钨合金 —— 战略性稀有金属的过去，现在和未来

       

一、钨在全球市场中的消耗情况

欧洲、美国、日本、独联体国家和中国是当今世界上主要的钨消费大户。按照钨的最终用途来划分，硬质合金是最大的消费领域，约占钨总消耗量的一半以上，其次是钢铁及合金、轧制品和化工及其他产品，在这些产品中钨的用量日本约为50％，欧洲和美国则高于60％，而含钨的钢消耗量，欧洲为25％，日本高于30％。

二、钨的几种研究方式

钨合金具有熔点高、密度高、强度大、低热膨胀系数、抗腐蚀性和良好的机械加工等综合性能，在航空航天、军事装备、电子、化工等许多领域得以广泛应用，它包括：①用于切削、焊接和喷涂方面的碳化物，如碳化钨。②用于电子工业中大量的灯丝和电子管的阴极，耐震钨丝、复合稀土钨电极等等。③用于高温领域．如高温电阻炉的加热元件和军事上制作的穿甲弹、钨子弹、药型罩等。为了提高钨合金材料塑性、降低其塑一脆转变温度．进一步改善其高温热强性能一直是钨合金领域内一个持久的研究热点。因此，钨合金研究与开发的主要内容是材料的塑一脆转变行为、高温强度特性、焊接和复合化、制取工艺的最佳化，也就是说细化、强化和复合化已被提到日程上来。

（一）净化研究

指难熔金属的纯化和加工过程中环境的净化程度的研究，对改善钨材的塑性和降低其塑-脆转变温度具有十分重要的作用，因为氧氮等有害杂质会导致塑8 脆转变温度显著提高，增大材料的脆性而难以加工。我国钨的净化大都从氧化物纯化开始，通过溶剂萃取、离子交换和多次再结晶工艺，提高APT的化学纯度。现代超大规模集成电路技术所需的高纯难熔金属及单晶都用高纯粉末制备。西北有色金属研究院是我国高纯难熔金属和单晶材料的主要研究和开发单位，其产品纯度已达到大于四个九，能提供多种规格的高纯钨加工材和单晶。

（二）细化研究

主要围绕粉末细微化内容。在依靠自己研究并结合引进和消化国外技术的基础上，我国扩大了亚微粉末和超细粉末的生产规模，因为制取超细颗粒组织的硬质合金，降低钨坯的烧结温度和获得细晶组织的坯条需要这类粉末。近年来，我国还开展了纳米钨粉研究和用纳米钨粉制取2 8 ’ 合金和硬质合金的探索。

（三）强韧化研究

强韧化研究旨在改善难熔金属材料的耐热强度和韧性。多年来，宝鸡难熔金属材料有限责任公司、西北有色金属研究院、北京钢铁研究总院、中南大学进行了掺杂条件的选择、掺杂蓝钨还原、粉末粒度和分布的控制等重大研究。强化分两类：单一强化（使用一种强化剂)和复合强化(使用两种或两种以上强化剂)。我国钨钼强韧化研究如图下所示。

（四）复合化研究

我国通过复合化研究，已生产出许多复合材料， 如W-Cu、W-Ag、Mo-Cu、Mo-Ag等这类“伪合金”，已广泛用于电力、电子和国防部门。近年我国又研制出W-Mo、W-RE复合旋转阳极靶，W-Mo、W-Ir复合流口，应用于医疗器械、陶瓷纤维工业等部门。

 

三、钨在国内的应用情况

中国钨的应用，大致分为四大类：

1、 用于切削、耐磨、焊接和喷涂方面的碳化物。采矿业和石油工业大量使用碳化钨，主要用于钻头、推土机铲刀和粉碎机械上。碳化钨还广泛用于运输和电气设备的耐磨部件上。

2、 用于电气和电子工业。电子工业中大量电灯的灯丝和电子管的阴极，汽车的电接点，高温电阻炉的加热元件，航天航空工业上使用的平衡锤和摆等等，均来自钨的加工制作。

3、 用于高速钢、工具钢、模具钢、高温高强度合金和各种有色金属合金。添加其他金属形成的钨合金广泛用于高温领域，以至军事上制作穿甲弹等。

4、用于各种化工制品。钨在纺织染料、油漆颜料、陶瓷釉料、调色剂和玻璃着色等轻工领域应用有广阔天地。电视显象管、X射线荧光屏和荧光灯的荧光材料等，都选用钨的化合物。钨酸纳用作纺织工业的缓蚀剂和防火剂。用于制造石油精炼触煤。

四、国内钨资源的概况

（一）全球钨储量稀少，中国占据资源优势

 
      钨是非常稀缺的有色金属资源。根据美国地质调查局数据，截至2011年，全球钨总探明储量仅为310万吨，基础储量为618.5万吨。大多数钨资源分布在比较年轻的山脉带，以阿尔卑斯—喜马拉雅山脉和环太平洋地质带为代表。这两大区域集中了全球大部分大型优质钨矿资源。从国家角度看，根据美国地质调查局2011年数据，钨资源主要集中在中国、加拿大、俄罗斯、美国和玻利维亚，五国合计占全球总储量的84.93%，储量基础的84.52%。而中国目前钨矿已探明储量190万吨，占全球总探明储量的65%以上，基础储量更是接近全球资源储量的70%，具备绝对资源优势。

（二）中国钨资源集中于华南地区

 
     中国目前拥有的已探明钨资源广泛分布在22个省、市、自治区，但储量主要集中于华南地区。其中湖南和江西最为突出，探明储量分别占全国39%和27%，其次为河南和福建，四省合计储量占到全国总储量的90%。

 
      中国赣州市钨资源非常丰富，素有“世界钨都”之称，钨矿保有储量居全国第二位，约占全国的39％、世界的26％；其中高品质黑钨矿保有储量约占全国同类矿的70％、世界的60％；钨矿产量约占全国的20—30％左右，是我国乃至全球钨的主产区。

在新的钨矿勘探方面，2012年6月赣北传出好消息。九江市武宁县的特大型钨矿——大湖塘钨矿探明储量达到106万吨，远远超过原来江西钨矿资源的保有储量，有望成为目前世界上探明储量最大的钨矿，潜在经济价值超过3000亿元。该钨矿矿藏量目前还有待相关部门备案，故精确的矿藏量还未公布。根据勘探方916地质队反馈的信息看，大湖塘矿区及外围找矿前景美好，完全有可能再发现大型钨矿。

        大湖塘钨矿的发现无疑使中国钨资源的战略地位更加明显。如果按照106万吨探明储量计算，目前中国钨资源探明储量将达到全球总探明储量的74.7%，资源垄断优势更加巨大。