钨的过去和现在的用途

一瞥钨合金。 2007 年，由 ITIA 提供

国际钨业协会 (ITIA) 是一个受人尊敬的组织，我们日本钨业的同事多年来一直是其成员。虽然我们 Metal Cutting 是如何切割钨以及使用它从锻棒和细线制造精密零件方面的专家，但 ITIA 更关注钨的粉末和吨位方面。

然而，备受推崇的 ITIA 对钨行业的任何人都很感兴趣，其独特的特性包括钨的高熔点（6192°F 或 3422°C）、低蒸气压（温度> 3000°F 或> 1650°C），其高抗拉强度使这种材料在广泛的应用中非常有用。

事实上，当我们看到一篇名为“与钨的家庭日”的旧 ITIA 时事通讯文章时，只是为了好玩，我们决定进行一些更新。这篇文章写完十多年后，我们来看看 2007 年左右有多少钨使用，正如一个理论上的四口之家（一个父亲、一个母亲和两个孩子）所经历的那样，经受住了时间的考验。

早上在家

2007 年的那一天，从爸爸起得很早（为了不打扰他的妻子和孩子而安静地醒来）开始，他的手机在枕头下轻轻震动。

文章中描述的手机类型早已不复存在——取而代之的是最纤薄的智能手机。然而，通过手机内部的电动微型电机旋转微小的钨部件以产生振动的机制是今天仍在使用的钨用途之一。

当爸爸踮着脚在房子周围走动时，他注意到了各种各样的灯光，包括床头灯的柔和光芒，它使用带有钨丝的 15 瓦白炽灯泡，以及浴室里带有高性能钨丝的明亮卤素聚光灯。

今天的现实是，带有灯丝的白炽灯泡正在减弱，甚至 CFL 也在快速让步于 LED 照明的效率。 （尽管灯丝是对我们的业务有利的钨用途之一，但我们不在 LED 否认者之列！）

钨在路上的使用

终于在他的车里，在去机场的路上，爸爸打开了他的窗户除冰器，它使用嵌入前后挡风玻璃的钨丝线。

这个应用程序从未真正在美国制造的汽车中流行起来，但它在欧洲被广泛使用。此外，今天的 Metal Cutting 提供了用于航空挡风玻璃的钨丝。

这位父亲指出，他的 10 缸汽车发动机在柴油机上运行出奇地平稳。这是因为曲轴周围放置了近 22 磅（10 公斤）的钨零件以减少振动。总体而言，这种想法已经沿用了 10 缸柴油车，转而采用更轻、更节能的汽车。

爸爸勉强避免在高速公路上发生碰撞，迅速靠在汽车喇叭上——当时和现在，这种应用需要电流流动，并且依赖于纯钨制成的开关，而这又依赖于如何切割钨的专业知识.

黎明前，他后视镜上的一层薄薄的钨青铜降低了他身后头灯的眩光。这也是当今钨的用途之一。

开始下雪时，父亲想起了住在芬兰的姐夫，那里镶有硬质合金的轮胎在寒冷的冬季天气中非常有用，当地政府允许使用。螺柱的硬度和耐磨性有助于防止汽车打滑。

当然，当今的汽车包括越来越多的主动安全技术，旨在提高安全性和性能。

当他接近机场时，父亲看到卡车上贴着标签，上面写着他们配备了现代化的减排设备。过去和现在用于许多卡车柴油发动机的 DeNOx 催化剂可降低废气中的氮氧化物浓度。

这些催化剂由含钨的陶瓷制成——鉴于钨的超高熔点，这两种材料可以很好地协同工作。

此外，这些卡车的柴油喷射器中尺寸完美的孔是使用 Metal Cutting 自己的钨电极制成的。我们将孔研磨至 0.5 微米的直径公差，以最大限度地充分燃烧并减少颗粒物排放。

钨在空气中的用途

登上飞机并在其中一个机翼附近找到他的座位时，父亲注意到了发动机涡轮机。发动机高温区的涡轮叶片过去和现在仍然由含钨超合金制成——这是另一个受益于钨高熔点的应用。

起飞时，他向窗外望去，注意到襟翼和副翼在工作。在 2007 年和今天，钨重金属配重是控制施加在襟翼上的力的机制的一部分。

具有讽刺意味的是，虽然今天我们为所有行李付费并且必须为超重行李支付额外费用，但飞机本身却装满了由钨合金制成的重型配重。但是，这些都是针对特定位置和安全目的而精心设计的，所以我们没有抱怨。

爸爸拿出他的笔记本电脑和 iPod 打发时间，准备他的商务会议。尽管这些电子设备在过去十多年中取得了非凡的发展，但钨仍然是其制造中不可或缺的一部分。例如：

• 设备内部的印刷电路板使用硬质合金路由器和微钻机加工。
• 集成电路芯片使用钨导线或插头和硅化钨栅极材料。
• 钨和钼合金用于生产设备显示器。
• 由钨或钨铼制成的探针用于在晶圆级测试每一个集成电路芯片 - 确保后续增值生产只使用那些有效的芯片。

钨在医疗和牙科应用中的应用

对于这个家庭的母亲，ITIA 的故事详细介绍了一些重要的约会，这些约会以钨在医疗设备中的用途为特色。例如，她去医院做了一次脊柱计算机断层扫描 (CT)，试图确定一些长期背痛的原因。

尽管磁共振成像 (MRI) 在今天可能得到更广泛的应用，但现在和现在，CT 设备可以使用包含钨电极和钨或钨铼旋转阳极的 X 射线管生成 3D 图像合金。另外，整个CT机的屏蔽还是用钨做的。

在 CT 扫描的良好报告显示没有严重问题后，妈妈前往牙医办公室预约。在那里，对她所有的牙齿进行了全景 X 光检查——钨阳极再次在 X 光机中发挥了作用。

钨酸钙用作X射线胶片中的荧光材料。此外，妈妈穿的厚重的防护围裙是由分散在乳胶中的钨粉制成的，既能防辐射，又比铅更环保。

今天，数字成像比在牙医办公室使用传统的 X 射线胶片更为普遍，但基本的 X 射线技术保持不变。有趣的是，在美国，我们的牙医仍然使用铅制成的防护围裙。但是，如果他们改用更环保的钨不是很好吗？

回到 2007 年，妈妈有个坏消息：她需要根管治疗！牙医用于清洁和整形的大多数钻头都是由细粒、非常锋利的硬质合金制成的。过去如此，现在仍然如此，这种钻头材料产生的摩擦更小，这意味着对患者来说热量和疼痛更少——最后，对妈妈来说是个好消息。

上学期间钨的使用

那天早上，这家人的两个孩子乘火车去上学。它的发动机包含高压开关，其接触区由铜钨部件组成，由于钨的高熔点，可抵抗火花腐蚀。

硬质合金拉丝模具用于制造火车的架空接触线以及发动机中的所有电线。发动机和变压器的薄铜片部件是使用硬质合金工具模切而成的。今天，这些钨的用途仍然是标准的。

在火车上学习物理测试时，其中一个孩子读到了钨在核聚变反应堆的第一壁材料中的使用。该项目，即国际热核实验反应堆（ITER），当时处于规划阶段，现在仍处于建设阶段。 （您可以在 www.iter.org 阅读有关该项目的信息。）

透过车窗，孩子们看到了一个露天煤矿，该煤矿使用巨大的齿形铲等工具和系统，依靠硬质合金管件。尽管近年来煤炭的经济性对该行业不利，但如今此类设备仍在不同类型的采矿中使用，并且仍使用碳化钨组件。

到了学校，儿子发现自己忘记了一些学习用品，于是向姐姐借了一张纸和一支圆珠笔。

当然，今天笔记本电脑和移动设备已经取代了许多学生的本子和笔。但在2007年和现在，钨涂层辊被用于制造纸张，硬质合金刀具被用于精确切割书写板的纸张。

此外，抗腐蚀硬质合金形式的钨仍然构成圆珠笔的圆珠笔——经过精确设计，可提供恰到好处的表面粗糙度，以便携带足够的墨水并在纸上滚动而不会滑动。

休闲钨

经过一天在医院进行 CT 扫描，然后去了牙医办公室和根管治疗，这家人的母亲终于休息了：她约了朋友去打一场高尔夫球。结束了。

她检查了她的手表——这是她丈夫送给她的礼物，它是一款由碳化钨制成的高度防刮的表款，带有机械机芯和用于自动上弦的钨合金部件。幸运的是，她今天可能还戴着那只手表。

高尔夫郊游让母亲有机会与她的新一号木一起练习，该一号木采用钨合金螺丝提高性能，因此她可以在 18 号差点上进一步提高。她为丈夫在她生日时送给她的新高尔夫球感到高兴。在球内的一个外层中含有钨壳，当正确击球时，这些球可以让高尔夫球手在击球时产生很大的旋转。

由于天气寒冷，地面坚硬，她也很感激高尔夫球鞋上的硬质合金鞋钉。如今，诸如此类的钨用途是高尔夫球手在追求完美的过程中始终追求的许多其他技术优势之一。

与此同时，放学后，家里的女儿和她的一些朋友去慢跑，手上和腿上都戴上重物，以提高训练效率。现在，与 2007 年一样，这种重物通常由钨制成，其高密度在紧凑的包装中提供了重量，并且依赖于金属切割等公司在如何切割钨方面的专业知识。

回到 2007 年的那个下午，儿子在一家青年俱乐部遇到了一些朋友，他们在那里玩飞镖，使用由钨重金属制成的专业风格的飞镖。这允许（并且仍然允许）在抛射弹丸时实现纤薄的设计和稳定的轨迹。

钨在一般工业中的用途

一整天，这个家庭的故事都在讲述钨在一般工业中的广泛其他用途——这些例子现在仍然完全相关。其中包括：

• 用于激光打印机和复印机中带电（电晕）线的钨丝
• 用于加工汽车发动机缸体和飞机翼梁和起落架钛零件的硬质合金刀具
• 碳化钨刀片上的多晶金刚石用于切割机翼外壳等飞机部件的碳纤维增强塑料
• 配备硬质合金凿子和其他钨基部件的重型道路施工机械
• 由钨铜制成的高性能电力变压器和电站开关
• 使用比钢更耐磨的硬质合金刀具的伐木机

在“Tungsten 的一天”结束后回到家

随着家人在一天结束时聚集在家里，还有更多的钨用途隐藏在明显的视线中。例如，妈妈和女儿挂了一些新的窗帘，由于织物中嵌入了偏钨酸钠而防火。

爸爸和儿子在一个 DIY 项目上工作——一个新的浴室，瓷砖具有反光特性，这要归功于釉料中的氧化钨和钨金属。他们使用的工具包括硬质合金瓷砖切割机和带有硬质合金钻头的钻头。

当妈妈用硬质合金磨刀器准备晚餐时，爸爸（发烧友）测试了最近购买的一个模拟黑胶唱片播放器，配备：

• 用于调节唱臂和阻尼振动的钨配重。
• 底部有四个沉重的脚垫，由重型合金制成，可减轻振动对转盘的影响

晚饭后，一家人出发去看电影，用广角投影观看最新的惊悚片，配备钨电极的氙气短弧灯清晰明亮。

虽然一家人在钨丝灯的辉光下结束了他们的一天——这种应用由于钨的电阻率而产生了温暖和温馨的辉光，但与 CFL 和 LED 相比今天并不常见——几乎所有其他钨丝灯用途在今天同样重要。

您的未来有钨吗？

当然，这只是我们对过去十多年来钨用途如何演变的看法。但是，我们认为您会同意这种比较表明钨仍然是最广泛使用和最有益的难熔金属之一。

作为一家知道如何切割钨并将其用于最佳用途的公司，Metal Cutting 可以帮助您确定钨的高熔点等特性是否使其成为您当前或计划应用的合适材料——请致电我们。

您还可以在我们的指南钨丝 101：独特有用材料概述中了解钨丝的基础知识、特性及其应用 ，可免费下载。