钨丝是什么东西？
将钨条锻打、拉拔后制成的细丝。主要用于白炽灯、卤钨灯等电光源中。用于灯泡中作各种发光体的钨丝，还需要在冶制过程中掺入少量的钾、硅和铝的氧化物，这种钨丝称为掺杂钨丝(Doped Tungsten Wire),也称作218钨丝或不下垂钨丝(Non-sag Tungsten Wire)。 现在的钨丝一般是各种拉丝模拉制的。
有硬质合金拉丝模、精密陶瓷拉丝模等，金刚石只是其中一种拉丝模，激光钻孔只是制模的一种方法，并不一定需要用金刚石。 拉丝机由粗拉丝机,中拉丝机,细拉丝机及极细拉丝机组成完整的拉丝机生产线。
钨的熔点高，电阻率大，强度好，蒸气压低，是所有纯金属中制作白炽灯丝的最佳材料。但钨的硬度大且脆，很难加工。
1909年，库利奇发明了钨丝的加工工艺，为白炽灯泡的生产和推广起了决定性的作用，其基本原理一直沿用到今天。
我国的上海灯泡厂于1951年4月开始试制钨丝，用简单的碗、缸、烧杯等作化学反应用的试验工具，提炼出三氧化钨。并制造多种模具和设备，将钨粉压成钨条，随后用旋锤机和拉丝模将钨条锤成钨棒，1953年9月拉出第一根直径1毫米钨丝。但规格太粗，不能制成灯泡，后拉出了直径为0.18毫米的钨丝，制成第一只用国产钨丝的100伏500瓦灯泡。国产钨丝在耐高温性能、性脆易断、线径不圆度和不均匀性等方面与国际技术水平尚存在差距。1958年9月，又试制成功8微米特细钨丝，是小型电子管和小型灯泡的主要材料。1985年，上海灯泡厂又从日本引进钨丝生产技术和部分设备。主要有适应特种电光源要求的钨丝生产技术和从烧结到细丝拉制的关键设备，钨条焊接，高频退火，旋锤串打多模拉丝，蓝钨加料和氢气回收技术等设备合计86台（套），国内配套设备主要是全部动力系统和前段工序中的蒸发、球磨、酸洗、混粉、还原、压模、预烧等设备共63台（套）。其中13台（套）专用设备，由上海灯泡厂设计制造。钨丝流水生产线建成投产后，产品工艺由40年代水平达到国际上80年代初水平，产品完全符合出口标准，产量增长了25%，1990年出口创汇达20余万美元。现货供应99.98％以上高纯度军工用钨条、钨粉。
制作
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钨丝的生产大都用仲钨酸铵 （APT）作原料。一般的工艺过程是将仲钨酸铵在 500℃左右的空气中焙烧成三氧化钨,或在450℃左右的氢气中轻微还原成蓝色氧化钨。制作白炽灯灯丝的钨丝需要在三氧化钨或蓝色氧化钨中掺入少量的氧化钾、氧化硅和氧化铝，三者用量总和不超过1％,这就是巴兹在1922年发明的钨丝掺杂工艺。经过掺杂处理的钨的氧化物用氢气还原成金属钨粉。还原过程一般分两步进行:第一步在630℃左右还原成二氧化钨（棕色氧化钨）,第二步在820℃左右还原成金属钨粉。两步还原的目的是使掺入的钾充分发挥作用和控制粉末粒度。这样取得的掺杂钨粉再在一种特制的模子中压制成细长的方条。把方条在氢气中通电，用自电阻加热(温度达3000℃左右)的方法进行烧结，烧结后钨条的密度可达到理论值的85％以上。这种钨条便可以用旋锻方法加工成直径为3mm左右的钨杆,然后进一步用模子拉拔的方法加工成各种不同粗细的钨丝。例如220V、15W的白炽灯用的钨丝直径约为15µm，而 10000W的溴钨灯用的钨丝直径约为1.25mm。更细的钨丝如 220V、10W的白炽灯钨丝直径约为12µm，则要采用电解腐蚀的方法来制作。
当钨丝的直径达到微米级时，用常规的卡尺很难精确地测定其直径。因此,国际上通常将直径在0.2mm以下的钨丝用其切长为200mm丝段的重量来表示丝的粗细,例如上述15W白炽灯钨丝的直径可以用0.679mg/200mm来表示。
使用性能
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包括高温使用性能、室温使用性能和丝径的一致性。
①高温使用性能。 白炽灯用钨丝的工作温度常在2300～2800℃之间，一般灯泡功率越大，灯丝的工作温度也越高，由此可见，灯丝的工作温度远超过钨丝的再结晶温度，此时，灯丝在其自重的作用下，在两挂钩之间的丝段将产生下垂现象，严重时，灯丝可下垂到与灯泡的玻壳相碰。对于在钨的粉末冶金过程中掺入了少量的钾硅铝的氧化物的掺杂钨丝，虽然其最终的成品丝中的硅和铝的含量只有百万分之几，钾的含量也不过百万分之几十，但用这种掺杂钨丝作的灯丝其下垂程度却可以有极大的改善。其原因是由于掺杂钨丝与未掺杂钨丝再结晶的晶体结构有很大的差别。未掺杂钨丝的再结晶晶体基本上是等轴晶体，而掺杂钨丝的再结晶晶体结构是呈长条状互相搭接的粗大晶粒。从金属材料的高温蠕变理论来看，这种粗长搭接结构的再结晶晶体结构能大大地提高其高温抗下垂的能力。根据70年代进行的一系列的透射电镜和俄歇能谱仪的研究分析表明，这种掺杂钨丝所特有的粗长搭接结构的再结晶晶体结构的生成与掺杂钨丝中所含有的钾有密切的关系。残存在掺杂钨条中的微量钾在加工中形成与丝轴平行的钾泡列，它阻碍再结晶过程中晶粒的横向长大，因而生成粗长的搭接结构。
白炽灯灯丝的下垂既与掺杂钨丝中的添加元素含量及加工工艺有关，也与灯丝制作过程中的处理工艺有关。钨丝在拉制成成品丝时保留了大量的内应力，在绕制成灯丝时又在钨丝的截面上产生新的不均匀变形的内应力。这些内应力必须在灯丝装架进入泡壳前加以完善的消除，否则灯泡在燃点开始的时候就会使灯丝扭曲、变形和下垂。灯丝的下垂会严重地降低灯泡的发光效率。
②室温使用性能。钨丝的室温使用性能表现在绕丝性能上。钨丝由于其加工流程长,如果工艺管理不善,则很容易使钨丝产生很多细小裂纹或局部变脆，以致绕丝时很容易断裂。由于裂纹所造成的绕丝断裂断口呈须毛状，而由于丝材变脆所造成的断口则呈现晶面闪光状。
③丝径的一致性。钨丝丝径一致性差是使白炽灯泡光电参数超差的一个重要原因，有的还会影响到灯泡的使用寿命。
应用
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钨丝除少量用作高温炉的发热材料、电子管的热子和复合材料的加强筋等外，绝大部分都用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝以及气体放电灯的电极。对用作气体放电灯阴极的钨丝或钨杆，为降低其电子逸出功，须加入0.5～3％的钍，称为钨钍丝。由于钍是一种放射性元素，污染环境，故有用铈来代替钍作成钨铈丝或钨铈杆的。但铈的蒸发率高，所以钨铈丝或钨铈杆只能用于小功率的气体放电灯。
钨丝一旦经高温使用发生再结晶以后就变得很脆，在受冲击或震动的情况下极易断裂。在一些要求高可靠性的电光源产品中，为防止灯丝的断裂，常在掺杂钨丝中加入3～5％的铼，称为钨铼丝，它可以使钨的延脆转变温度下降到室温或室温以下。这是一种很奇特的铼效应，至今还未发现一种元素能代替铼，在钨中产生同样效应。
钨在常温下有较好的耐酸、碱能力，但在潮湿的空气中易被氧化，所以细钨丝不能在潮湿环境中贮存过久。另外钨在1200℃上下就开始与碳起反应生成钨的碳化物，所以对灯丝的烧氢处理要注意这个问题，否则钨与其表面的石墨润滑剂起反应，则灯丝就要变脆断裂。
钨的硬度是120度，钨是一种有色金属。
通常人们根据金属的颜色和性质把金属分成两大类:黑色金属和有色金属。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
黑色金属以外的金属称为有色金属。钨则属于有色金属范畴。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金 属大，电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。
钨钢的特点：
钨钢的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料种别（如P,M,K,N,S,H牌号）。粘结相成份主要是利用其强度和耐蚀性。
钨钢的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。
含钨的钢材，比如高速钢和某些热作模具钢，钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高，但是韧性会急剧下降。
钨是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔．威廉．舍耶尔发现白钨矿，并提取出新的元素酸－钨酸，1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大。
现代的钨丝白炽灯到1908年才由美国发明家库利奇试制成功。发光体是用金属钨拉制的灯丝，这种材料最可贵的特点是其熔点很高，即在高温下仍能保持固态。事实上，一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。
钨是一种金属，化学符号是W，原子序数是74，是非常硬、灰黑色至白色的过渡金属。含有钨的矿物有黑钨矿和白钨矿等。钨的物理特征非常强，尤其是熔点非常高，是所有合金金属中最高的一种。纯钨主要用在电器和电子设备，它的许多化合物和合金也有很多其它用途（最常见的有灯泡里的钨丝，以及高温合金）。
稀土有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc） 和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。
质地纯正的钨可来制作电灯丝及伦琴线管的阴极等。由于钨金属耐高温而不变形，故用来制作高速钢，为工业上所用的高速切削工具和军事上必不可少的重要材料。钨酸钠可用作丝织物的媒染剂，棉织物的防火剂，以及玻璃和陶器上的着色剂等；还可熔制成钴铬钨合金及其它金属的合金，用来制作各种合金钻头。 2．白钨矿 颜色为白色，也有黄褐、绿和淡红色等。金刚光泽。它属正方晶系，形成双锥状假八面体或板状晶体，晶面有时可见斜条纹，其中插生双晶者较为常见；也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度4.5－5；比重5.9－6.2。性脆，贝壳状或参差状断口。受阴极射线作用时可发出浅蓝色的光
所谓液相烧结是指混合粉末压坯在烧结温度下有一定量 液相存在的烧结过程。其优点在于液相润湿固相颗粒并溶解少量固体物质，大 大加快了致密化和晶粒长大的过程，并达到极高的相对密度。比如对通常在液 相烧结时使用的镍铁粉而言， 当烧结进行时， 镍铁粉熔化。 尽管在固相钨(占 95％ 的体分数)中液态镍铁的溶解度极小，但固态钨却易于溶解在液态镍铁中。一旦 液体镍铁润湿钨粒并溶解一部分钨粉，钨颗粒则改变形状，其内部孔隙当液流 进入时立即消失。过程继续下去，则钨颗粒不断粗化和生长，到最后产生接近 100％致密且具有最佳显微组织的最终产品。 用液相烧结制成高密度钨合金除密度高外还有比纯钨更好的冲击性能，其 主要用途是制造高穿透力的军用穿甲弹。 碳化钨在 1000℃以上的高温仍能保持良好的硬度，是切削、研磨的理想工 具。
1923 年德国的施罗特尔(Schroter)正是利用 WC 的这一特性才发明 WC-Co 硬 质合金的。由于 WC-Co 硬质合金作为切削刀具及拉伸、冲压模具带来了巨大的 商机，很快在 1926～1927 年便实现了工业化生产。简单地说，先将钨粉(或 W03)与碳黑的混合物在氢气或 真空中于一定温度下碳化，即制成碳化钨(WC)，再将 WC 与金属粘结剂钴按一定 比例配料，经过制粉、成型、烧结等工艺，制成刀具、模具、轧辊、冲击凿岩 钻头等硬质合金制品。
目前使用的碳化钨基硬质合金大体上可分为碳化钨—钴、碳化钨—碳化钛 —钴、碳化钨—碳化钛—碳化钽(铌)—钴及钢结硬质合金等四类，在当前全球 每年约 5 万吨钨的消费量中，碳化钨基硬质合金约占 63％。据最近的消息，全 球硬质合金的总产量约 33000 吨/年，消耗钨总供应量的 50％～55％。 钨是高速工具钢、合金结构钢、弹簧钢、耐热钢和不锈钢的主要合金元素， 用于生产特种钢的钨的用量很大。
钨可以通过固溶强化、沉淀强化和弥散强化等方法实现合金化，借以提高 钨材的高温强度、塑性。通过合金化，钨已形成多种对当代人类文明有重大影 响的有色金属合金。 钨中加入铼(3％～26％)能显著提高延展性(塑性)及再结晶温度。某些钨铼 合金经适当高温退火处理后， 延伸率可达到 5％， 远较纯钨或掺杂钨的 1％～3％ 为高。
钨中加入 0.4％～4.2％氧化钍(ThO2)形成的钨钍合金，具有很高的热电子发 射能力，可用作电子管热阴极、氩弧焊电极等，但 ThO2 的放射性长期未得到解 决。 我国研制的铈钨(W-CeO2)合金及用 La2O3 和 Y203 作弥散剂制成的镧钨、钇钨合 金(氧化物含量一般在 2.2％以下)代替 W-Th02 合金， 均已大量用作氩弧焊、 等离 子焊接与切割及非自耗电弧炉等多种高温电极。
钨铜、钨银合金是一种组成元素间并无反应因而不形成新相的粉冶复合材 料。钨银、钨铜合金实际上不是合金，故被视为假合金。钨银合金即是常提及 的渗银钨。此类合金含 20％～70％铜或银，兼有铜、银的优异导电导热性能与 钨的高熔点、耐烧蚀等性能，主要用作火箭喷嘴、电触点及半导体支承件。国 外一种北极星 A-3 导弹的喷嘴就是用渗有 10％～15％银的钨管制造的，重量达 数百千克的阿波罗宇宙飞船用的火箭喷嘴也是钨制造的。
钨钼合金具有比纯钨更高的电阻率、更优异的韧性，已用作电子管热丝、 玻璃密封引出线。钨作为合金元素，在有色金属合金中要提及的还有超合金。 上个世纪 40 年代为适应航空用涡轮发动机对高温材料的需要，在隆隆的炮火中 诞生了超合金。超合金由镍基、钴基、铁基三类特种结构合金组成。它们在高 温(500～1050 ℃)下作业时仍能保持极高的强度、抗蠕变性能、抗氧化性能及 耐蚀性。此外，它们在长达数年的使用期限内，可保证不会断裂，也就是具有 耐高周期疲劳和低周期疲劳的特性。这类性能对人命关天的航空航天产业万分 重要。 目前使用的知名超合金共有 35～40 个牌号，其中相当一部分的主成分之一 为钨
