鎢銅合金材料特性

鎢銅合金綜合銅和鎢的優(yōu)點，高強度、高比重、耐高溫、耐電弧燒蝕、導電電熱性能好、加工性能好。采用高品質(zhì)鎢粉及無氧銅粉，應用等靜壓成型(高溫燒結-滲銅)，保證產(chǎn)品純度及準確配比，組織細密，性能優(yōu)異。斷弧性能好，導電性好，導熱性好，熱膨脹小 。

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。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法、機械合金化法或者氧化物供還原法制備超細、納米粉末能提高燒結活性，從而提高鎢銅、鉬銅合金的致密度。但鎳活化燒結會使材料的導電、導熱性能顯著降低，機械合金化引入雜質(zhì)也會降低材料傳導性能；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25%-30%的有機粘結合劑　（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，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，銅在燒結壓坯中形成連續(xù)的基體，鎢則作為強化構架。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。據(jù)先容采用很細的粉末可以改善燒結性能和致密化，使其達到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。鉬銅與鎢銅相比，具有質(zhì)量小，加工容易，線膨脹系數(shù)、導熱系數(shù)及一些主要力學性能與鎢銅相當?shù)葍?yōu)點。

雖耐熱性能不及鎢銅，但比一些耐熱材料要好，因此應用前景較好。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，熔滲后材料的致密度偏低，導致材料的氣密性、導電性、導熱性滿足不了要求，其應用受到限制 。

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(chǎn)，一般采用粉末合金技術進行生產(chǎn)。

鎢銅合金有較廣泛的用途，其中一大部分應用于航天、航空、電子、電力、冶金、機械、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的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件，也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合 。

由于鎢銅兩種金屬互不相溶，因此鎢銅合金具有鎢的低膨脹性，耐磨性，抗腐蝕性及具備銅的高導電和導熱性，并且適用于各種機械加工。鎢銅合金可以根據(jù)用戶要求進行對鎢銅配比的生產(chǎn)和尺寸的加工。鎢銅合金一般使用粉末冶金的工藝流程先制粉-配料混合-壓制成型-燒結溶滲 。

鎢銅電極

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。

鎢銅合金棒

鎢銅是利用高純鎢粉優(yōu)異的金屬特性和高純紫銅粉的可塑性、高導電性等優(yōu)點,經(jīng)靜壓成型、高溫燒結、溶滲銅的工藝精制而成的復合材料。斷弧性能好,導電導熱好,熱膨脹小,高溫不軟化,高強度,高密度,高硬度。

鎢銅電子封裝片

鎢銅電子封裝材料：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(shù)和導電導熱性可以通過調(diào)整材料的成分而加以改變,從而給材料的使用提供了便利。

鎢銅管

鎢銅合金管在硬質(zhì)合金和難溶金屬中有廣泛運用。因鎢銅合金易于機械加工，所以在表面需要易于切削加工并要求內(nèi)直徑小的情況下，鎢銅管的運用發(fā)揮了很大的作用。

鎢銅合金絲

使用注意事項：

1.膠體石墨不能置于鎢銅絲的表面，溫度在1000度以上時，避免鎢銅線和鐵、鎳、碳放到一起。鎢銅絲必須放于干燥，相對濕度不應超過室溫的65%，避免與酸或堿性東西放在一起。

2.清理完鎢銅絲后應將其放于干燥的器皿中，避免與空氣直接接觸，防止氧化 。

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：

鎢銅合金綜合了金屬鎢和銅的優(yōu)點，其中鎢熔點高(鎢熔點為3410℃，銅的熔點1080℃)，密度大(鎢密度為19.34g/cm³，銅的密度為8.89 g/cm³) ；銅導電導熱性能優(yōu)越，鎢銅合金(成分一般范圍為WCu7~WCu50)微觀組織均勻、耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕、密度大；導電、導熱性能適中，廣泛應用于軍用耐高溫材料、高壓開關用電工合金、電加工電極、微電子材料，做為零部件和元器件廣泛應用于航天、航空、電子、電力、冶金、機械、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彈、火箭發(fā)動機的噴管、燃氣舵、空氣舵、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、高壓開關用電工合金

鎢銅合金在高壓開關128kV SF6斷路器WCu/CuCr中，以及高壓真空負荷開關(12kV 40.5KV 1000A)，避雷器中得到廣泛應用，高壓真空開關體積小，易于維護，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，基本上已被鎢銅電極頂替。鎢銅電極的優(yōu)點是耐高溫、高溫強度高、耐電弧燒蝕，并且導電導熱性能好，散熱快。應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具有盡可能高的致密度和組織的均勻性，特別是細長的棒狀、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，又具有銅的高導熱特性，其熱膨脹系數(shù)和導熱導電性能可以通過調(diào)整鎢銅的成分而加以改變，因而給鎢銅提供了更廣的應用范圍。由于鎢銅材料具有很高的耐熱性和良好的導熱導電性，同時又與硅片、砷化鎵及陶瓷材料相匹配的熱膨脹系數(shù)，故在半導體材料中得到廣泛的應用。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 。

經(jīng)過研究和開發(fā)，鎢銅合金的制備技術已經(jīng)取得很大進步，一些新工藝、新技術也已經(jīng)在生產(chǎn)中推廣和應用，但為了滿足日益提高的性能要求和一些特殊條件下的應用需求，仍然存有一些問題需要進行更為深入的研究。首先，應加強鎢銅基合金的成形技術的基礎研究，以指導新技術的開發(fā)。因為研究大多集中在如何制備高性能的合金上，而忽視了基礎理論的研究，這也就造成了理論與工藝技術脫節(jié)的局面。例如，開發(fā)微合金化的鎢銅基合金的研究中，添加元素對導電、導熱特性及使用性能的影響，尚需進一步深入研究，才能真正為新制備工藝技術提供理論指導。其次，國內(nèi)雖然對新的制備技術作了一些研究，但普遍研究不夠深入，而且由于所需設備昂貴，工藝方法較復雜，難于在工業(yè)化生產(chǎn)中應用。因此應大力開發(fā)高效率、低成本、適用廣、易掌握的制造技術，以滿足技術進步和實際生產(chǎn)的需求?？v觀鎢銅合金材料的發(fā)展歷史，隨著基礎研究進步和制備技術改進，都使鎢銅合金的性能得到了很大的提高，也為鎢銅合金的應用領域的擴大提供了更加廣闊的前景 。

鎢銅棒材直徑從1毫米到60毫米，長度最長為300毫米。 鎢銅合金棒生產(chǎn)遵循ASTM B702，RWMA class 10，RWMA class 11，RWMA class 12，GB/T8320-2003等標準。