| 詳細(xì)參數(shù) | |||
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| 品牌 | 精研 | ||
鎢銅復(fù)合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結(jié)構(gòu)假合金，是金屬基復(fù)合材料.由于金屬銅和鎢物性差異較大，因此不能采用熔鑄法進(jìn)行生產(chǎn)，現(xiàn)在一般采用粉末合金技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。
鎢和銅組成的合金。常用合金的含銅量為10%～50%。合金用粉末冶金方法制取，具有很好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，較好的高溫強(qiáng)度和一定的塑性。在很高的溫度下，如3000℃以上，合金中的銅被液化蒸發(fā)，大量吸收熱量，降低材料表面溫度。所以這類材料也稱為金屬發(fā)汗材料。
鎢銅合金有較廣泛的用途，其中一大部分應(yīng)用于航天、航空、電子、電力、冶金、機(jī)械、體育器材等行業(yè)。其次也要用來制造抗電弧燒蝕的高壓電器開關(guān)的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構(gòu)件，也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和高溫使用的場合。
工藝介紹采用粉末冶金方法制取鎢銅合金的工藝流程為制粉－－配料混合－－壓制成型－－燒結(jié)溶滲－－冷加工。
鎢銅或鉬銅混合粉末經(jīng)過壓制成型后，在1300-1500°液相燒結(jié)。此法制備的材料均勻性不好、存在較多閉空隙，致密度通常低于98%，但通過添加少量鎳的活化燒結(jié)法、機(jī)械合金化法或者氧化物供還原法制備超細(xì)、納米粉末能提高燒結(jié)活性，從而提高鎢銅、鉬銅合金的致密度。但鎳活化燒結(jié)會使材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能顯著降低，機(jī)械合金化引入雜質(zhì)也會降低材料傳導(dǎo)性能；氧化物共還原法制備粉末，工藝過程繁瑣，生產(chǎn)效率低下，難以批量生產(chǎn)。
注模法注模法制成了高密度鎢合金。其制造方法是將均勻粒度為1-5微米的鎳粉、銅鎢粉或鐵粉與粒徑為0.5-2微米的鎢粉和5-15微米的鎢粉混合，再混進(jìn)25%-30%的有機(jī)粘結(jié)合劑 （如石蠟或聚甲基丙烯酸醋）注模，用蒸汽清洗和照射法除往粘合劑，在氫氣中燒結(jié)，獲得高密度鎢合金。
氧化銅粉法氧化銅粉（混合和研磨還原到銅）而不是用金屬銅粉，銅在燒結(jié)壓坯中形成連續(xù)的基體，鎢則作為強(qiáng)化構(gòu)架。高膨脹組分受四周第二組分的制約，粉末在較低溫度的濕氫氣中燒結(jié)。據(jù)先容采用很細(xì)的粉末可以改善燒結(jié)性能和致密化，使其達(dá)到99%以上。
鎢、鉬骨架熔滲法先將鎢粉或鉬粉壓制成型，并燒結(jié)成具有一定孔隙度的鎢、鉬骨架，然后熔滲銅。此法適用于低銅含量的鎢銅、鉬銅產(chǎn)品。鎢銅與鉬銅相比，具有質(zhì)量小，加工容易，線膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)及一些主要力學(xué)性能與鎢銅相當(dāng)?shù)葍?yōu)點(diǎn)。
雖耐熱性能不及鎢銅，但比目前一些耐熱材料要好，因此應(yīng)用前景較好。因鉬銅的潤濕性比鎢銅的差，尤其是制備低銅含量的鉬銅時(shí)，熔滲后材料的致密度偏低，導(dǎo)致材料的氣密性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性滿足不了要求，其應(yīng)用受到限制。
物理指標(biāo)|
合金牌號 |
比重 |
熱導(dǎo)率 |
熱膨脹系數(shù) |
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WCu7 |
17.5 |
150 |
5.5 |
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WCu10 |
17.0 |
160 |
6.2 |
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WCu15 |
16.2 |
170 |
6.9 |
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WCu20 |
15.4 |
180 |
7.4 |
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WCu25 |
14.7 |
200 |
8.0 |
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WCu30 |
14.1 |
220 |
8.8 |
鎢銅合金棒表面經(jīng)過車削加工，不得有孔洞、裂紋、分層或夾雜等缺陷，鎢銅合金棒的缺陷及允許偏差符合下表
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直徑 |
長度 |
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尺寸范圍 |
允許偏差 |
尺寸范圍 |
允許偏差 |
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10<Φ≤25 |
+/-0.5 |
100<Φ≤200 |
+/-5 |
鎢銅合金綜合了金屬鎢和銅的優(yōu)點(diǎn)，其中鎢熔點(diǎn)高(鎢熔點(diǎn)為3410℃，銅的熔點(diǎn)1080℃)，密度大(鎢密度為19.34g/cm3，銅的密度為8.89 g/cm3) ；銅導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)越，鎢銅合金(成分一般范圍為WCu7~WCu50)微觀組織均勻、耐高溫、強(qiáng)度高、耐電弧燒蝕、密度大；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能適中，廣泛應(yīng)用于軍用耐高溫材料、高壓開關(guān)用電工合金、電加工電極、微電子材料，做為零部件和元器件廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、電力、冶金、機(jī)械、體育器材等行業(yè)。
一、軍用耐高溫材料
鎢銅合金在航天航空中用作導(dǎo)彈、火箭發(fā)動機(jī)的噴管、燃?xì)舛妗⒖諝舛?、鼻錐，主要要求是要求耐高溫(3000K~5000K)、耐高溫氣流沖刷能力，主要利用銅在高溫下?lián)]發(fā)形成的發(fā)汗制冷作用(銅熔點(diǎn)1083℃)，降低鎢銅表面溫度，保證在高溫極端條件下使用。
二、高壓開關(guān)用電工合金
鎢銅合金在高壓開關(guān)128kV SF6斷路器WCu/CuCr中，以及高壓真空負(fù)荷開關(guān)(12kV 40.5KV 1000A)，避雷器中得到廣泛應(yīng)用，高壓真空開關(guān)體積小，易于維護(hù)，使用范圍廣，能在潮濕、易燃易爆以及腐蝕的環(huán)境中使用。主要性能要求是耐電弧燒蝕、抗熔焊、截止電流小、含氣量少、熱電子發(fā)射能力低等。除常規(guī)宏觀性能要求外，還要求氣孔率，微觀組織性能，故要采取特殊工藝，需真空脫氣、真空熔滲等復(fù)雜工藝。
三、電加工電極
電火花加工電極早期采用銅或石墨電極，便宜但不耐燒蝕，現(xiàn)在基本上已被鎢銅電極頂替。鎢銅電極的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、高溫強(qiáng)度高、耐電弧燒蝕，并且導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，散熱快。應(yīng)用集中在電火花電極、電阻焊電極和高壓放電管電極。
電加工電極特點(diǎn)是品種規(guī)格繁多，批量小而總量多。作為電加工電極的鎢銅材料應(yīng)具有盡可能高的致密度和組織的均勻性，特別是細(xì)長的棒狀、管狀以及異型電極。
四、微電子材料
鎢銅電子封裝和熱沉材料，既具有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導(dǎo)熱特性，其熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱導(dǎo)電性能可以通過調(diào)整鎢銅的成分而加以改變，因而給鎢銅提供了更廣的應(yīng)用范圍。由于鎢銅材料具有很高的耐熱性和良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性，同時(shí)又與硅片、砷化鎵及陶瓷材料相匹配的熱膨脹系數(shù)，故在半導(dǎo)體材料中得到廣泛的應(yīng)用。適用于與大功率器件封裝材料、熱沉材料、散熱元件、陶瓷以及砷化鎵基座等。
編輯本段鎢銅合金的特性鎢銅合金綜合銅和鎢的優(yōu)點(diǎn),高強(qiáng)度、高比重、耐高溫、耐電弧燒蝕、導(dǎo)電電熱性能好、加工性能好。采用高品質(zhì)鎢粉及無氧銅粉,應(yīng)用等靜壓成型(高溫?zé)Y(jié)-滲銅),保證產(chǎn)品純度及準(zhǔn)確配比,組織細(xì)密,性能優(yōu)異. 斷弧性能好，導(dǎo)電性好,導(dǎo)熱性好,熱膨脹小。
