鎢銅是指鎢和銅組成的合金,常用合金的含銅量為10%~50%。合金用粉末冶金方法制取,具有很好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,較好的高溫強(qiáng)度和一定的塑性。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。所以這類材料也稱為金屬發(fā)汗材料。
電工材料
鎢銅合金電工材料:主要分為電接觸材料和電加工材料。
(1)電接觸材料。這是重要的一類電工材料,它們具有高的抗電弧燒蝕性能和抗熔焊性能,用于各種高、低壓開關(guān)電器和某些儀表中作為電觸頭、電觸點和電極。電觸頭是鎢銅材料應(yīng)用量的一類,特別是含銅量在20%~40%的鎢銅材料應(yīng)用量,主要用作中、高電壓和中、大電流的開關(guān)電器中,如輸電網(wǎng)的保護(hù)斷路器觸頭和其他觸頭、觸點。含15%~20%Cu的鎢銅觸頭可用在電壓高達(dá)50萬V或更高的斷路器上。
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?xì)舛妗?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?xì)鉁囟纫话愀哌_(dá)2700~3300℃,燃?xì)饬髦泻写罅康墓腆w粒子,對噴管、燃?xì)舛娴炔考袊?yán)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(jìn)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(jī)械合金化法或者氧化物供還原法制備超細(xì)、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(jī)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)。