鎢銅
鎢(wu)和(he)銅(tong)組成的(de)合金，常用(yong)合金的(de)含銅(tong)量為(wei)10%～50%。合金用(yong)粉末冶(ye)金方法制取，具有很(hen)好(hao)的(de)導電(dian)導熱性(xing)，較好(hao)的(de)高溫強(qiang)度(du)和(he)一定的(de)塑性(xing)。在(zai)很(hen)高的(de)溫度(du)下，如(ru)3000℃以上，合金中的(de)銅(tong)被液化蒸發(fa)，大量吸收熱量，降低(di)材(cai)料表面(mian)溫度(du)。所以這類材(cai)料也稱為(wei)金屬發(fa)汗(han)材(cai)料。
1、簡介(jie)
鎢銅合金有(you)較廣泛的(de)(de)用(yong)(yong)途，主要(yao)是(shi)用(yong)(yong)來制造(zao)抗電弧(hu)燒蝕的(de)(de)高(gao)(gao)壓電器開關的(de)(de)觸頭(tou)和(he)火箭(jian)噴管喉襯、尾舵等高(gao)(gao)溫構(gou)件，也用(yong)(yong)作電加工的(de)(de)電極、高(gao)(gao)溫模具以(yi)及其他要(yao)求導電導熱性(xing)能(neng)和(he)高(gao)(gao)溫使用(yong)(yong)的(de)(de)場合。
鎢銅選用精(jing)(jing)細鎢、銅粉(fen)末，經(jing)一流浸(jin)透燒結工藝(yi)精(jing)(jing)制而(er)成，可承受近2000度高(gao)(gao)(gao)溫和(he)高(gao)(gao)(gao)應力，具有高(gao)(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)(gao)硬度、抗(kang)燒損和(he)良好抗(kang)粘附性，電蝕產品(pin)表(biao)面光潔(jie)度高(gao)(gao)(gao)，精(jing)(jing)度極高(gao)(gao)(gao)，損耗(hao)低。
鎢銅廣(guang)泛用(yong)作(zuo)高壓(ya)(ya)，超(chao)液壓(ya)(ya)開關和斷(duan)路(lu)器的(de)觸頭(tou)，保護環，用(yong)于電(dian)熱墩粗(cu)砧塊材料，自動埋弧焊(han)導電(dian)咀(ju)，等離子切割(ge)機噴嘴，電(dian)焊(han)機，對焊(han)機的(de)焊(han)頭(tou)，滾焊(han)輪，封(feng)氣卯電(dian)極(ji)和點(dian)火花電(dian)極(ji),點(dian)焊(han)，碰焊(han)材料等。
2、物理(li)性能
鎢銅(tong)合金綜合了金屬鎢和銅(tong)的(de)優點，其中(zhong)鎢熔(rong)點高(gao)(鎢熔(rong)點為3410℃，銅(tong)的(de)熔(rong)點1080℃)，密(mi)度(du)大(鎢密(mi)度(du)為19.25g/cm，銅(tong)的(de)密(mi)度(du)為8.92/cm3) ；銅(tong)導(dao)電(dian)(dian)導(dao)熱性(xing)能(neng)優越，鎢銅(tong)合金(成分一般(ban)范圍(wei)為WCu7~WCu50)微觀(guan)組織均(jun)勻、耐(nai)高(gao)溫、強度(du)高(gao)、耐(nai)電(dian)(dian)弧燒(shao)蝕、密(mi)度(du)大；導(dao)電(dian)(dian)、導(dao)熱性(xing)能(neng)適中(zhong)，廣(guang)泛應(ying)用(yong)于軍用(yong)耐(nai)高(gao)溫材(cai)料、高(gao)壓開關用(yong)電(dian)(dian)工合金、電(dian)(dian)加工電(dian)(dian)極、微電(dian)(dian)子(zi)材(cai)料，做為零部件和元(yuan)器件廣(guang)泛應(ying)用(yong)于航(hang)天、航(hang)空(kong)、電(dian)(dian)子(zi)、電(dian)(dian)力、冶金、機械、體育器材(cai)等行業(ye)。
性能 | 密度(du)g/cm | 熱(re)膨脹系數10-6/℃ | 熱導(dao)率w/(m·k) | 熱(re)容J/(kg·℃) | 彈性模(mo)量(liang)GPa | 泊(bo)松(song)密度 | 熔點℃ | 強度MPa |
鎢(wu) | 19. 25 | 4. 5 | 174 | 136 | 411 | 0. 28 | 3410 | 550 |
銅 | 8. 92 | 16. 6 | 403 | 385 | 145 | 0. 34 | 1083 | 120 |
軍用耐(nai)高溫材料
鎢銅合金(jin)在航(hang)天航(hang)空中(zhong)用作導彈、火箭(jian)發(fa)動機的噴管、燃氣舵、空氣舵、鼻錐，主要(yao)(yao)要(yao)(yao)求是(shi)要(yao)(yao)求耐高溫(3000K~5000K)、耐高溫氣流沖刷能(neng)力，主要(yao)(yao)利用銅在高溫下揮發(fa)形(xing)成的發(fa)汗(han)制冷作用(銅熔點1083℃)，降低鎢銅表面溫度，保(bao)證在高溫極端條件下使(shi)用。
牌 號 | 銅 Cu | 鎢 W | 雜(za)質總和 | 密度 g/cm3(20 ℃) | 電導率 %IACS | 溶化溫度 (℃) | 抗彎強度Mpa | 硬 度 |
CuW70 | 28-32 | 余量 | < 0.5 | 13.8-14 | ≥ 42 | ≥ 700 | ≥ 667 | ≥ 184 |
高溫鎢銅性能
牌(pai)號 | 銅(tong)含量 | 鎢骨(gu)架(jia) 相(xiang)對(dui)密度 | 材料密度 g/cm | 相對 密度(du) | 抗拉強(qiang)度MPa | 斷裂韌性 MPa m | |
室溫 | 800℃ | ||||||
WCu10 | 8～12% | 77～82% | 16.5~17.5 | ≥97 | ≥300 | ≥150 | 15～18 |
WCu7 | 6～9% | 82～86% | 17~18 | ≥97 | ≥300 | ≥150 | 13～15 |
3、特點
1.電阻焊電極：綜合了鎢和銅的優點，耐高溫、耐電弧燒蝕、強度高、比重大、導電、導熱性好，易于切削加工，并具有發汗冷卻等特性，由于具有鎢的高硬度、高熔點、抗粘附的特點，經常用來做有一定耐磨性、抗高溫的凸焊、對焊電極。
2.電火花電極：針對鎢鋼、耐高溫超硬合金制作的模具需電蝕時，普通電極損耗大，速度慢。而鎢銅高的電腐蝕速度，低的損耗率，精確的電極形狀，優良的加工性能，能保證被加工件的精確度大大提高。
3.高壓放電管電極：高壓真空放電管在工作時，觸頭材料會在零點幾秒的的時間內溫度升高幾千攝氏度。而鎢銅高的抗燒蝕性能、高 韌性，良好的導電、導熱性能給放電管穩定的工作提供必要的條件。
4.電子封裝材料：既有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導熱特性，其熱膨脹系數和導電導熱性可以通過調整材料的成分而加以改變。
4、分類
電工材料
鎢銅合金電(dian)工材(cai)料(liao)：主(zhu)要(yao)分為電(dian)接觸(chu)材(cai)料(liao)和電(dian)加工材(cai)料(liao)。
(1)電(dian)接觸材(cai)(cai)(cai)料(liao)。這(zhe)是最重要的(de)一(yi)類(lei)(lei)電(dian)工(gong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，它們(men)具有高(gao)(gao)的(de)抗電(dian)弧(hu)燒蝕性能和抗熔焊性能，用于各種高(gao)(gao)、低壓開關(guan)電(dian)器(qi)和某(mou)些(xie)儀表(biao)中作為電(dian)觸頭(tou)、電(dian)觸點和電(dian)極。電(dian)觸頭(tou)是鎢銅(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)應用量(liang)最大的(de)一(yi)類(lei)(lei)，特別是含銅(tong)量(liang)在(zai)20%～40%的(de)鎢銅(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)應用量(liang)最大，主(zhu)要用作中、高(gao)(gao)電(dian)壓和中、大電(dian)流(liu)的(de)開關(guan)電(dian)器(qi)中，如(ru)輸電(dian)網的(de)保護斷路(lu)器(qi)觸頭(tou)和其他觸頭(tou)、觸點。含15%～20%Cu的(de)鎢銅(tong)觸頭(tou)可用在(zai)電(dian)壓高(gao)(gao)達50萬(wan)V或更高(gao)(gao)的(de)斷路(lu)器(qi)上。
(2)電(dian)(dian)加工(gong)(gong)材料。指用在(zai)電(dian)(dian)阻(zu)焊、電(dian)(dian)鉚接、電(dian)(dian)鐓(dui)(dui)鍛、電(dian)(dian)火(huo)花(hua)加工(gong)(gong)技術中(zhong)的電(dian)(dian)極和(he)模(mo)具材料。電(dian)(dian)火(huo)花(hua)加工(gong)(gong)要求(qiu)電(dian)(dian)極或(huo)模(mo)具材料具有較好的導電(dian)(dian)性和(he)抗電(dian)(dian)弧燒蝕(shi)性，以保(bao)證加工(gong)(gong)精度，所以多采(cai)用鎢(wu)銅材料。電(dian)(dian)阻(zu)焊也多采(cai)用鎢(wu)銅材料。電(dian)(dian)鉚接和(he)電(dian)(dian)鐓(dui)(dui)鍛在(zai)某(mou)些場(chang)合(he)下也采(cai)用鎢(wu)銅材料。
瞬時高溫材料
瞬時高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)是(shi)一種(zhong)既(ji)重(zhong)要又特殊的(de)(de)鎢(wu)銅(tong)(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，可在(zai)接近鎢(wu)熔點和稍(shao)超過鎢(wu)熔點的(de)(de)溫(wen)度(du)下使(shi)用(yong)(yong)，工(gong)作時間很短(duan)，幾秒(miao)至200秒(miao)便完成(cheng)使(shi)命，所(suo)以叫(jiao)瞬時高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。這類材(cai)(cai)(cai)料(liao)主要用(yong)(yong)來制(zhi)造航天器的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)部(bu)(bu)件，如火箭噴管、制(zhi)導(dao)導(dao)彈飛(fei)行(xing)方向的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)氣(qi)舵、導(dao)彈端頭(tou)(tou)(tou)(頭(tou)(tou)(tou)錐(zhui)、鼻(bi)錐(zhui))和其(qi)他構件。抗燒蝕性(xing)和抗熱震(zhen)性(xing)是(shi)瞬時高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)最(zui)主要使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能，因(yin)為固體(ti)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)氣(qi)溫(wen)度(du)一般(ban)高(gao)(gao)(gao)(gao)達2700～3300℃，燃(ran)(ran)(ran)氣(qi)流中(zhong)含有大(da)量(liang)的(de)(de)固體(ti)粒子(zi)，對噴管、燃(ran)(ran)(ran)氣(qi)舵等部(bu)(bu)件有嚴重(zhong)的(de)(de)沖刷和燒蝕作用(yong)(yong)；而且這些部(bu)(bu)件是(shi)在(zai)急劇溫(wen)升的(de)(de)條件下(幾秒(miao)鐘升至工(gong)作溫(wen)度(du))工(gong)作的(de)(de)，因(yin)此對部(bu)(bu)件產生(sheng)激烈(lie)的(de)(de)熱震(zhen)破壞作用(yong)(yong)。對端頭(tou)(tou)(tou)而言(yan)，當飛(fei)行(xing)器飛(fei)入(ru)太空再進入(ru)大(da)氣(qi)層時，由于速度(du)快而受到粒子(zi)云的(de)(de)激烈(lie)摩擦產生(sheng)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)和侵蝕。鎢(wu)銅(tong)(tong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)是(shi)能夠滿足(zu)上述要求的(de)(de)較好材(cai)(cai)(cai)料(liao)。
隨(sui)著碳(tan)一碳(tan)(C—C)纖(xian)維復合材(cai)料的(de)(de)研制(zhi)(zhi)成功(gong)和發展(zhan)，因它具有質(zhi)輕和抗(kang)(kang)(kang)熱震性(xing)好的(de)(de)優點，火(huo)箭噴管(guan)喉襯越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多(duo)地用它來制(zhi)(zhi)造(zao)。但(dan)其抗(kang)(kang)(kang)燒蝕(shi)(shi)性(xing)遠不如鎢銅材(cai)料，對那些(xie)要(yao)求抗(kang)(kang)(kang)燒蝕(shi)(shi)性(xing)高的(de)(de)噴管(guan)喉襯、燃(ran)氣舵和其他(ta)部件仍(reng)需用鎢基材(cai)料制(zhi)(zhi)造(zao)。
破甲材料
鎢銅(tong)材(cai)料(liao)可用作(zuo)破(po)甲材(cai)料(liao)，即一種(zhong)所謂(wei)“藥(yao)(yao)型(xing)罩(zhao)(zhao)”材(cai)料(liao)。用鎢銅(tong)材(cai)料(liao)(常用W-30Cu材(cai)料(liao))制(zhi)成杯形或漏斗形的(de)罩(zhao)(zhao)，倒(dao)裝于彈藥(yao)(yao)簡的(de)前端，靠火藥(yao)(yao)的(de)溫度和壓力(li)(li)使罩(zhao)(zhao)變形成射流而穿(chuan)甲。這種(zhong)藥(yao)(yao)型(xing)罩(zhao)(zhao)最早(zao)用紫(zi)銅(tong)制(zhi)造，并大(da)量(liang)應用。為了增(zeng)大(da)罩(zhao)(zhao)的(de)單(dan)(dan)位(wei)質量(liang)從而提(ti)高(gao)破(po)甲能力(li)(li)，后來研制(zhi)單(dan)(dan)位(wei)質量(liang)比紫(zi)銅(tong)大(da)的(de)鎢鍘材(cai)料(liao)藥(yao)(yao)型(xing)罩(zhao)(zhao)，在(zai)理(li)想的(de)情況下，它比紫(zi)銅(tong)罩(zhao)(zhao)的(de)破(po)甲能力(li)(li)提(ti)高(gao)30%左右。[1]
5、用途
銅(tong)鎢合金(jin)綜合銅(tong)和鎢的(de)優(you)(you)點，高(gao)(gao)強度(du)(du)/ 高(gao)(gao)比重(zhong) /耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)/ 耐電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)燒蝕 / 導電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導熱性(xing)(xing)能好(hao) / 加工(gong)性(xing)(xing)能好(hao)，ANK 鎢銅(tong)合金(jin)采用(yong)(yong)(yong)高(gao)(gao)品質(zhi)鎢粉(fen)及無氧銅(tong)粉(fen)，應用(yong)(yong)(yong)等靜(jing)壓成(cheng)型 - （高(gao)(gao)溫(wen)(wen)燒結） - 滲銅(tong)，保(bao)證產(chan)(chan)品純度(du)(du)及準(zhun)確配比，組織細(xi)密，性(xing)(xing)能優(you)(you)異。本司(si)銅(tong)鎢系國(guo)內優(you)(you)質(zhi)鎢銅(tong)合金(jin)材(cai)料，極適(shi)合應用(yong)(yong)(yong)于(yu)高(gao)(gao)硬度(du)(du)材(cai)料及薄片電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)加工(gong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)加工(gong)產(chan)(chan)品表面光(guang)潔(jie)度(du)(du)高(gao)(gao)，精度(du)(du)高(gao)(gao)，損(sun)耗(hao)低，有(you)效節(jie)約(yue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極材(cai)料提高(gao)(gao)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)加工(gong)速度(du)(du)并改善模具精度(du)(du)。另可用(yong)(yong)(yong)作點焊 /碰(peng)焊電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極。鎢銅(tong)與模具鋼焊接成(cheng)一體，在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極的(de)使用(yong)(yong)(yong)上非(fei)常方便。
銅鎢合金主要應用于(yu)：
1.電極材(cai)料：應用于高硬(ying)度材(cai)料及(ji)溥片電極放電加(jia)工,電加(jia)工產(chan)品(pin)表面光潔度高,精度高,損(sun)耗低,有(you)效節約。
2.觸(chu)(chu)點材(cai)料(liao): 高中壓開關(guan)或斷(duan)路器(qi)的弧觸(chu)(chu)頭(tou)和(he)真空觸(chu)(chu)頭(tou)，線(xian)路板焊接和(he)電器(qi)接觸(chu)(chu)點。
3.焊(han)(han)(han)接材料:埋弧焊(han)(han)(han)機(ji),氣體保護(hu)焊(han)(han)(han)機(ji)焊(han)(han)(han)咀,無線電電阻(zu)廠(生產炭膜電阻(zu),金(jin)屬鍍膜電阻(zu))電阻(zu)對焊(han)(han)(han)機(ji)碰焊(han)(han)(han)材料(銅鎢合金(jin)焊(han)(han)(han)接圓盤) 。
4.導衛材(cai)(cai)料:各種線材(cai)(cai)軋鋼(gang),用于導向(xiang)保護(hu)作用材(cai)(cai)料。