鎢銅合金有較廣泛的用途,主要是用來制造抗電弧燒蝕的高壓電器開關(guān)的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構(gòu)件,也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和高溫使用的場合。
鎢銅選用精細鎢、銅粉末,經(jīng)浸透燒結(jié)工藝精制而成,可承受近2000度高溫和高應(yīng)力,具有高熔點、高硬度、抗燒損和良好抗粘附性,電蝕產(chǎn)品表面光潔度高,精度,損耗低。
密度大(鎢密度為19.25g/cm,銅的密度為8.92/cm3) ;銅導(dǎo)電導(dǎo)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(dǎo)電、導(dǎo)熱性能適中,廣泛應(yīng)用于軍用耐高溫材料、高壓開關(guān)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(yīng)用于航天、航空、電子、電力、冶金、機械、體育器材等行業(yè)。
瞬時高溫材料
瞬時高溫材料是一種既重要又特殊的鎢銅材料,可在接近鎢熔點和稍超過鎢熔點的溫度下使用,工作時間很短,幾秒至200秒便完成使命,所以叫瞬時高溫材料。這類材料主要用來制造航天器的高溫部件,如火箭噴管、制導(dǎo)導(dǎo)彈飛行方向的燃氣舵、導(dǎo)彈端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件。抗燒蝕性和抗熱震性是瞬時高溫材料的主要使用性能,因為固體燃料的燃氣溫度一般高達2700~3300℃,燃氣流中含有大量的固體粒子,對噴管、燃氣舵等部件有嚴重的沖刷和燒蝕作用;而且這些部件是在急劇溫升的條件下(幾秒鐘升至工作溫度)工作的,因此對部件產(chǎn)生激烈的熱震破壞作用。對端頭而言,當(dāng)飛行器飛入太空再進入大氣層時,由于速度快而受到粒子云的激烈摩擦產(chǎn)生高溫和侵蝕。鎢銅材料是能夠滿足上述要求的較好材料。
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(jié)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(jié)。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(jié)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(jié)活性,從而提高鎢銅、鉬銅合金的致密度。但鎳活化燒結(jié)會使材料的導(dǎo)電、導(dǎo)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(dǎo)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)。