La varilla de tungsteno se suministra en tres familias distintas y no son intercambiables. La varilla de tungsteno puro es un producto metálico refractario elegido donde se necesita el punto de fusión más alto y la presión de vapor más baja. Las varillas de aleación pesada de tungsteno intercambian parte de esa capacidad de temperatura por densidad y maquinabilidad. La varilla de carburo de tungsteno es un compuesto de carburo cementado diseñado para herramientas de corte y piezas de desgaste. Relacionar la familia con la solicitud es el primer paso para una consulta correcta.
Las tres familias de un vistazo
| Familia | Composición | Densidad g/cm3 | Diámetro típico | Uso principal |
|---|---|---|---|---|
| Varilla de tungsteno puro | W 99,95% mínimo | alrededor de las 19.25 | 1,0 a 100 mm | Electrodos, filamentos, elementos calefactores, fuentes de evaporación. |
| Varilla de aleación pesada de tungsteno | W 90 a 97% con aglutinante Ni-Fe o Ni-Cu | 17,0 a 18,5 | 3,0 a 100 mm | Contrapesos, protección radiológica, barras de mandrinar, amortiguación de vibraciones |
| varilla de carburo de tungsteno | Carburo de tungsteno con 6 a 12% de cobalto | 13,9 a 15,1 | 1,0 a 40 mm | Brocas, fresas, escariadores, pasadores de desgaste, material para punzones |
Las tablas siguientes describen cada familia, su condición de suministro y los controles importantes en la entrada de mercancías-.
Varillas de tungsteno puro
El tungsteno puro se funde a aproximadamente 3422 grados y tiene una densidad cercana a 19,25 g/cm3, una resistividad eléctrica de aproximadamente 5,6 µΩ·cm y una conductividad térmica de aproximadamente 173 W/m·K. La varilla se produce mediante pulvimetalurgia y luego se refina mediante estampado, trefilado o rectificado sin centros. Los grados de pureza estándar son 99,95 % y 99,99 % W; el grado más alto se utiliza cuando la desgasificación o trazas de contaminación arruinarían un proceso de vacío.
La condición de la superficie sigue el diámetro. La varilla estampada se suministra en longitudes aleatorias rectas con una superficie estampada lisa para diámetros de 3 mm y superiores, mientras que los diámetros más pequeños tienen un acabado con una superficie estampada lisa. El rectificado sin centros está disponible cuando se requiere una tolerancia de diámetro ajustada, rectitud o un acabado superficial controlado. Se pueden producir longitudes específicas y fabricaciones especiales a pedido.
Filamentos de iluminación y tubos de electrones, donde las impurezas acortarían la vida útil de la lámpara.
Contactos eléctricos y conductores térmicos en aparamenta y electrónica de potencia.
Elementos calefactores, soportes de solera y fuentes de evaporación en hornos de vacío.
Electrodos de soldadura por arco y plasma, clasificados por AWS A5.12 e ISO 6848 como EWP para tungsteno puro y EWTh, EWLa, EWCe o EWZr para los grados de óxido dopado.
Componentes-resistentes al calor para uso en automoción y ingeniería general.
El tungsteno puro es un metal natural y en su forma bruta es muy frágil. Por lo tanto, la varilla debe manipularse y mecanizarse con cuidado, y se prefiere el rectificado al corte pesado e interrumpido.
Varillas de aleación pesada de tungsteno
Las aleaciones pesadas de tungsteno se fabrican prensando y sinterizando polvo de tungsteno con un aglutinante de níquel-hierro o níquel-cobre en palanquillas, que luego se convierten en varillas mediante laminación o forjado con matriz; Los tamaños más pequeños se terminan mediante embutición o estampado posterior. El aglomerante AW-Ni-Fe ofrece la mejor combinación de resistencia y ductilidad, mientras que los grados W-Ni-Cu se eligen para trabajos no-magnéticos y un mecanizado más sencillo. ASTM B777 cubre metales de alta densidad a base de tungsteno en varias clases que abarcan aproximadamente 17,0 a 18,5 g/cm3, con resistencia a la tracción del orden de 700 a 1000 MPa y alargamiento en el rango de 5 a 20% dependiendo de la clase y el tratamiento térmico.
Debido a que la densidad se acerca a la del tungsteno puro mientras el material sigue siendo mecanizable, las varillas de aleación pesada se utilizan para contrapesos, protección contra la radiación, barras de mandrinar y extensiones de barras de mandrinar, componentes de energía cinética y masas amortiguadoras de vibraciones. Los compradores normalmente especifican el rango de densidad, el sistema aglutinante, el diámetro y la longitud, y si se requiere inspección ultrasónica para detectar defectos internos.
Varillas de carburo de tungsteno
La varilla de carburo de tungsteno es un compuesto inorgánico de átomos de tungsteno y carbono cementados con cobalto. Se suministra como varilla sinterizada, rectificada o no rectificada en forma redonda y hexagonal, y es el material estándar para herramientas redondas sólidas. Las varillas con un orificio de refrigeración central en forma de hélice se utilizan para fabricar brocas con canales de refrigeración internos. El tamaño de grano normalmente es submicrométrico hasta aproximadamente 1,6 µm, y la dureza para los grados de herramientas comunes se sitúa en el rango de HRA 89 a 94, equivalente a aproximadamente 1300 a 1800 HV30, con una resistencia a la ruptura transversal de aproximadamente 2500 a 4000 MPa.
La selección de grados sigue las clases de aplicación ISO 513: el grupo K para hierro fundido, acero endurecido y materiales no-ferrosos, el grupo P para acero y el grupo M para aleaciones inoxidables y resistentes al calor-. Debido a que el compuesto es conductor de electricidad y muy duro, la varilla se refina mediante pulido con diamante. La varilla de puesta a tierra normalmente se suministra con una tolerancia h6 con una rectitud de aproximadamente 0,1 mm por 100 mm y con un chaflán rectificado en los extremos.
Hojas indexables convencionales y espacios en blanco para insertar.
Brocas helicoidales, fresas y escariadores para tornos semi-automáticos, tornos automáticos y fresadoras.
Corte de materiales no-metálicos como composites, plásticos y grafito.
Pasadores de desgaste, casquillos guía, punzones y anillos de sellado.
Dimensiones, tolerancias y mercancías-en controles
Diámetro y tolerancia: h6 o h7 en varilla de carburo rectificada; ±0,1 mm en varilla de tungsteno trefilada por debajo de 3 mm.
Rectitud: aproximadamente 0,1 mm por 100 mm, verificada en una placa de superficie con un comparador.
Longitud: longitudes rectas aleatorias como estándar, longitudes cortadas a pedido.
Superficie: sin solapamientos, grietas o costuras longitudinales; acabado rectificado bajo pedido.
Densidad: 19,25 g/cm3 para tungsteno puro, 17,0 a 18,5 g/cm3 para aleaciones pesadas, 13,9 a 15,1 g/cm3 para carburo.
Documentos: certificado de análisis, informe de dureza y densidad, y datos de fuerza coercitiva o saturación magnética para grados de carburo.
Cómo elegir la caña adecuada
Trabaje a partir de la condición de servicio en lugar del nombre de grado. Si la varilla tiene que sobrevivir a temperaturas superiores a aproximadamente 1500 grados en vacío o gas inerte, sólo el tungsteno puro será suficiente. Si el requisito es masa, atenuación de la radiación o amortiguación a temperatura moderada, una aleación pesada de tungsteno proporciona una densidad similar con una maquinabilidad mucho mejor. Si la varilla debe cortar o resistir la abrasión a temperatura ambiente, la respuesta correcta es un grado de carburo cementado del grupo K, P o M. Indicar la atmósfera, la temperatura máxima de servicio y el funcionamiento mecánico en la etapa de consulta elimina la mayor parte del riesgo de una selección incorrecta.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia entre la varilla de tungsteno puro y la varilla de carburo de tungsteno?
La varilla de tungsteno puro es un producto refractario de un solo-metal con un punto de fusión cercano a los 3422 grados. La varilla de carburo de tungsteno es un compuesto de granos de carburo de tungsteno cementados con cobalto, sinterizados a temperatura más baja y destinados a tareas de corte y desgaste.
P: ¿Por qué la varilla de aleación de tungsteno más pesada es más fácil de mecanizar que el tungsteno puro?
El aglutinante dúctil de níquel-hierro o níquel-cobre absorbe la tensión en el borde de la herramienta, por lo que las aleaciones pesadas se pueden tornear y fresar con herramientas de carburo normales, mientras que el tungsteno puro es frágil y generalmente se rectifica.
P: ¿Qué acabados de superficie están disponibles para las varillas de tungsteno?
La varilla estampada tiene una superficie estampada suave para diámetros de 3 mm y superiores, los tamaños más pequeños tienen una superficie estirada y está disponible el rectificado sin centros para tolerancias ajustadas y un acabado controlado.
P: ¿Qué grado de electrodo de varilla de tungsteno puro se debe utilizar para soldar?
La elección sigue AWS A5.12 e ISO 6848: EWP para trabajos con corriente alterna en aluminio y magnesio, y los grados dopados con óxido EWTh, EWLa, EWCe o EWZr donde se necesita un arco más estable y una vida útil más larga del electrodo.
P: ¿Cómo se verifica el contenido de cobalto de la varilla de carburo?
Mediante medición de saturación magnética junto con un certificado de análisis, utilizando la fuerza coercitiva como indicador del tamaño de grano. Ambos son bienes estándar-en cheques.
P: ¿Se pueden suministrar varillas de tungsteno en longitudes cortadas?
Sí. Las longitudes rectas aleatorias son estándar y las longitudes cortadas con una tolerancia establecida se producen bajo pedido junto con fabricaciones especiales.