鎢銅合金
鎢銅合(he)金(jin)(jin)是(shi)鎢和(he)(he)銅組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)。常用合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)含銅量為(wei)10%～50%。合(he)金(jin)(jin)用粉(fen)末冶金(jin)(jin)方法(fa)制取，具(ju)有很好(hao)的(de)(de)(de)導電導熱(re)(re)性，較好(hao)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)強度和(he)(he)一(yi)定的(de)(de)(de)塑性。在(zai)很高(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度下，如(ru)3000℃以上，合(he)金(jin)(jin)中(zhong)的(de)(de)(de)銅被液(ye)化(hua)蒸發(fa)，大量吸收(shou)熱(re)(re)量，降(jiang)低材料(liao)(liao)表(biao)面溫(wen)度。所以這類材料(liao)(liao)也稱為(wei)金(jin)(jin)屬發(fa)汗(han)材料(liao)(liao)。
1性能用途
鎢銅復合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結構假合金，是金屬基復合材料.由于金屬銅和鎢物性差異較大，因此不能采用熔鑄法進行生產，一般采用粉末合金技術進行生產[1] 。
鎢銅合金(jin)有較廣泛的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)途，其中一大部(bu)分(fen)應用(yong)(yong)(yong)于航天、航空(kong)、電(dian)子(zi)、電(dian)力、冶金(jin)、機械、體育器(qi)(qi)材等(deng)行業。其次(ci)也要用(yong)(yong)(yong)來制造抗電(dian)弧燒蝕的(de)(de)高壓(ya)電(dian)器(qi)(qi)開(kai)關的(de)(de)觸頭和(he)火箭噴管喉(hou)襯、尾舵等(deng)高溫(wen)構件，也用(yong)(yong)(yong)作電(dian)加(jia)工(gong)的(de)(de)電(dian)極、高溫(wen)模具以及其他(ta)要求導電(dian)導熱(re)性能和(he)高溫(wen)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)場合。
2工(gong)藝介(jie)紹(shao)
采(cai)用粉末(mo)冶金方法制取鎢銅合金的工(gong)藝流程為制粉－－配料(liao)混合－－壓(ya)制成型－－燒結溶滲－－冷加工(gong)。
鎢銅(tong)或鉬銅(tong)混(hun)合(he)(he)粉(fen)末經(jing)過壓制(zhi)成型后，在(zai)1300-1500°液相(xiang)燒(shao)結。此(ci)法制(zhi)備的(de)材(cai)料均(jun)勻(yun)性不(bu)好、存在(zai)較(jiao)多(duo)閉空隙(xi)，致密度通常(chang)低于98%，但(dan)通過添加少(shao)量鎳的(de)活化(hua)(hua)燒(shao)結法、機(ji)械(xie)(xie)合(he)(he)金化(hua)(hua)法或者氧(yang)化(hua)(hua)物供還原(yuan)法制(zhi)備超細、納米粉(fen)末能提高(gao)(gao)燒(shao)結活性，從(cong)而提高(gao)(gao)鎢銅(tong)、鉬銅(tong)合(he)(he)金的(de)致密度。但(dan)鎳活化(hua)(hua)燒(shao)結會使材(cai)料的(de)導(dao)(dao)電(dian)、導(dao)(dao)熱性能顯著降低，機(ji)械(xie)(xie)合(he)(he)金化(hua)(hua)引入雜質也(ye)會降低材(cai)料傳(chuan)導(dao)(dao)性能；氧(yang)化(hua)(hua)物共還原(yuan)法制(zhi)備粉(fen)末，工藝過程(cheng)繁(fan)瑣，生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)效率低下，難以批量生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)。
注模法
注(zhu)模(mo)(mo)法制成了(le)高密度鎢(wu)(wu)(wu)(wu)合金。其制造方法是(shi)將(jiang)均勻粒度為(wei)1-5微(wei)(wei)米的(de)(de)(de)鎳粉(fen)、銅(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)粉(fen)或(huo)鐵粉(fen)與粒徑為(wei)0.5-2微(wei)(wei)米的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)粉(fen)和5-15微(wei)(wei)米的(de)(de)(de)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)粉(fen)混合，再混進(jin)25%-30%的(de)(de)(de)有機粘結合劑(ji) （如石蠟或(huo)聚甲基(ji)丙(bing)烯酸醋）注(zhu)模(mo)(mo)，用蒸(zheng)汽(qi)清洗和照射法除往(wang)粘合劑(ji)，在氫氣中(zhong)燒結，獲得(de)高密度鎢(wu)(wu)(wu)(wu)合金。
氧(yang)化銅粉法
氧化(hua)(hua)銅粉（混合和研磨還原到銅）而不是(shi)用(yong)金屬銅粉，銅在(zai)燒結(jie)壓(ya)坯中形成連續(xu)的(de)基體(ti)，鎢(wu)則作為(wei)強化(hua)(hua)構架。高膨脹組分受四周第二組分的(de)制約，粉末在(zai)較低溫(wen)度的(de)濕氫氣中燒結(jie)。據先容(rong)采用(yong)很細的(de)粉末可以改善燒結(jie)性能和致密化(hua)(hua)，使其達到99%以上。
鎢、鉬骨架熔(rong)滲(shen)法
先將鎢粉或(huo)鉬(mu)粉壓制成(cheng)型，并燒結成(cheng)具有(you)一(yi)定孔隙度的鎢、鉬(mu)骨架，然后(hou)熔滲銅(tong)。此(ci)法適用于低銅(tong)含(han)量的鎢銅(tong)、鉬(mu)銅(tong)產品。鉬(mu)銅(tong)與(yu)(yu)鎢銅(tong)相(xiang)比，具有(you)質量小，加工容易，線膨脹系(xi)數、導(dao)熱(re)系(xi)數及一(yi)些(xie)主要(yao)力學性能(neng)與(yu)(yu)鎢銅(tong)相(xiang)當等優點(dian)。
雖耐熱(re)性(xing)(xing)能不及鎢銅(tong)，但比一些耐熱(re)材(cai)(cai)料要好，因(yin)此應用前景較好。因(yin)鉬(mu)銅(tong)的(de)潤濕性(xing)(xing)比鎢銅(tong)的(de)差(cha)，尤(you)其是制備低銅(tong)含量(liang)的(de)鉬(mu)銅(tong)時，熔滲(shen)后材(cai)(cai)料的(de)致(zhi)密(mi)度偏(pian)低，導致(zhi)材(cai)(cai)料的(de)氣密(mi)性(xing)(xing)、導電(dian)性(xing)(xing)、導熱(re)性(xing)(xing)滿足不了要求，其應用受到限制。
3物理指(zhi)標
合金牌號 | 比重 | 熱導率 | 熱膨脹系數 |
WCu7 | 17.5 | 150 | 5.5 |
WCu10 | 17.0 | 160 | 6.2 |
WCu15 | 16.2 | 170 | 6.9 |
WCu20 | 15.4 | 180 | 7.4 |
WCu25 | 14.7 | 200 | 8.0 |
WCu30 | 14.1 | 220 | 8.8 |
4表面(mian)質量
鎢銅合(he)金(jin)(jin)棒表面經過車削加工，不得有孔洞、裂(lie)紋、分層或夾(jia)雜等缺陷(xian)，鎢銅合(he)金(jin)(jin)棒的(de)缺陷(xian)及允許偏差符合(he)下表
直徑 | 長度 | ||
尺(chi)寸范(fan)圍 | 允許偏差(cha) | 尺(chi)寸范圍 | 允許(xu)偏(pian)差 |
10<Φ≤25 | +/-0.5 | 100<Φ≤200 | +/-5 |
5主要應用
鎢(wu)銅(tong)(tong)合(he)金(jin)綜合(he)了(le)金(jin)屬鎢(wu)和銅(tong)(tong)的(de)優點(dian)，其中鎢(wu)熔(rong)點(dian)高(gao)(鎢(wu)熔(rong)點(dian)為(wei)3410℃，銅(tong)(tong)的(de)熔(rong)點(dian)1080℃)，密(mi)度(du)大(鎢(wu)密(mi)度(du)為(wei)19.34g/cm3，銅(tong)(tong)的(de)密(mi)度(du)為(wei)8.89 g/cm3) ；銅(tong)(tong)導電(dian)(dian)導熱性能(neng)(neng)優越，鎢(wu)銅(tong)(tong)合(he)金(jin)(成分一般范圍為(wei)WCu7~WCu50)微觀組織(zhi)均(jun)勻、耐(nai)高(gao)溫、強度(du)高(gao)、耐(nai)電(dian)(dian)弧燒蝕(shi)、密(mi)度(du)大；導電(dian)(dian)、導熱性能(neng)(neng)適(shi)中，廣泛應(ying)用(yong)于(yu)軍用(yong)耐(nai)高(gao)溫材料、高(gao)壓開關用(yong)電(dian)(dian)工合(he)金(jin)、電(dian)(dian)加(jia)工電(dian)(dian)極(ji)、微電(dian)(dian)子(zi)材料，做為(wei)零(ling)部件和元器件廣泛應(ying)用(yong)于(yu)航天、航空、電(dian)(dian)子(zi)、電(dian)(dian)力、冶金(jin)、機械、體(ti)育器材等行業。
一、軍用耐高溫材料
鎢銅(tong)合(he)金在(zai)(zai)航(hang)天(tian)航(hang)空(kong)中用(yong)(yong)作導彈、火(huo)箭發(fa)動機(ji)的噴管、燃(ran)氣(qi)(qi)舵、空(kong)氣(qi)(qi)舵、鼻(bi)錐(zhui)，主要(yao)(yao)要(yao)(yao)求(qiu)是要(yao)(yao)求(qiu)耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)(3000K~5000K)、耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)流沖刷能力，主要(yao)(yao)利用(yong)(yong)銅(tong)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下揮發(fa)形成(cheng)的發(fa)汗制冷作用(yong)(yong)(銅(tong)熔點1083℃)，降低鎢銅(tong)表面溫(wen)(wen)度，保證在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)極端條件(jian)下使用(yong)(yong)。
二、高壓開關用電工合金
鎢(wu)銅合(he)金(jin)在(zai)(zai)高(gao)(gao)壓開關(guan)(guan)128kV SF6斷路器WCu/CuCr中，以及(ji)高(gao)(gao)壓真(zhen)空(kong)(kong)(kong)負荷(he)開關(guan)(guan)(12kV 40.5KV 1000A)，避雷器中得到廣泛應用，高(gao)(gao)壓真(zhen)空(kong)(kong)(kong)開關(guan)(guan)體(ti)積(ji)小(xiao)，易(yi)于維(wei)護，使(shi)用范圍廣，能(neng)(neng)在(zai)(zai)潮濕、易(yi)燃(ran)易(yi)爆以及(ji)腐蝕的環境中使(shi)用。主(zhu)要性(xing)能(neng)(neng)要求(qiu)是耐(nai)電弧燒蝕、抗熔焊(han)、截止(zhi)電流小(xiao)、含氣(qi)量(liang)少、熱電子發射能(neng)(neng)力低等。除常規宏觀性(xing)能(neng)(neng)要求(qiu)外，還要求(qiu)氣(qi)孔(kong)率，微觀組織性(xing)能(neng)(neng)，故要采(cai)取特殊工藝，需真(zhen)空(kong)(kong)(kong)脫氣(qi)、真(zhen)空(kong)(kong)(kong)熔滲等復雜(za)工藝。
三、電加工電極
電(dian)(dian)(dian)火花(hua)加工電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)早期采用銅(tong)或石(shi)墨電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，便宜但不(bu)耐(nai)燒(shao)蝕(shi)，基(ji)本上(shang)已(yi)被鎢銅(tong)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)頂替。鎢銅(tong)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的優點是耐(nai)高溫(wen)、高溫(wen)強(qiang)度高、耐(nai)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)燒(shao)蝕(shi)，并且導電(dian)(dian)(dian)導熱性能(neng)好(hao)，散熱快(kuai)。應用集中在(zai)電(dian)(dian)(dian)火花(hua)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)、電(dian)(dian)(dian)阻焊電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)和高壓放電(dian)(dian)(dian)管電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)。
電加工(gong)電極特(te)點是品種規格繁多(duo)，批量小而總量多(duo)。作為電加工(gong)電極的鎢銅(tong)材料應具有盡可能高(gao)的致密度和組(zu)織的均勻(yun)性(xing)，特(te)別是細長的棒狀、管狀以及異型(xing)電極。
四、微電子材料
鎢(wu)(wu)(wu)銅電(dian)子封裝和熱沉材(cai)(cai)料，既具有鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)低膨脹特(te)性，又具有銅的(de)(de)高(gao)導(dao)熱特(te)性，其(qi)熱膨脹系數和導(dao)熱導(dao)電(dian)性能可以通(tong)過調整(zheng)鎢(wu)(wu)(wu)銅的(de)(de)成分而加以改(gai)變(bian)，因而給鎢(wu)(wu)(wu)銅提供了更廣的(de)(de)應用范圍。由(you)于鎢(wu)(wu)(wu)銅材(cai)(cai)料具有很高(gao)的(de)(de)耐熱性和良好(hao)的(de)(de)導(dao)熱導(dao)電(dian)性，同(tong)時又與硅片、砷化鎵(jia)及陶瓷(ci)材(cai)(cai)料相匹配(pei)的(de)(de)熱膨脹系數，故(gu)在半導(dao)體材(cai)(cai)料中得到廣泛的(de)(de)應用。適用于與大功率(lv)器件封裝材(cai)(cai)料、熱沉材(cai)(cai)料、散熱元(yuan)件、陶瓷(ci)以及砷化鎵(jia)基(ji)座等。
6材料特性
鎢(wu)銅合金綜合銅和鎢(wu)的優點,高強度、高比(bi)重(zhong)、耐高溫(wen)、耐電弧(hu)燒蝕、導電電熱(re)性(xing)能(neng)好(hao)、加工性(xing)能(neng)好(hao)。采用高品質(zhi)鎢(wu)粉及(ji)無(wu)氧銅粉,應用等(deng)靜(jing)壓(ya)成型(高溫(wen)燒結-滲銅),保證產(chan)品純度及(ji)準(zhun)確配(pei)比(bi),組織(zhi)細密,性(xing)能(neng)優異. 斷弧(hu)性(xing)能(neng)好(hao)，導電性(xing)好(hao),導熱(re)性(xing)好(hao),熱(re)膨(peng)脹小。
7分類(lei)
由于鎢(wu)(wu)(wu)銅兩種(zhong)金(jin)屬(shu)互不相溶(rong)，因(yin)此鎢(wu)(wu)(wu)銅合金(jin)具(ju)有鎢(wu)(wu)(wu)的(de)(de)低膨脹性(xing)(xing)，耐磨(mo)性(xing)(xing)，抗腐蝕性(xing)(xing)及具(ju)備銅的(de)(de)高導(dao)電和(he)導(dao)熱(re)性(xing)(xing)，并且適(shi)用(yong)于各種(zhong)機械加工。鎢(wu)(wu)(wu)銅合金(jin)可(ke)以根據(ju)用(yong)戶(hu)要求進(jin)行(xing)對鎢(wu)(wu)(wu)銅配比的(de)(de)生產和(he)尺寸的(de)(de)加工。鎢(wu)(wu)(wu)銅合金(jin)一般使用(yong)粉末冶金(jin)的(de)(de)工藝流程先制(zhi)粉-配料混合-壓制(zhi)成型-燒結溶(rong)滲。
鎢(wu)銅電極
焊接電極
鎢銅合金具有耐高溫，耐電弧燒蝕，高比重和高導電導熱性能并且易于機械加工適用于焊接電極中使用。
鎢銅合金具有耐高溫，耐電弧燒蝕，高比重和高導電導熱性能并且易于機械加工適用于焊接電極中使用。
鎢(wu)銅合金(jin)棒
鎢銅是利用(yong)高(gao)(gao)純鎢粉優(you)異的(de)(de)金屬特性(xing)和高(gao)(gao)純紫銅粉的(de)(de)可塑性(xing)、高(gao)(gao)導電性(xing)等優(you)點(dian),經(jing)靜壓成(cheng)型、高(gao)(gao)溫燒結、溶滲銅的(de)(de)工藝(yi)精(jing)制而(er)成(cheng)的(de)(de)復合(he)材料。斷弧性(xing)能好,導電導熱好,熱膨脹(zhang)小,高(gao)(gao)溫不軟化,高(gao)(gao)強度,高(gao)(gao)密(mi)度,高(gao)(gao)硬度。
鎢(wu)銅電子(zi)封裝片
鎢(wu)銅(tong)電(dian)子封裝(zhuang)材(cai)料：既(ji)有(you)鎢(wu)的低膨脹特性(xing),又具有(you)銅(tong)的高(gao)導(dao)熱(re)(re)特性(xing),其熱(re)(re)膨脹系(xi)數和(he)導(dao)電(dian)導(dao)熱(re)(re)性(xing)可以通(tong)過調整(zheng)材(cai)料的成分(fen)而(er)加(jia)以改變,從而(er)給材(cai)料的使(shi)用(yong)提供了便利。
鎢銅(tong)管(guan)
鎢(wu)銅(tong)合金(jin)(jin)(jin)管(guan)在硬質合金(jin)(jin)(jin)和難溶金(jin)(jin)(jin)屬中有(you)廣泛運(yun)用。因鎢(wu)銅(tong)合金(jin)(jin)(jin)易于機(ji)械加工，所以(yi)在表面需要(yao)易于切削加工并要(yao)求內直徑小的情況下，鎢(wu)銅(tong)管(guan)的運(yun)用發揮了很大的作用。
鎢銅合金絲
使用注(zhu)意事項(xiang)：
1.1. 膠體(ti)石墨不能置于(yu)鎢(wu)銅(tong)絲的(de)表面，溫度(du)(du)在1000度(du)(du)以上(shang)時，避免(mian)鎢(wu)銅(tong)線和鐵(tie)、鎳(nie)、碳(tan)放(fang)到一起。鎢(wu)銅(tong)絲必(bi)須放(fang)于(yu)干燥(zao)，相(xiang)對濕度(du)(du)不應超(chao)過(guo)室溫的(de)65%，避免(mian)與酸或堿性東西放(fang)在一起。
2. 1. 清理完鎢(wu)銅絲后應將其放于干燥的器皿中(zhong)，避免與空氣直接接觸，防止氧化