Bayerische Metallwerke heeft een nieuw procedé gepatenteerd voor de productie van wolfraamlegeringen met een gewichtspercentage wolfraam tot 98,5%. Kenmerkend hiervoor is dat de meerfasige mengkristallegering wordt verkregen in een poedervorm die geschikt is als uitgangsmateriaal voor 3D print- en coatingprocessen.
De voorlopers van Bayerische Metallwerke zijn al meer dan een eeuw actief in de productie van wolfraam en molybdeen. Tegenwoordig maakt het bedrijf deel uit van Gesellschaft für Wolfram Industrie. Na twee jaar ontwikkeling is eind 2020 octrooi aangevraagd op het nieuwe productieproces voor een wolfraamlegering en het verdere gebruik ervan.
Bayerische Metallwerke krijgt patent op nieuw procedé voor productie WNiFe/WNiCu legeringen
Voorgelegeerd poeder
“Het bijzondere van onze wolfraam-nikkel-ijzerlegering is dat we deze verkrijgen in de vorm van een voorgelegeerd poeder,” legt Dr.-Ing. Hany Gobran uit, manager onderzoek en ontwikkeling bij Bayerische Metallwerke en uitvinder van de fabricagetechnologie. “Dit is geschikt als startproduct voor 3D printen en coatingprocessen.” Bij gebrek aan een alternatief is tot nu toe alleen een mengpoeder gebruikt om wolfraam bruikbaar te maken voor onderdelen met complexe geometrieën. Het grootste nadeel van dergelijke mengsels vloeit voort uit de verschillende smeltpunten van wolfraam (ongeveer 3.400 °C) en van nikkel en ijzer. Hierdoor verdampt een groot deel van de twee toegevoegde stoffen op ongecontroleerde wijze tijdens het smeltproces in het verdere verwerkingsproces. Dankzij de voorlegering in het door Gobran ontwikkelde proces worden alle drie elementen als een meerfasig materiaal in elk afzonderlijk poederdeeltje samengevoegd. De samenstelling kan dus nauwgezet gecontroleerd worden en er is geen verlies van bindmetalen.
Tot 98,5% gewicht wolfraam
De nieuwe legering kan worden geproduceerd met 80 tot 98,5% (gewicht) wolfraam, 0,1 tot 15% (gewicht) nikkel en 0,1 tot 10% (gewicht) ijzer en/of koper. Hiermee wordt een dichtheid van het eindproduct bereikt van 17 tot 18,8 g/cm3. Daarmee voldoet de legering aan de eisen van onder andere de aluminiumindustrie voor de productie van gereedschappen en voor afscherming tegen alfa- en gammastraling. “Hoe hoger het aandeel wolfraam in het eindproduct, hoe beter het bestand is tegen gesmolten aluminium en hoe beter de thermische geleidbaarheid,” legt Gobran uit. Het nieuwe materiaal kan gebruikt worden als vervanging van lood.
Daarnaast kan men de poedergrootte aanpassen tussen 10 en 200 micron. Daarmee wordt het materiaal inzetbaar voor bijvoorbeeld plasma coating én ook voor additive manufacturing.
