El tungsteno, conocido por su excepcional resistencia al calor y su papel crucial en la fabricación de aceros especiales, ha revolucionado la industria de la metalurgia moderna en los procesos de aleación.
Este elemento se incorpora generalmente en forma de ferro-tungsteno, una mezcla que facilita su disolución en el acero fundido gracias a su menor punto de fusión y densidad en comparación con el tungsteno puro.
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Aunque su aplicación industrial era prácticamente desconocida antes del siglo XX, el descubrimiento de sus propiedades transformó la producción de herramientas y materiales de alta resistencia.
¿Cómo se obtiene el carburo de tungsteno?
Una parte del tungsteno metálico se destina a la producción de carburos cementados, materiales de extraordinaria dureza. Para obtenerlos, el polvo de tungsteno de gran pureza se combina con carbono a altas temperaturas en un ambiente inerte, generando carburo de tungsteno.
Este se tritura y se mezcla con polvo de cobalto, que actúa como aglutinante durante el proceso de sinterización. El resultado es un compuesto extremadamente resistente, considerado la sustancia artificial más dura empleado en herramientas de corte, brocas, matrices y equipos de mecanizado de alta precisión.
Procesos de extracción
La obtención del tungsteno metálico comienza con el tratamiento del mineral para separar el concentrado de wolframio. El proceso general incluye las siguientes etapas:
- Concentración del mineral:
Se realiza mediante flotación, separación gravimétrica o magnética, obteniendo un concentrado con alto contenido de WO₃ (óxido de tungsteno). - Tostación y lixiviación:
El concentrado se transforma en óxido de tungsteno (WO₃), el cual se disuelve posteriormente en soluciones alcalinas o ácidas para eliminar impurezas y obtener para tungstato de amonio (APT), el principal producto intermedio. - Reducción a tungsteno metálico:
El APT se calienta en una atmósfera reductora de hidrógeno a temperaturas entre 700 °C y 1.000 °C, produciendo tungsteno en polvo según la reacción:
WO_3+3H_2→W+3H_2 O
El tamaño de partícula del polvo depende de las condiciones de reducción y es crucial para las propiedades del material final.
Metalurgia del polvo y conformado
Debido al alto punto de fusión del tungsteno, no se puede fundir ni moldear fácilmente por métodos convencionales. Por ello, se emplea la metalurgia de polvos, que consiste en:
- Compactación del polvo de tungsteno en moldes bajo alta presión.
- Sinterización a temperaturas cercanas a 1.500–2.000 °C en atmósfera controlada para obtener piezas densas.
- Forjado o extrusión en caliente para mejorar la densidad y propiedades mecánicas.
El tungsteno puro se utiliza para fabricar filamentos de lámparas, electrodos de soldadura y contactos eléctricos, mientras que las aleaciones de tungsteno se emplean en herramientas de corte, blindajes y contrapesos.
Aplicaciones del tungsteno
Las principales aplicaciones del tungsteno y sus compuestos incluyen:
- Carburos cementados (WC-Co): usados en brocas, fresas y herramientas de alta velocidad.
- Filamentos y resistencias eléctricas: por su elevada conductividad térmica y punto de fusión.
- Aleaciones pesadas: para contrapesos en aeronáutica, municiones y dispositivos médicos.
- Industria electrónica: en contactos, semiconductores y disipadores de calor.
Conclusión
La metalurgia del tungsteno es un campo fundamental para la ingeniería moderna. Su proceso, aunque complejo, permite obtener un metal de propiedades excepcionales que resulta insustituible en numerosas aplicaciones tecnológicas y estratégicas.
La combinación de su alta dureza, resistencia térmica y densidad convierte al tungsteno en uno de los pilares de la metalurgia avanzada y de los materiales de alto desempeño.