam. Ze combineren een hoog aandeel wolfraam met een bindmiddel zoals nikkel-ijzer of nikkel-koper-ijzer, waardoor een materiaal ontstaat met een extreem hoge dichtheid en tegelijkertijd voldoende sterkte en taaiheid. Door deze eigenschappen worden ze toegepast op plekken waar gewicht, penetratievermogen of stralingsbescherming vereist is.

Samengesteldheid en varianten: De belangrijkste families zijn W-Ni-Fe en W-Ni-Cu-Fe. Het wolfraamgehalte ligt gewoonlijk tussen 85 en 97 gew%, de rest bestaat uit het bindmiddel en additieven. De exacte verhouding bepaalt eigenschappen zoals sterkte, taaiheid en hardheid.

Productie: Tungstenmetalen worden geproduceerd met poedermetallurgie. Wolfraampowder wordt gemengd met bindmiddelpoeders, geperst tot de gewenste vorm en vervolgens gesinterd in vloeistoffase bij hoge temperatuur onder beschermende atmosfeer; vaak wordt ook hot isostatic pressing toegepast om een maximale dichtheid te bereiken.

Eigenschappen: Dichtheid circa 16-18 g/cm3; hoge stijfheid en compressieve sterkte; goede slijtvastheid; beperkte rekbaarheid en ductiliteit vergeleken met sommige andere metalen; desondanks kunnen ze relatief goed bewerkt worden met gespecialiseerde gereedschappen en procédés.

Toepassingen: Kinetic energy-penetrators en armor-piercing munitie, ballast en tegengewichten in vliegtuigen en satellieten, radiologische bescherming tegen röntgen- en gammastraling, evenals vibratie- en dempingsonderdelen en ballasttoepassingen.

Veiligheid en milieu: Tijdens verwerking kunnen fijn stof en blootstelling aan bindmiddelen zoals nikkel of koper risico’s opleveren; passende ventilatie, persoonlijke beschermingsmiddelen en correcte afvalverwerking zijn vereist. Langdurige blootstelling en inhalatie van stof dienen te worden voorkomen.