5 datos interesantes sobre el tungsteno

Cómo es único el tungsteno, desde su nombre hasta su punto de fusión

Con la larga historia de Metal Cutting de suministrar tungsteno puro y fabricar piezas de metal a partir de este extraordinario material, hemos desarrollado una apreciación especial por el elemento, sus propiedades y lo que puede hacer.

Solo por diversión, pensamos en echar un vistazo a algunos de los datos más interesantes, y a veces curiosos, sobre el tungsteno.

1. ¿Qué hay en un nombre?

La derivación del nombre "tungsteno", y la historia de por qué el símbolo del elemento en la tabla periódica es W, es un rompecabezas internacional. El elemento en sí fue descubierto en 1783 por dos químicos españoles, los hermanos Juan José y Fausto Elhuyar, en muestras de un mineral llamado wolframita.

Hoy en día, en muchos países del mundo, el tungsteno se conoce con el nombre germánico "wolframio", en honor al mineral wolframita. Por lo tanto, es fácil ver de dónde proviene el símbolo químico W, aunque si eres como nosotros, quizás te preguntes por qué el elemento no se llamó "faustonita" o si hay una palabra en español para wolframita.

Sin embargo, el nombre tungsteno es lo que se usa hoy en los EE. UU. y en inglés, francés y varios otros idiomas. Este término proviene de las palabras suecas tung y sten , que significa "piedra pesada", y es el antiguo nombre sueco del mineral scheelita, otra fuente de mineral de tungsteno.

Pero, irónicamente, tungsteno NO se utiliza como nombre del elemento en Suecia ni en los demás países nórdicos. Allí, así como en la mayoría de los idiomas germánicos y eslavos, usan el nombre wolframio o volfram.

Tungsteno/Wolfram/Volfram todavía se extrae principalmente de wolframita y scheelita. De todos los metales en forma pura, el tungsteno tiene:

• El punto de fusión más alto (6192 °F o 3422 °C)
• Presión de vapor más baja (a temperaturas superiores a 3000 °F o 1650 °C)
• La mayor resistencia a la tracción

Entonces, ya sea que lo llame tungsteno o cualquier otro nombre, esta gama de propiedades significa que el tungsteno se usa en muchas industrias y productos en todo el mundo, desde herramientas de corte de alta velocidad y motores de turbina a reacción, hasta municiones, iluminación e incluso pesas de pesca.

2. El diámetro del alambre de tungsteno se expresa en miligramos.

Es posible que escuche que la gente describe el diámetro del tungsteno como 14,7 mg, 3,05 mg, 246,7 mg, etc.

Eso se debe a que en los viejos tiempos, sin herramientas para medir con precisión alambres muy delgados, digamos, desde 0,001" hasta 0,020" de diámetro, la convención era tomar 200 mm (alrededor de 8") de alambre de tungsteno, pesarlo y introduzca el peso en una fórmula matemática para determinar el diámetro.

Para calcular el diámetro (D) del alambre de tungsteno en función del peso por unidad de longitud, la fórmula es:

D =0,71746 x raíz cuadrada (mg de peso/200 mm de longitud)

La tolerancia estándar del diámetro es de ± 3 % de la medida del peso, aunque hay disponibles tolerancias más estrictas, según la aplicación del producto de alambre. Este método también supone que el alambre tiene un diámetro constante, sin variaciones significativas, estrechamiento u otros efectos cónicos en cualquier parte del diámetro.

3. La mayoría de los alambres de tungsteno vienen dopados, ¡lo necesites o no!

Una vez más, la práctica se remonta a los viejos tiempos, específicamente, una época en la que el propósito principal del alambre de tungsteno era la fabricación de filamentos para bombillas. El problema era que las bombillas emitían temperaturas al rojo vivo que provocaban que los primeros filamentos se combaran, lo que provocaba la falla de la lámpara.

A través de la experimentación, evolucionó la idea de agregar alúmina, silicio y potasio para alterar las propiedades mecánicas del alambre de tungsteno. Los dopantes se añadieron en la etapa de mezcla del polvo.

Curiosamente, en el proceso de estampado en caliente y trefilado en caliente del alambre de tungsteno, la alúmina y el silicio se desgasificarían y el potasio permanecería. Este elemento le dio al cable propiedades antipandeo bajo temperaturas al rojo vivo.

La adición de estos dopantes en la etapa de mezcla de polvo de la fabricación del alambre de tungsteno se remonta a la época en que no había otros usos significativos para el alambre además de los filamentos de las bombillas. Si bien hay muchos otros usos del alambre de tungsteno en la actualidad, y aunque las bombillas incandescentes se están convirtiendo en cosa del pasado, el uso de dopantes en la fabricación de alambre de tungsteno continúa.

Sin embargo, Metal Cutting también ofrece alambre de tungsteno puro sin dopar al 99,999 %, ¡en caso de que lo desees!

4. El tungsteno y el carburo de tungsteno NO son intercambiables.

El carburo de tungsteno es famoso por su resistencia al desgaste; de hecho, solo se puede cortar con herramientas de diamante. Pero aunque el carburo de tungsteno contiene mucho tungsteno, la práctica común de agregar cobalto como aglutinante lo convierte en un carburo cementado y le otorga propiedades de carburo de tungsteno que son muy diferentes de las del tungsteno puro.

(Hay carburos sin aglomerante, con sus ventajas de resistencia química, pero ese es un tema para otro blog).

El tungsteno puro tiene muchas propiedades que lo hacen útil; sin embargo, también es conocido por ser notoriamente difícil de mecanizar. Trate de usar herramientas de diamante, y el tungsteno puro simplemente cargará o "pegará" la rueda de diamante.

Metal Cutting se especializa en métodos que son muy efectivos para cortar tungsteno puro, pero curiosamente, esos mismos métodos no son útiles cuando se trata de cortar carburo de tungsteno. Por ejemplo, un cliente puede decirnos que tiene o quiere un tubo de tungsteno, pero luego de una mayor investigación podemos descubrir que realmente tiene o necesita carburo de tungsteno en forma de tubo.

El tungsteno puro simplemente no se puede convertir en un tubo, aparte de los tamaños finales de perforación con pistola, y eso supone que la pieza tiene una relación favorable entre la longitud y el DI. También asume que el cliente tiene mucho dinero y no quiere muchas de estas piezas cuidadosamente producidas.

El carburo de tungsteno, por otro lado, se puede prensar y sinterizar en formas tubulares, pero tampoco es un proceso económico ni de gran volumen. Y a diferencia de otros metales, ni el tungsteno ni el carburo de tungsteno pueden introducirse en los tubos.

5. El alto punto de fusión del tungsteno hace que obtener tungsteno líquido sea todo un desafío.

La gente a veces pregunta si se puede tener tungsteno líquido y la respuesta es... bueno, es complicado. Teniendo el punto de fusión más alto de cualquier metal conocido, a 6192 °F, obviamente, el tungsteno sería muy difícil de derretir.

En teoría, cualquier cosa se puede derretir si aplica suficiente calor. Sin embargo, para fines comerciales, el alto punto de fusión del tungsteno hace que el tungsteno líquido sea una propuesta prácticamente imposible.

El problema es simplemente, ¿qué tipo de contenedor podría contener una gran cantidad de tungsteno líquido? En términos prácticos, cualquier cosa que intente usar se derretirá por la alta temperatura del tungsteno.

Es por eso que el tungsteno se fabrica en estado no líquido, utilizando pulvimetalurgia. Comercialmente, los productos de tungsteno, desde tungsteno puro hasta las pocas aleaciones posibles, como aleaciones pesadas, tungsteno de cobre y tungsteno de plata, se fabrican mediante prensado y sinterización en una forma casi neta.

Para los productos forjados, el prensado y la sinterización van seguidos de estampado y estirado y recocido repetidos. Esto produce la característica estructura de grano alargado que se traslada al producto terminado, ya sea una varilla grande o un alambre muy delgado.

El único elemento conocido con un punto de fusión más alto que el tungsteno es el carbono, a 6422 °F (3550 °C). Sin embargo, ni siquiera el carbono puede usarse para contener tungsteno líquido, porque a altas temperaturas ambos reaccionarán para formar carburo de tungsteno.

Experimentalmente, se ha producido tungsteno líquido utilizando crisoles de cobre superconductores en los que el calor se extrae de la superficie del crisol para que permanezca intacto. Pero, de nuevo, esto no es práctico para volúmenes comerciales.

Eso significa que cada producto de tungsteno jamás producido nunca estuvo en estado líquido. Metalúrgicamente, eso es de crucial importancia para todo lo que viene después.

¿Cómo se suman los hechos 1-5?

Con todas sus propiedades únicas e interesantes, el tungsteno es uno de los metales refractarios más utilizados. (Y no, no es un elemento de tierras raras, aunque por razones políticas el tungsteno se ha agrupado con los elementos que aparecen en los titulares, pero ese es un tema para otro momento).

Como empresa que ha estado entregando productos especializados de alambre y varilla de tungsteno desde 1967, y como distribuidor exclusivo en Norteamérica de Nippon Tungsten Co., Ltd., Metal Cutting Corporation puede ayudarlo a desentrañar los misterios del tungsteno para sus aplicaciones.

Solo llámenos. O bien, para obtener consejos sobre el alambre de tungsteno u otras necesidades de fabricación de metales de precisión, descargue nuestra guía gratuita sobre las propiedades y aplicaciones del alambre de tungsteno.