
钨铜是利用高纯钨粉X异的金属特性和高纯紫铜粉的可塑性、高导电性等X点,经静压成型、高温烧结、溶渗铜的工艺精制而成的复合材料。
钨铜合金综合了金属钨和铜的X点,其中钨熔点高(钨熔点为3410℃,铜的熔点1080℃),密度大(钨密度为19.34g/cm,铜的密度为8.89/cm3) ;铜导电导热性能X越,钨铜合金(成分一般范围为WCu7~WCu50)微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大;导电、导热性能适中,广泛应用于军yong耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料,做为零部件和元器件广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。
化学成份:
主要化学成份% :钨W70.00 铜Cu30.00
应用:
1.电阻焊电极:综合了钨和铜的X点,耐高温、耐电弧烧蚀、强度高、比重大、导电、导热性好,易于切削加工,并具有发汗泠却等特性,由于具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特点,经常用来做有一定耐磨性、抗高温的凸焊、对焊电极。
2.电火花电极:针对钨钢、耐高温X硬合金制作的模具需电蚀时,普通电极损耗大,速度慢,而钨铜高的电腐蚀速度,低的损耗率,X的电极形状,X良的加工性能,能保证被加工件的X度大大提高。
3.高压放电管电极:高压真空放电管在工作时,触头材料会在零点几秒的时间内温度升高几千摄氏度,而钨铜的抗烧蚀性能、高韧性,良好的导电、导热性能给放电管稳定的工作提供必要的条件。
4.电子封装材料:既有钨的低膨胀特性,又具有铜的高导热特性,其热膨胀系数和导电导热性可以通过调整材料的成分而加以改变,从而给材料的使用提供了便利。
性能 | 密度 g/cm | 热膨胀 系数 10-6/℃ | 热导率 w/(m·k) | 热容 J/(kg·℃) | 弹性 模量 GPa | 泊松密度 | 熔点 ℃ | 强度 MPa |
钨 | 19. 32 | 4. 5 | 174 | 136 | 411 | 0. 28 | 3410 | 550 |
铜 | 8. 93 | 16. 6 | 403 | 385 | 145 | 0. 34 | 1083 | 120 |
中国航天四院和北京钢铁研究总院共同承担的航天用钨渗铜项目获X发明二等奖,陕西中天火箭技术有限责任公司(隶属于航天四院)利用其特有的熔渗技术开发的高压开关电工合金钨铜、钼铜、铜钨碳化钨,国内市场占有率X一,其中钨铜约占70%。
军yong耐高温材料
钨铜合金在航天航空中用作导dan、火箭发动机的喷管、燃气舵、空气舵、鼻锥,主要要求是要求耐高温(3000K~5000K)、耐高温气流冲刷能力,主要利用铜在高温下挥发形成的发汗制冷作用(铜熔点1083℃),降低钨铜表面温度,保证在高温极端条件下使用。
高温钨铜性能
牌号 | 铜含量 | 钨骨架 相对密度 | 材料密度 g/cm | 相对 密度 | 抗拉强度MPa | 断裂韧性 MPa m | |
室温 | 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 |
钨铜合金电工材料:主要分为电接触材料和电加工材料。
(1)电接触材料。这是X重要的一类电工材料,它们具有高的抗电弧烧蚀性能和抗熔焊性能,用于各种高、低压开关电器和某些仪表中作为电触头、电触点和电极。电触头是钨铜材料应用量X大的一类,特别是含铜量在20%~40%的钨铜材料应用量X大,主要用作中、高电压和中、大电流的开关电器中,如输电网的保护断路器触头和其他触头、触点。含15%~20%Cu的钨铜触头可用在电压高达50万V或更高的断路器上。
(2)电加工材料。指用在电阻焊、电铆接、电镦锻、电火花加工技术中的电极和模具材料。电火花加工要求电极或模具材料具有较好的导电性和抗电弧烧蚀性,以保证加工精度,所以多采用钨铜材料。电阻焊也多采用钨铜材料。电铆接和电镦锻在某些场合下也采用钨铜材料。
瞬时高温材料是一种既重要又特殊的钨铜材料,可在接近钨熔点和稍X过钨熔点的温度下使用,工作时间很短,几秒至200秒便完成使命,所以叫瞬时高温材料。这类材料主要用来制造航天器的高温部件,如火箭喷管、制导导弹飞行方向的燃气舵、导弹端头(头锥、鼻锥)和其他构件。抗烧蚀性和抗热震性是瞬时高温材料的X主要使用性能,因为固体燃料的燃气温度一般高达2700~3300℃,燃气流中含有大量的固体粒子,对喷管、燃气舵等部件有严重的冲刷和烧蚀作用;而且这些部件是在急剧温升的条件下(几秒钟升至工作温度)工作的,因此对部件产生激烈的热震破坏作用。对端头而言,当飞行器飞入太空再进入大气层时,由于速度快而受到粒子云的激烈摩擦产生高温和侵蚀。钨铜材料是能够满足上述要求的较好材料。
随着碳一碳(C—C)纤维复合材料的研制成功和发展,因它具有质轻和抗热震性好的X点,火箭喷管喉衬越来越多地用它来制造。但其抗烧蚀性远不如钨铜材料,对那些要求抗烧蚀性高的喷管喉衬、燃气舵和其他部件仍需用钨基材料制造。
钨铜材料可用作破甲材料,即一种所谓“药型罩”材料。用钨铜材料(常用W-30Cu材料)制成杯形或漏斗形的罩,倒装于弹yao简的前端,靠火药的温度和压力使罩变形成射流而穿甲。这种药型罩X早用紫铜制造,并大量应用。为了增大罩的单位质量从而提高破甲能力,后来研制单位质量比紫铜大的钨铡材料药型罩,在理想的情况下,它比紫铜罩的破甲能力提高30%左右。