鎢銅合金復(fù)合材料是由鎢與銅所組成的既不互溶又不形成金屬間化合物的兩相單體均勻混合的組織，一般稱為鎢銅假合金(pseudo-alloy)。正是由于這些特點(diǎn)，使得鎢銅合金復(fù)合材料成為既具有鎢的耐高溫、高強(qiáng)度、高密度等特性，又具有銅的高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、好的塑性等綜合性能的材料。鎢與銅單質(zhì)金屬的性能見表1-1。

表1-1鎢、銅單質(zhì)金屬的物理性能.

而且，這種綜合性能還可以通過改變其組成成分的比例而加以調(diào)整。因而鎢銅合金被廣泛應(yīng)用。鎢銅合金的性能見表1-2

表1-2鎢銅合金的性能(國標(biāo)GB/T38320-2003)

　　鎢銅合金牌號有哪些呢？鎢銅合金中外牌號對照表有嗎？鎢銅合金牌號的表示方法是怎么樣的呢？所謂鎢銅合金是指鎢和銅組成的合金。鎢銅合金的種的含銅量為10%～50%。鎢銅合金在很高的溫度下，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。因此可以說鎢銅合金是一種金屬發(fā)汗材料。再來說說鎢銅合金牌號吧。所謂的鎢銅合金金牌號就是指每一種具體的鎢銅合金所取的名稱。牌號不僅證明金屬材料的具體品種，而且根據(jù)它還可以大致判斷其質(zhì)量。這樣牌號就簡便地提供了具體金屬材料質(zhì)量的共同概念，從而為生產(chǎn)、使用和管理等工作帶來很大方便。那么我們來說下鎢銅合金牌號吧。

　　鎢銅合金牌號：

　　1、WCu7；WCu10；WCu15；WCu20；WCu25；WCu30。

　　2、CuW50；CuW55；CuW60；CuW65；CuW70；CuW75；CuW80；CuW85；CuW90。

　　3、WD100；WD101；WD102；WD103。

　　4、HD-130；HD-135；HD-140；HD-145；HD-150；HD-155；HD-160；HD-170；HD-175；HD-180；HD-185；HD-190。

　　鎢銅合金牌號講解完了，我們來說下不同鎢銅合金牌號的技術(shù)指標(biāo)：

　　備注：

　　1、以上參數(shù)為典型值僅供參考，不作為驗(yàn)收產(chǎn)品之標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、上述鎢銅合金對應(yīng)國際牌號為1W3,3W3,5W3,10W3,30W3,3W53,TC10,TC5,TC20

　　不同鎢銅合金牌號的性能要求：

鎢銅合金復(fù)合材料應(yīng)用十分廣泛，其中主要集中在以下幾個(gè)方面:

1)電觸頭材料

電觸頭材料亦稱觸點(diǎn)或接點(diǎn)，是高、低壓電器的關(guān)鍵元件，擔(dān)負(fù)著接通和分?jǐn)嚯娏鞯淖饔茫苯佑绊懼_關(guān)、電器的可靠性和使用壽命。鎢銅合金觸頭在燃弧過程中，表層低熔點(diǎn)的銅首先熔化，由于毛細(xì)管作用被吸附在鎢骨架毛細(xì)管孔中，在電弧高溫作用下蒸發(fā)并帶走大量熱量，使鎢骨架冷卻，從而使觸頭具有良好的開斷性能。鎢骨架由于熔點(diǎn)很高，在電弧中的燒蝕極小，即使局部溫度過高也不會發(fā)生熔焊，從而保證了開關(guān)性能的穩(wěn)定性、可靠性和長壽命。而且鎢含量越高，抗燒損的性能越好，但電導(dǎo)率低，具體的使用要進(jìn)行具體的選擇。目前，電觸頭用鎢銅材料除了常規(guī)的高壓電器開關(guān)外，其主要的發(fā)展是:一是超高壓用的鎢銅電觸頭，即由50萬伏為主向75萬伏甚至200萬伏以上發(fā)展;二是中等電壓用的真空鎢銅材料。

2)電極材料

鎢銅合金可作為電阻焊電極、電火花加工電極、等離子電極等電極材料。作為電火花加工電極，目前己成為鎢銅復(fù)合材料的主要應(yīng)用之一。在電火花加工的過程中，電極材料的作用是輸送加工脈沖，并以自身最小的損耗去蝕除工件。鎢銅材料具有加工速度快、加工質(zhì)量高、電極材料損耗小等優(yōu)點(diǎn)，因此，對于高轉(zhuǎn)速工模具及難加工材料的精加工等有明顯優(yōu)勢。

3)高溫材料

鎢銅合金材料在高溫(3100℃或者更高)使用時(shí)，其兩相組織中所含有的銅將發(fā)生汽化而吸收大量的熱量，從而顯著降低鎢銅器件表面的溫度，保證了鎢銅材料在高溫下的應(yīng)用。因此，鎢銅材料的一個(gè)重要的用途是作為火箭、導(dǎo)彈等高溫高速氣流燒蝕、沖刷的高溫器件，如燃?xì)舛?、噴管、喉襯、鼻錐等。另外，還可以用作坦克穿甲彈的藥型罩、增程炮的尾噴管、電磁炮的軌道材料。

4)電子封裝及熱沉材料

近年來，隨著微電子信息技術(shù)的發(fā)展，對電子封裝材料的要求越來越高。由于鎢銅合金的熱膨脹系數(shù)同硅片、BeO、GaAs等材料的熱膨脹系數(shù)非常接近，熱傳導(dǎo)系數(shù)高，并且可通過調(diào)整鎢銅含量調(diào)整上述兩個(gè)系數(shù)，所以鎢銅熱沉成為在特殊領(lǐng)域電子元件的理想封裝材料，作為基片、連接件和散熱組件廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中央處理系統(tǒng)、大規(guī)模集成電路和大功率微波器件中。

5)其他材料

根據(jù)鎢銅合金復(fù)合材料等各項(xiàng)特性，各種新的可能應(yīng)用還在不斷的研究和開發(fā):如它可以作為重載荷滑動摩擦軸套的加強(qiáng)筋;用作高速旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動的固體密封件;各種儀器儀表中要求無磁、低膨脹、高彈性模量、防輻射屏蔽等特殊要求的零部件;正在發(fā)展中的實(shí)驗(yàn)聚合反應(yīng)堆;正在研究當(dāng)中的可以承受和傳遞大熱流的裝置材料。另外，在激光器、通訊設(shè)備、辦公設(shè)備以及體育和運(yùn)動器件(如作為高爾夫球的配重塊)也都可以找到鎢銅復(fù)合材料的應(yīng)用。

鎢銅合金生產(chǎn)工藝比較

傳統(tǒng)的鎢銅合金的制備一般采用銅滲和液相燒結(jié)方法，但是由于鎢銅互不相溶其燒結(jié)性能較差，難以實(shí)現(xiàn)完全的燒結(jié)致密化，難以形成均勻化的微觀結(jié)構(gòu)，難以靈活地調(diào)整鎢銅復(fù)合材料的成分。盡管采用超細(xì)銅彌散分布的粉末，能較大地改善鎢銅合金的燒結(jié)性能，獲得較理想的材料;添加Ni、Co、Fe、Pd等元素，活化燒結(jié)也能取得較好的效果(該法對電導(dǎo)、熱導(dǎo)均有負(fù)面影響)。但探索新的制備技術(shù)以獲得組織和微結(jié)構(gòu)更加合理，性能更為優(yōu)異的新型鎢銅合金仍是鎢銅合金開發(fā)研究中一個(gè)十分重要的課題。鎢的熔點(diǎn)很高，因此制備鎢銅合金只能采用粉末冶金方法制備，大致如下:

1、熔浸法

熔浸法是先制備一定密度、強(qiáng)度的多孔基體骨架，再滲以熔點(diǎn)較低的金屬，填充骨架的方法。其機(jī)理主要是在金屬液潤濕多孔基體時(shí)，在毛細(xì)管力作碩士學(xué)位論文第一章文獻(xiàn)評述用下，金屬液沿顆粒間隙流動填充多孔骨架孔隙，獲得綜合性能優(yōu)良的材料，其優(yōu)點(diǎn)是致密度高，燒結(jié)性能好，熱導(dǎo)和電導(dǎo)性能好;缺點(diǎn)是熔浸后需要進(jìn)行機(jī)加工去除多余的金屬銅，增加了機(jī)加工費(fèi)用，降低了成品率。但熔浸法仍是目前制備鎢銅合金中應(yīng)用最為廣泛的方法〔9一’。]。由于鎢的熔點(diǎn)高，在一般高溫 (<1700℃)下燒結(jié)收縮小，難以致密化，又因鎢粉本身硬度高，成形性差，靠模壓難以達(dá)到高鎢含量所需要的骨架密度，因此用熔浸法制備鎢銅合金的關(guān)鍵技術(shù)就是獲得致密的鎢骨架。隨著粉末增塑近凈成形技術(shù)的發(fā)展和零部件形狀復(fù)雜程度的提高，鎢骨架的制備己由單一傳統(tǒng)粉末冶金模壓成形向擠壓成形和注射成形方向發(fā)展，主要有:高溫?zé)Y(jié)、擠壓成形和注射成形。

2、高溫液相燒結(jié)法

由于W、Cu的熔點(diǎn)相差很大，可以采用高溫液相燒結(jié)法制備鎢銅合金，通過在銅熔點(diǎn)以上的高溫液相燒結(jié)使其致密化。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工序簡單易控，缺點(diǎn)是燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時(shí)間長、燒結(jié)性能差，燒結(jié)密度低(只為理論密度的90%-95%)，不能滿足使用要求。為了提高其密度，在液相燒結(jié)之后需增加后處理工序:復(fù)壓、熱壓、熱鍛等。但這樣增加了工藝的復(fù)雜性，使其應(yīng)用受到限制。A.K.Bhalla等人采用爆炸壓實(shí)法制備的鎢銅合金有較好高溫液相燒結(jié)效果。采用以上幾種方法所制備的材料性能比較見表1-1。

表1-1不同制備方法制備的W-30Cu的燒結(jié)性能

3、活化液相燒結(jié)法

由于高溫液相燒結(jié)法不能獲得接近理論密度的鎢銅合金，采用燒結(jié)后處理則增加工藝復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。而通過加入活化元素來提高燒結(jié)活性的活化碩士學(xué)位論文第一章文獻(xiàn)評述液相燒結(jié)法不僅降低了燒結(jié)溫度，縮短了燒結(jié)時(shí)間，而且使得燒結(jié)密度大大提高。J.L.Jolinson和R.M.German等人研究了過渡族元素Pd、Ni、Co、Fe的活化效果。研究結(jié)果表明CO、Fe的活化效果最好，能明顯提高鎢銅合金的致密度，當(dāng)CO含量為0.35%時(shí)，在1300℃燒結(jié)lh后的燒結(jié)性能很好;Ni、Pd的活化效果不明顯，比其在純w粉中的效果差，究其原因是因?yàn)镹i、Pd與Cu可以形成無限固溶體，起不到活化效果，而CO、Fe和Cu只形成有限固溶體，在燒結(jié)過程中形成的第二相在晶界中析出，形成金屬間化合物，促使鎢的致密化。活化液相燒結(jié)可以獲得較高的相對密度、硬度、斷裂強(qiáng)度等，但是活化劑的加入影響高導(dǎo)電相Cu的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，顯著降低了該復(fù)合材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，這對導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能要求高的微電子材料來說是不利的，因此制備的材料只適用于制備導(dǎo)電、導(dǎo)熱性要求不高的場合。

4、纖維替代粒子法

用具有一定方向性的纖維替代難熔金屬粉末顆粒(如鎢粉)所制做的復(fù)合材料不僅導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能高，且能控制難熔金屬在高溫下的氧化飛濺，具有較高的耐蝕性。

5、電弧熔煉法

電弧熔煉法是先用傳統(tǒng)粉末冶金法(混粉一壓制一燒結(jié))將所要求的合金做成電極，再在自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行熔化，從而制得晶粒細(xì)小、密度偏析小、致密度高以及抗蝕性好的鎢銅合金。

6、固定結(jié)構(gòu)法

對于鎢銅合金，在探索其不同生產(chǎn)工藝的同時(shí)，也從改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，試圖向形成固定結(jié)構(gòu)的技術(shù)方向發(fā)展。即根據(jù)不同的服役條件，設(shè)計(jì)成專用的元器件，從而保證質(zhì)量和使用要求。如當(dāng)前使用的中空型電觸頭，由于觸頭體存在一空心區(qū)，觸頭在接觸電弧時(shí)，散熱快、燒損小、壽命較長。

? ??鎢銅合金作為一種常用的金屬復(fù)合材料，它的用途以及性能優(yōu)勢都是非常讓人們認(rèn)可的，同時(shí)由于這種產(chǎn)品的使用范圍及其廣泛，人們都對它的生產(chǎn)制作工藝產(chǎn)生了很大的興趣。所以今天小編就帶著大家的這個(gè)疑問，一起來探究一下這個(gè)問題的根源吧。將鎢銅合金產(chǎn)品的制作工藝發(fā)掘出來，可能大家都知道鎢銅合金是由鎢和銅這兩種材料制造而成的。

? ? ? ?因?yàn)殒u和銅這兩種產(chǎn)品的差異是很大的，所以不能夠采用熔鑄法進(jìn)行生產(chǎn)加工，要采用粉末合金的技術(shù)才可以。這種技術(shù)的好處就是有著非常好的導(dǎo)電與導(dǎo)熱性能，在較高的溫度下，該技術(shù)方法能夠大量的吸收熱量，降低制作材料的表面溫度。鎢銅合金經(jīng)過粉末合金技術(shù)的壓制成型之后，還要提高鎢和銅的致密度，這個(gè)過程其實(shí)是很復(fù)雜的，同時(shí)也非常注重生產(chǎn)效率，很難進(jìn)行批量的生產(chǎn)。

? ? 在制造鎢銅合金的過程中一定要耐心，只有在制造的過程中保持一個(gè)認(rèn)真仔細(xì)的態(tài)度，才能夠生產(chǎn)出有質(zhì)量安全保證的鎢銅合金產(chǎn)品，只有質(zhì)量有保證了那么肯定銷量就會上升的。

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