Ist Wolfram ein Metall?

Wolfram ist ein hochschmelzendes Metall (auch Refraktärmetalle genannt) und gehört zur Gruppe der Übergangsmetalle. Es hat das das Elementsymbol W und die Ordnungszahl 74. Refraktärmetalle sind jene Metalle, die einen höheren Schmelzpunkt als Platin haben (1.772 °C).

Welche Eigenschaften hat Wolfram?

Wenn es um Hitzebeständigkeit geht, kann kein Metall mit Wolfram mithalten. Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und ist selbst bei höchsten Temperaturen nahezu unverwüstlich. Auch sein sehr geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient, seine hohe Formbeständigkeit sowie die gute Leitfähigkeit sind zu erwähnen.

Für was wird Wolfram verwendet?

Mit seinen einzigartigen mechanischen und chemischen Eigenschaften ist Wolfram ein hervorragender Werkstoff für höchste Anforderungen. Wir machen aus diesem Werkstoff etwa Hochtemperaturofenbauteile, Lampenbauteile und Komponenten für die Medizin- und Dünnschichttechnik.

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Mo Molybdän

W Wolfram
Ta Tantal
W-MMC Metal Matrix Composites

Wolfram

Q: Woher kommt der Namen Wolfram bzw. Tungsten?

Wolfram fiel das erste Mal im Mittelalter im Erzgebirge bei der Zinnreduktion auf. Allerdings als unangenehmes Begleitelement. Das Wolframerz begünstigte die Verschlackung bei der Reduktion von Zinn und verminderte dadurch dessen Ausbeute. Die Bezeichnung als zinnfressendes Erz "Es reißt das Zinn fort wie Wölfe die Schafe" oder als der "Geifer von Wölfen" (Wolfsrahm) ist der Namensgeber für das Element Wolfram. Der Chemiker Axel Fredrik Cronstedt entdeckte 1752 ein schweres Mineral, das er "Tung Sten" schwedisch für Schwerstein, nannte. Erst etwa 30 Jahre später gelang es Carl Wilhelm Scheele aus dem Mineral Wolframsäure herzustellen. Weitere zwei Jahre später konnten die beiden Assistenten Scheeles, die Brüder Juan Jose und Fausto de Elhuyar, durch Reduktion von Wolframtrioxid, Wolfram herstellen. Die beiden Brüder gelten heute als die eigentlichen Entdecker des Wolframs. Der Name "Wolframium" mit dem Symbol W wurde von Jöns Jakob Berzelius vorgeschlagen.

Q: Wo wird Wolfram abgebaut?

Die wichtigsten natürlichen Vorkommen von Wolframerz sind Wolframit ((Fe/Mn)WO4) und Scheelit (CaWO4). Die größten Wolframvorkommen befinden sich in China, Russland und den USA. Auch in Österreich gibt es eine Scheelitlagerstätte im Gebiet der Felbertauern in Mittersill.

Sie finden Wolfram überall dort, wo's heiß hergeht. Denn wenn es um Hitzebeständigkeit geht, kann kein Metall mit Wolfram mithalten. Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und somit auch die höchsten Anwendungstemperaturen. Auch sein sehr geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient und seine hohe Formbeständigkeit sind einzigartig. Wolfram ist nahezu unverwüstlich. Wir machen aus diesem Werkstoff etwa Hochtemperaturofenbauteile, Lampenbauteile und Komponenten für die Medizin- und Dünnschichttechnik.

Ordnungszahl	74
CAS-Nummer	7440-33-7
Atommasse	183,84 [g/mol]
Schmelzpunkt	3.420 °C
Siedepunkt	5.555 °C
Dichte bei 20 °C	19,25 [g/cm³]
Kristallstruktur	kubisch-raumzentriert
Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient bei 20 °C	4,4 × 10^-6 [m/(mK)]
Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C	164 [W/(mK)]
Spezifische Wärme bei 20 °C	0,13 [J/(gK)]
Elektrische Leitfähigkeit bei 20 °C	18,2 × 10⁶ [S/m]
Spezifischer elektrischer Widerstand bei 20 °C	0,055 [(Ωmm²)/m]

Materialspektrum

Reines Wolfram oder lieber eine Legierung?

Auf unsere Qualität können Sie sich verlassen. Wir produzieren unsere Wolframprodukte vom Metallpulver bis zum fertigen Produkt. Als Ausgangsmaterial verwenden wir nur reinstes Wolframoxid. So garantieren wir Ihnen eine sehr hohe Materialreinheit. Für unser Wolfram garantieren wir eine Reinheit von 99,97 % (metallische Reinheit ohne Mo). Der restliche Anteil setzt sich vorwiegend aus den folgenden Elementen zusammen:

Element	Typischer max. Wert [μg/g]	Garantierter max. Wert [μg/g]
Al	1	15
Cr	3	20
Cu	1	10
Fe	8	30
K	1	10
Mo	12	100
Ni	2	20
Si	1	20
C	6	30
H	0	5
N	1	5
O	2	20
Cd	1	5
Hg	0	1
Pb	1	5

Die Anwesenheit von Cr (VI) und organischen Verunreinigungen kann durch den Produktionsprozess ausgeschlossen werden (mehrfache Wärmebehandlung bei Temperaturen über 1.000°C in H₂.)

Werkstoffbezeichnung		Chemische Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
W (rein)		> 99,97 % W
W-UHP (hochrein)		> 99.9999 % W
WK65		60 - 65 μg/g K
WVM		30 - 70 μg/g K
WVMW		15 - 40 μg/g K
WL	WL05 WL10 WL15 WL20	0,5 % La₂O₃ 1,0 % La₂O₃1,5 % La₂O₃2,0 % La₂O₃
WC20		2,0 % CeO₂
WRe	WRe05 WRe26	5,0 % Re 26,0 % Re
WCu*		10 - 40 % Cu
W-Schwermetall* Legierung mit hoher Dichte	Densimet® Inermet® Denal®	1,5 % - 10 % Ni, Fe, Mo 5 % - 10 % Ni, Cu 2,5 % - 10 % Ni, Fe, Co

* Detailinformationen zu unseren wolframbasierten Metallmatrix-Verbundwerkstoffen finden Sie auf der Werkstoffseite zu W-MMC

Wir bereiten unser Wolfram auf seinen speziellen Einsatz optimal vor. Folgende Eigenschaften definieren wir durch verschiedene Legierungszusätze:

Physikalische Eigenschaften (z. B. Schmelzpunkt, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnung, Elektronenaustrittsarbeit)
Mechanische Eigenschaften (z. B. Festigkeit, Kriechverhalten, Duktilität)
Chemische Eigenschaften (Korrosionsbeständigkeit, Ätzverhalten)
Bearbeitbarkeit (spanabhebende Bearbeitung, Verformungsverhalten, Schweißeignung)
Rekristallisationsverhalten (Rekristallisationstemperatur)

Doch damit nicht genug: Auch durch maßgeschneiderte Herstellprozesse können wir die Eigenschaften von Wolfram in weiten Bereichen variieren. Das Ergebnis: Wolframlegierungen mit unterschiedlichen Eigenschaftsprofilen, die genau auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sind.

WK65 (Wolfram-Kalium)
Wir dotieren Wolfram mit 60 bis 65 μg/g Kalium und verformen das Material zu Drahtprodukten mit einem längsgestreckten Stapelgefüge. Dieses Gefüge verleiht dem Material exzellente Hochtemperatureigenschaften wie eine gute Kriechbeständigkeit und Formstabilität. Durch spezielle Fertigungsschritte ist WK65 höher belastbar als WVM.
WVM (Wolfram-Vacuum-Metallizing)
WVM ist beinahe reines Wolfram, welches nur mit kleinsten Mengen Kalium dotiert wird. Unser WVM wird überwiegend in Stab- und Drahtform angeboten. Es wird als Verdampferwendeln oder Glühdraht eingesetzt sowie für die Herstellung von Komponenten für Epitaxieverfahren. Aber auch der Einsatz als Blech in Form eines Verdampferschiffchens ist möglich. Durch die Dotierung sowie eine geeignete thermomechanische Behandlung stellt sich ein Stapelgefüge ein, welches eine erhöhte Formstabilität bei hohen Temperaturen bewirkt.
WVMW (WVM-Wolfram)
WVMW und S-WVMW wurden als Anodenmaterial für Kurzlichtbogenlampen für Durchmesser größer 15 mm entwickelt. Für die beiden Werkstoffe verwenden wir beinahe reines Wolfram, welches mit Kalium dotiert wird. S-WVMW eignet sich besonders für Stabdurchmesser von über 30 mm. Durch unser spezielles Herstellverfahren für S-WVMW erreichen wir hohe Dichten bis ins Stabzentrum.
WL (Wolfram-Lanthanoxid)
Unser Wolfram mischen wir mit 0,5, 1,0, 1,5 oder 2,0 Gewichtsprozent Lanthanoxid (La₂O₃) und verbessern so die Kriechbeständigkeit und erhöhen die Rekristallisationstemperatur. Zudem lässt sich unser WL mit seinen fein verteilten Oxidpartikeln im Gefüge leichter mechanisch bearbeiten. Die Elektronenaustrittsarbeit von Wolfram-Lanthanoxid ist deutlich geringer als bei reinem Wolfram. Damit ist WL ein begehrter Werkstoff für Ionenquellen und Lampenelektroden.
WC20 (Wolfram-Ceroxid)
WC20 kommt als Schweißelektrodenwerkstoff zum Einsatz. Wir legieren Wolfram mit zwei Gewichtsprozent Ceroxid und erzielen dadurch einen Werkstoff mit einer geringeren Elektronenaustrittsarbeit, einem besseren Zündverhalten und höheren Standzeiten als mit reinem Wolfram.
WRe (Wolfram-Rhenium)
Für mehr Duktilität und somit eine niedrigere Spröd-Duktil-Übergangstemperatur legieren wir Wolfram mit Rhenium. Zudem hat Wolfram-Rhenium eine höhere Rekristallisationstemperatur und eine höhere Kriechfestigkeit. WRe verwenden wir als Thermoelementmaterial für Einsätze bis über 2.000 °C in den Standardzusammensetzungen WRe05 und WRe26. Das Material kommt auch in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz.

Eigenschaften

Rundum gut. Werkstoffeigenschaften von Wolfram.

Wolfram zählt zu den hochschmelzenden Metallen (auch Refraktärmetalle genannt). Refraktärmetalle sind jene Metalle, die einen höheren Schmelzpunkt als Platin (1.772 °C) aufweisen. Bei hochschmelzenden Metallen ist die Bindungsenergie zwischen den einzelnen Atomen besonders hoch. Refraktärmetalle haben einen hohen Schmelzpunkt bei gleichzeitig niedrigem Dampfdruck, eine gute Warmfestigkeit und im Fall von Molybdän- und Wolframbasiswerkstoffen auch sehr hohe Elastizitätsmodule. Auch der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient und die relativ hohe Dichte sind für Refraktärmetalle charakteristisch.

Wolfram besitzt den höchsten Schmelzpunkt von allen Metallen und auch sein Elastizitätsmodul ist enorm hoch. Generell sind die Eigenschaften mit denen von Molybdän vergleichbar. Die beiden Metalle stehen in derselben Gruppe im Periodensystem. Einige Eigenschaften von Wolfram sind - verglichen mit Molybdän - allerdings ausgeprägter. Mit seinen besonderen thermischen Eigenschaften ist Wolfram selbst bei größter Hitze unverwüstlich.

Die Eigenschaften unseres Wolframs und die seiner Legierungen beeinflussen wir durch die Art und Menge der Legierungselemente sowie durch unseren Herstellprozess.

Hauptsächlich werden dotierte Wolfram-Werkstoffe eingesetzt. In WVM und WK65 werden etwa geringe Mengen an Kalium zulegiert. Kalium beeinflusst die mechanischen Eigenschaften von Wolfram besonders bei hohen Temperaturen positiv. Die Zugabe von La₂O₃ bewirkt neben der besseren Bearbeitbarkeit vor allem eine Absenkung der Elektronenaustrittsarbeit und macht Wolfram fit für den Einsatz als Kathodenmaterial.

Rhenium legieren wir zu, um die Duktilität von Wolfram zu steigern. Kupfer erhöht die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffs. Unsere Schwermetallsorten können Sie aufgrund ihrer guten Verarbeitbarkeit für komplexe Geometrien einsetzen. Sie kommen etwa als Abschirmungsmaterial oder als Dämpfungs- und Absorptionskomponenten zum Einsatz.

Welche physikalischen Eigenschaften hat Wolfram?
Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Refraktärmetalle, einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und eine relativ hohe Dichte. Die gute elektrische Leitfähigkeit und die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit von Wolfram sind ebenfalls zu erwähnen. All diese Eigenschaften sind bei Wolfram ausgeprägter als bei Molybdän. Wolfram steht zwar in derselben Gruppe im Periodensystem, aber eine Periode tiefer als Molybdän.

Die physikalischen Eigenschaften von Wolfram ändern sich mit der Temperatur. Die nachfolgenden Diagramme zeigen den Verlauf der wichtigsten Größen im Vergleich:
Dampfdrücke der hochschmelzenden Metalle
Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient von Wolfram und Molybdän
Wärmekapazität von Wolfram und Molybdän
Spezifischer elektrischer Widerstand von Wolfram und Molybdän
Wärmeleitfähigkeit von Wolfram und Molybdän
Temperaturabhängige Emissivitätswerte für W
Die Abbildung (oben rechts) fasst die in der Literatur zugänglichen temperaturabhängigen Emissivitätswerte für Wolfram - dargestellt als blaues Streuband - zusammen. Experimentell an Plansee-Proben in typischen Lieferzuständen bestimmte Emissivitätswerte liegen am oberen Ende des Streubandes.

Welche mechanischen Eigenschaften hat Wolfram?

Wir optimieren die Materialreinheit, bestimmen die Art und Menge der Legierungsbestandteile und verändern die Mikrostruktur von Wolfram durch gezielte thermomechanische Behandlung, eine Kombination aus Umformung und Wärmebehandlung. Das Resultat: maßgeschneiderte mechanische Eigenschaften für unterschiedliche Anwendungen. Wolfram hat ähnliche mechanische Eigenschaften wie Molybdän. Wie bei Molybdän sind diese Eigenschaften abhängig von der Prüftemperatur. Wolfram hat mit 3.420 °C den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Die hohe Warmfestigkeit des Werkstoffs und sein hoher E-Modul ermöglichen die hohe Kriechfestigkeit von Wolfram.

Elastizitätsmodul von Wolfram, aufgetragen über die Prüftemperatur, im Vergleich zu unseren anderen hochschmelzenden Metallen.

Wolfram hat wie Molybdän ein kubisch-raumzentriertes Gitter und damit denselben charakteristischen Übergang von spröd zu duktil. Die Spröd-Duktil-Übergangstemperatur kann durch Verformung und Legieren zu niedrigeren Temperaturen verschoben werden. Mit zunehmendem Verformungsgrad steigt die Festigkeit an. Im Gegensatz zu anderen Metallen nimmt dabei aber auch die Duktilität zu. Um die Duktilität von Wolfram generell zu verbessern, wird hauptsächlich Rhenium zulegiert.

Dotieren:

Dotieren kommt vom Lateinischen "dotare" und bedeutet "ausstatten". Dotieren wird in der Metallkunde als das Einbringen von einem oder mehreren Legierungselementen im Mikrogramm-Bereich verstanden. Häufig verwendet man auch das Wort "Mikrolegieren". Der Legierungsgehalt beim Dotieren geht bis zu einigen Hundert Mikrogramm. Die Höhe der Dotiermenge wird häufig auch in ppm (Gewichts-ppm) angegeben. Der Ausdruck ppm kommt vom englischen "parts per million" und bedeutet "Teile von einer Million", also 10^-6.

Wenn Sie Wolfram bei hohen Temperaturen einsetzen wollen, sollten Sie auf die Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs achten. Neben der Festigkeit des Werkstoffs nimmt bei Wolframwerkstoffen insbesondere die Duktilität mit steigendem Rekristallisationsgrad ab. Wird Wolfram mit kleinen Oxidteilchen (z. B. Lanthan oder Kalium) dotiert, erhöhen sich die Rekristallisationstemperatur und Kriechfestigkeit des Werkstoffs. Je höher die Umformung, desto stärker ist die Wirkung, wenn es sich um Oxide handelt, die durch die thermomechanische Herstellung feiner werden.

In der Tabelle sehen Sie Rekristallisationstemperaturen unserer Wolfram-Basiswerkstoffe bei unterschiedlichen Umformgraden angeführt:

Werkstoff	Temperatur [°C] für 100 % Rekristallisation (Glühdauer 1 Stunde)
	Umformgrad = 90 %	Umformgrad = 99,99 %
W (rein)	1.350	-
WVM	-	2.000
WL10	1.500	2.500
WL15	1.550	2.600
WRe05	1.700	-
WRe26	1.750	-
WC20	1.550	2.600

Typische 0,2%-Dehngrenzwerte für W- und Mo-Blechmaterial im spannungsarmgeglühten bzw. rekristallisierten Zustand (Blechstärke: W=1mm/Mo=2mm)
Typische Zugfestigkeitswerte für W- und Mo-Blechmaterial im spannungsarmgeglühten bzw. rekristallisierten Zustand (Blechstärke: W=1mm/Mo=2mm)
Typische 0,2%-Dehngrenzwerte für W- und Mo-Stabmaterial im spannungsarmgeglühten bzw. rekristallisierten Zustand (Durchmesser: 25mm)
Typische Zugfestigkeitswerte für W- und Mo-Stabmaterial im spannungsarmgeglühten bzw. rekristallisierten Zustand (Durchmesser: 25mm)

Beim Bearbeiten von Wolfram ist Fingerspitzengefühl gefragt. Die spanlose Formgebung wie Biegen oder Abkanten muss generell über der Spröd-Duktil-Übergangstemperatur erfolgen. Diese ist bei Wolfram höher als bei Molybdän. Mit steigender Blechdicke müssen Sie die Anwärmtemperatur stärker erhöhen. Bei Schneid- und Stanzarbeiten ist die nötige Anwärmtemperatur des Blechs höher als beim Abkanten. Die spanabhebende Bearbeitung von Wolfram ist nur sehr schwer möglich. Unsere Wolframlegierungen mit Lanthanoxid lassen sich vergleichsweise besser zerspanen. Der Werkzeugverschleiß ist dennoch sehr hoch und kann zu Ausbrüchen führen. Bei speziellen Fragen zum Thema mechanische Bearbeitung von Refraktärmetallen stehen wir Ihnen mit unserer langjährigen Erfahrung sehr gerne zur Verfügung.

Wie ist das chemische Verhalten von Wolfram?

Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von unter 60 % ist Wolfram korrosionsbeständig. In feuchterer Luft bilden sich Anlauffarben aus. Sie sind aber weniger stark ausgeprägt als bei Molybdän. Glasschmelzen, Wasserstoff, Stickstoff, Edelgase, Metallschmelzen und Oxidkeramikschmelzen greifen auch bei sehr hohen Temperaturen Wolfram nur wenig an, wenn sie nicht zusätzlich Oxidationsmittel enthalten.

Nachstehende Tabelle zeigt das Korrosionsverhalten von Wolfram. Die Angaben beziehen sich, wenn nicht anders vermerkt, auf reine, nicht mit Luft oder Stickstoff vermengte Lösungen. Fremde chemisch aktive Substanzen in kleinsten Konzentrationen können das Korrosionsverhalten stark beeinflussen. Sie haben Fragen zu komplexen Korrosionsthemen? Wir stehen Ihnen mit unserer Erfahrung und eigenem Korrosionslabor sehr gerne zur Verfügung.

MEDIUM	RESISTENT (+), NICHT-RESISTENT (-)	ANMERKUNG
Wasser
Warm- und Kaltwasser < 80 °C	+
Heißwasser > 80 °C, entlüftet	+
Dampf bis zu 700 °C	+
Säuren
Flusssäure, HF	+	< 100 °C
Salzsäure, HCI	+
Phosphorsäure, H₃PO₄	+	< 270 °C
Schwefelsäure, H₂SO₄	+	< 70 %, < 190 °C
Salpetersäure, HNO₃	+
Königswasser, HNO₃ + 3 HCl	+	< 30 °C
Organische Säuren	+
Laugen
Ammoniaklösung, NH₄OH	+
Kaliumhydroxid, KOH	+	< 50 %, < 100 °C
Natriumhydroxid, NaOH	+	< 50 %, < 100 °C
Halogene
Fluor, F₂	-
Chlor, Cl₂	+	< 250 °C
Brom, Br₂	+	< 450 °C
Iod, I₂	+	< 450 °C
Nichtmetalle
Bor, B	+	< 1.200 °C
Carbon, C	+	< 1.200 °C
Silizium, Si	+	< 900 °C
Phosphor, P	+	< 800 °C
Schwefel, S	+	< 500 °C
Gase*
Ammoniak, NH₃	+	< 1.000 °C
Kohlenmonoxid, CO	+	< 1.400 °C
Kohlendioxid, CO₂	+	< 1.200 °C
Kohlenwasserstoffe	+	< 1.200 °C
Luft und Sauerstoff, O₂	+	< 500 °C
Edelgase (He, Ar, N₂)	+
Wasserstoff, H₂	+
Wasserdampf	+	< 700 °C
*Besondere Aufmerksamkeit muss dem Taupunkt des Gases geschenkt werden. Feuchtigkeit kann zu Oxidation führen.
Schmelzen
Glasschmelzen*	+	< 1.700 °C
Aluminium, Al	+	< 700 °C
Beryllium, Be	-
Bismut, Bi	+	< 1.400 °C
Caesium, Cs	+	< 1.200 °C
Cer, Ce	+	< 800 °C
Kupfer, Cu	+	< 1.300 °C
Europium, Eu	+	< 800 °C
Gallium, Ga	+	< 1.000 °C
Gold, Au	+	< 1.100 °C
Eisen, Fe	-
Blei, Pb	+	< 1.100 °C
Lithium, Li	+	< 1.600 °C
Magnesium, Mg	+	< 1.000 °C
Quecksilber, Hg	+	< 600 °C
Nickel, Ni	-
Plutonium, Pu	+	< 700 °C
Kalium, K	+	< 1.200 °C
Rubidium, Rb	+	< 1.200 °C
Samarium, Sm	+	< 800 °C
Scandium, Sc	+	< 1.400 °C
Silber, Ag	+
Natrium, Na	+	< 600 °C
Zinn, Sn	+	< 980 °C
Uran, U	+	< 900 °C
Zink, Zn	+	< 750 °C
*Ausgenommen Gläser mit Oxidationsmitteln
Ofenbauwerkstoffe
Aluminiumoxid, Al₂O₃	+	< 1.900 °C
Berylliumoxid, BeO	+	< 2.000 °C
Graphit, C	+	< 1.200 °C
Magnesit, MgCO₃	+	< 1.600 °C
Magnesiumoxid, MgO	+	< 1.600 °C
Siliziumcarbid, SiC	+	< 1.300 °C
Zirkoniumdioxid, ZrO₂	+	< 1.900 °C

Korrosionsverhalten von Wolfram gegenüber ausgewählten Stoffen

Wolframlegierungen im Vergleich zu reinem Wolfram


	W	WK65	WVM	WL
Legierungsbestandteile (in Gewichtsprozent)	99,97 % W	60 - 65 µg/g K	30 - 70 µg/g K	0,5 % La₂O₃ 1,0 % La₂O₃ 1,5 % La₂O₃2,0 % La₂O₃
Wärmeleitfähigkeit	∼	∼	∼	∼
Hochtemperaturfestigkeit / Kriechfestigkeit	∼	++	++ +	+
Rekristallisationstemperatur	∼	++	++	+
Feinkörnigkeit	∼	+	+	+
Duktilität	∼	+	+	+
Bearbeitbarkeit/Verformbarkeit	∼	+	+	++
Elektronenaustrittsbarkeit	∼	∼	∼	--

∼ vergleichbar mit reinem W + größer als bei reinem W ++ viel größer als bei reinem W - geringer als bei reinem W -- viel geringer als bei reinem W


	WC20	WRe	WCu
Legierungsbestandteile (in Gewichtsprozent)	2 % CeO₂	5 % / 26 % Re	10 - 40 % Cu
Wärmeleitfähigkeit	∼	-	+
Hochtemperaturfestigkeit / Kriechfestigkeit	+	+	--
Rekristallisationstemperatur	+	+
Feinkörnigkeit	+	∼
Duktilität	+	++	++
Bearbeitbarkeit/Verformbarkeit	++	+	++
Elektronenaustrittsbarkeit		+

∼ vergleichbar mit reinem W + größer als bei reinem W ++ viel größer als bei reinem W - geringer als bei reinem W -- viel geringer als bei reinem W

Merkmale und Einsatzbereiche

Qualitätsmerkmale

So einzigartig seine Eigenschaften, so speziell sind die industriellen Anwendungen unseres Wolframs. Drei davon möchten wir Ihnen kurz vorstellen:

Hervorragende Kriechbeständigkeit und hohe Reinheit
Unser Wolfram macht als Schmelz- und Erstarrungsgefäß in der Saphireinkristallzucht eine richtig gute Figur. Seine hohe Reinheit verhindert jegliche Verunreinigung des Saphireinkristalls und seine gute Kriechbeständigkeit garantiert eine gleichbleibende Form. Selbst die höchsten Temperaturen beeinflussen das Ergebnis des Prozesses nicht.
Hohe Reinheit und gute elektrische Leitfähigkeit
Der niedrigste thermische Ausdehnungskoeffizient aller Metalle und eine gute elektrische Leitfähigkeit machen Wolfram zum perfekten Werkstoff für dünne Schichten. Die gute elektrische Leitfähigkeit und geringe Diffusivität zu benachbarten Schichten machen Wolfram zu einem wichtigen Bestandteil in Dünnfilmtransistoren, wie sie in TFT-LCD Bildschirmen zum Einsatz kommen. Das Beschichtungsmaterial in Form von Sputtertargets mit höchster Reinheit bekommen Sie selbstverständlich bei uns. Kein anderer Hersteller kann Wolframtargets in größeren Formaten liefern.
Lange Lebensdauer und höchster Schmelzpunkt
Mit ihrer hohen Lebensdauer bei höchsten Temperaturen halten unsere Schmelztiegel und Dornstangen aus Wolfram selbst Quarzglasschmelzen mühelos stand. Durch die hohe Reinheit unseres Wolframs verhindern wir zuverlässig Blasenbildung und Verfärbungen der Quarzschmelze.

Vorkommen

Natürliches Vorkommen und Aufbereitung

Wolfram fiel das erste Mal im Mittelalter im Erzgebirge bei der Zinnreduktion auf. Allerdings als unangenehmes Begleitelement. Das Wolframerz begünstigte die Verschlackung bei der Reduktion von Zinn und verminderte dadurch dessen Ausbeute. Die Bezeichnung als zinnfressendes Erz "Es reißt das Zinn fort wie Wölfe die Schafe" oder als der "Geifer von Wölfen" (Wolfsrahm) ist der Namensgeber für das Element Wolfram. Der Chemiker Axel Fredrik Cronstedt entdeckte 1752 ein schweres Mineral, das er "Tung Sten" schwedisch für Schwerstein, nannte. Erst etwa 30 Jahre später gelang es Carl Wilhelm Scheele aus dem Mineral Wolframsäure herzustellen. Weitere zwei Jahre später konnten die beiden Assistenten Scheeles, die Brüder Juan Jose und Fausto de Elhuyar, durch Reduktion von Wolframtrioxid, Wolfram herstellen. Die beiden Brüder gelten heute als die eigentlichen Entdecker des Wolframs. Der Name "Wolframium" mit dem Symbol W wurde von Jöns Jakob Berzelius vorgeschlagen.

Die wichtigsten natürlichen Vorkommen von Wolframerz sind Wolframit ((Fe/Mn)WO₄) und Scheelit (CaWO₄). Die größten Wolframvorkommen befinden sich in China, Russland und den USA. Auch in Österreich gibt es eine Scheelitlagerstätte im Gebiet der Felbertauern in Mittersill.

Die beschriebenen Wolframerze haben je nach Lagerstätte einen WO₃-Gehalt zwischen 0,3 und 2,5 Gewichtsprozent. Durch Zerkleinern, Mahlen, Flotation und Rösten kann der WO₃-Gehalt auf etwa 60 % gesteigert werden. Die verbleibenden Verunreinigungen werden hauptsächlich durch Aufschluss mit Natronlauge entfernt. Das erhaltene Natriumwolframat wird mit einer sogenannten Ionenaustausch-Extraktion zu APW (Ammoniumparawolframat).

Die Reduktion erfolgt unter Wasserstoff bei Temperaturen zwischen 500 und 1.000 °C:

WO₃ + 3H₂ › W + 3H₂O

Unser Schwesterunternehmen GTP hat sich auf die Aufbereitung, Extraktion und Reduktion von APW spezialisiert. GTP liefert uns reinstes metallisches Wolfram in verlässlich hoher Qualität.

Zu GTP

RMAP konforme Beschaffung

Wolfram wird teilweise in Regionen in und um die Demokratische Republik Kongo (DRC) abgebaut und wurde daher als „Konflikt-Material“ klassifiziert. Als verantwortungsbewusstes Unternehmen ist es uns ein besonderes Anliegen, dass Rohstoffe, die wir beschaffen, nicht zu solchen Konflikten beitragen.

Daher weisen wir durch eine freiwillige Selbstverpflichtung die unbedenkliche Herkunft unseres Wolframs mit einem eigenen Zertifikat nach. Darin zertifiziert die Responsible Minerals Initiative (RMI), früher CFSP genannt, den Einsatz von Wolfram-Rohstoffen aus ethisch unbedenklichen Quellen. So hat der Prüfungsausschuss der Responsible Business Alliance (RBA) und der Global e-Sustainability Initiative (GeSI) bestätigt, dass Global Tungsten & Powders (GTP) in Towanda - ein Teil der Plansee Group - Wolfram RMAP konform beschafft. Auch für Plansee-Kunden ist das Zertifikat ein unabhängiger Beweis, dass die Plansee Group Wolfram aus unbedenklichen Quellen bezieht.

Wie wir das alles machen? Mit Pulvermetallurgie!

Was ist Pulvermetallurgie eigentlich? Heutzutage werden bekanntlich die meisten industriellen Metalle und Legierungen wie zum Beispiel Stähle, Aluminium und Kupfer, durch Schmelzen und Abgießen in eine Form hergestellt. Die Pulvermetallurgie jedoch umgeht den Schmelzvorgang und erzeugt die Produkte durch Verpressen von Metallpulvern und anschließender Wärmebehandlung (Sintern) unterhalb der Schmelztemperatur des Materials. Die drei wichtigsten Einflussgrößen für die Pulvermetallurgie sind das Metallpulver, das Pressen und das Sintern. All das können wir bei uns im Haus steuern und optimieren.

Warum setzen wir auf Pulvermetallurgie? Die Pulvermetallurgie ermöglicht es, Werkstoffe mit einem Schmelzpunkt von weit über 2.000 °C herzustellen. Das Verfahren ist selbst bei geringeren Produktionsmengen noch besonders wirtschaftlich. Außerdem ermöglichen maßgeschneiderte Pulvermischungen eine Vielzahl an besonders homogenen Werkstoffen mit ausgewählten Eigenschaften.

Das Wolframpulver wird mit möglichen Legierungselementen gemischt und anschließend vorwiegend kaltisostatisch gepreßt. Dabei werden Drücke bis zu ca. 2.000 bar aufgebracht. Der so entstandene Pressling (auch Grünling genannt) wird danach in speziellen Öfen bei Temperaturen über 2.000 °C gesintert. Dabei wird er dicht und bildet seine Mikrostruktur aus. Die ganz besonderen Eigenschaften unserer Werkstoffe, wie ihre hohe Warmfestigkeit und Härte oder ihr Fließverhalten, entstehen durch die richtige Umformung, zum Beispiel beim Schmieden, Walzen oder Ziehen. Nur wenn all diese Schritte perfekt zusammenspielen, können wir unseren hohen Qualitätsanspruch erfüllen und Produkte mit höchster Reinheit und Güte erzeugen.

Oxid

Reduktion

Mischen Legieren

Pressen

Sintern

Umformen

Wärme- behandlung

Mechan. Bearbeitung

Qualitäts- sicherung

Recycling

OxidMolymet (Chile) ist der weltweit größte Verarbeiter von Molybdän-Erzkonzentraten und unser Hauptlieferant für Molybdäntrioxid. Die Plansee Group hält 21,15 % Anteile an Molymet. Global Tungsten & Powders (USA) ist eine Division der Plansee Group und unser Hauptlieferant für Wolfram-Metallpulver.

Produktspektrum

Überblick der Halbzeuge aus Wolfram und Wolfram-Legierungen:
Werkstoff	Bleche und Platten [Stärke]	Stäbe [Durchmesser]	Drähte [Durchmesser]
W	0,025 – 20 mm	0,3 – 90 mm	0.025 – 1,50 mm
W-UHP	Auf Anfrage
WK65			0,010 –1,50 mm
WVM	0,05 – 5 mm	0,3 – 12,99 mm	0,050 – 1,50 mm
WVMW		13 – 45 mm
WL05/WL10/WL15	Auf Anfrage	0,3 - 90 mm
WC20		Auf Anfrage
WRe05/WRe26		Auf Anfrage	0,4 – 1,50 mm

Bei Fragen zu obigen Dimensionen oder Interesse an Halbzeugen aus anderen Werkstoffen, wie WCu oder INERMET®, kontaktieren Sie uns bitte.

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Sie wollen mehr über Wolfram und seine Legierungen erfahren? Dann sehen hier unsere Materialbroschüre und unsere Produktdatenblätter ein.

Materialbroschüre: Wolfram

Produktdatenblatt: W

Produktdatenblatt WC

Produktdatenblatt: WRe

FAQ

Häufig gestellte Fragen rund um den Werkstoff Wolfram

Ist Wolfram ein Metall?
Wolfram ist ein hochschmelzendes Metall (auch Refraktärmetalle genannt) und gehört zur Gruppe der Übergangsmetalle. Es hat das das Elementsymbol W und die Ordnungszahl 74. Refraktärmetalle sind jene Metalle, die einen höheren Schmelzpunkt als Platin haben (1.772 °C).
Welche Eigenschaften hat Wolfram?
Wenn es um Hitzebeständigkeit geht, kann kein Metall mit Wolfram mithalten. Wolfram hat den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und ist selbst bei höchsten Temperaturen nahezu unverwüstlich. Auch sein sehr geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient, seine hohe Formbeständigkeit sowie die gute Leitfähigkeit sind zu erwähnen.
Für was wird Wolfram verwendet?
Mit seinen einzigartigen mechanischen und chemischen Eigenschaften ist Wolfram ein hervorragender Werkstoff für höchste Anforderungen. Wir machen aus diesem Werkstoff etwa Hochtemperaturofenbauteile, Lampenbauteile und Komponenten für die Medizin- und Dünnschichttechnik.
Woher kommt der Namen Wolfram bzw. Tungsten?
Wolfram fiel das erste Mal im Mittelalter im Erzgebirge bei der Zinnreduktion auf. Allerdings als unangenehmes Begleitelement. Das Wolframerz begünstigte die Verschlackung bei der Reduktion von Zinn und verminderte dadurch dessen Ausbeute. Die Bezeichnung als zinnfressendes Erz "Es reißt das Zinn fort wie Wölfe die Schafe" oder als der "Geifer von Wölfen" (Wolfsrahm) ist der Namensgeber für das Element Wolfram. Der Chemiker Axel Fredrik Cronstedt entdeckte 1752 ein schweres Mineral, das er "Tung Sten" schwedisch für Schwerstein, nannte. Erst etwa 30 Jahre später gelang es Carl Wilhelm Scheele aus dem Mineral Wolframsäure herzustellen. Weitere zwei Jahre später konnten die beiden Assistenten Scheeles, die Brüder Juan Jose und Fausto de Elhuyar, durch Reduktion von Wolframtrioxid, Wolfram herstellen. Die beiden Brüder gelten heute als die eigentlichen Entdecker des Wolframs. Der Name "Wolframium" mit dem Symbol W wurde von Jöns Jakob Berzelius vorgeschlagen.
Wo wird Wolfram abgebaut?
Die wichtigsten natürlichen Vorkommen von Wolframerz sind Wolframit ((Fe/Mn)WO4) und Scheelit (CaWO4). Die größten Wolframvorkommen befinden sich in China, Russland und den USA. Auch in Österreich gibt es eine Scheelitlagerstätte im Gebiet der Felbertauern in Mittersill.