銅-鎢(鎢-銅、CuW 或 WCu)是銅和鎢的混合物。
由于銅和鎢不互溶,因此該材料由分散在另一種金屬基質(zhì)中的一種金屬的不同顆粒組成。因此,微觀結(jié)構(gòu)是金屬基復(fù)合材料,而不是真正的合金。
該材料結(jié)合了兩種金屬的特性,從而形成了一種耐熱、耐燒蝕、高導(dǎo)熱和導(dǎo)電且易于加工的材料。
零件由 CuW 復(fù)合材料制成,方法是將鎢顆粒壓成所需的形狀,燒結(jié)壓實(shí)的零件,然后用熔融銅滲透。復(fù)合混合物的片材、棒材和棒材也可提供。
常用的鎢銅合金含有 10-50 wt.% 的銅,其余部分主要是鎢。典型特性取決于其組成。銅含量較少的混合物具有較高的密度、較高的硬度和較高的電阻率。銅含量為 10% 的 CuW90 的典型密度為 16.75 g/cm3,CuW50 為 11.85 g/cm3。 CuW90 的硬度和電阻率比 CuW50 高,分別為 260 HB kgf/mm2 和 6.5 μΩ.cm。
鎢銅合金用于需要高耐熱性、高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及低熱膨脹的組合。一些應(yīng)用是電阻焊、電觸點(diǎn)和散熱器。作為接觸材料,該復(fù)合材料可抵抗電弧腐蝕。 WCu 合金也用于放電加工 和電化學(xué)加工的電極中。
鎢銅合金75含有 75% 的鎢,廣泛用于功率半導(dǎo)體器件的芯片載體、基板、法蘭和框架。銅的高導(dǎo)熱性和鎢的低熱膨脹使得熱膨脹與硅、砷化鎵和一些陶瓷相匹配。用于此應(yīng)用的其他材料是銅鉬合金、AlSiC 和 Dymalloy。
鎢含量為 70–90% 的復(fù)合材料用于某些特殊聚能裝藥的襯里。對(duì)于均質(zhì)鋼靶材,由于密度和破碎時(shí)間都增加了,因此對(duì)銅的穿透力提高了 1.3 倍。 鎢粉基聚能裝藥管特別適用于油井完井。其他延展性金屬也可用作代替銅的粘合劑。石墨可以作為潤(rùn)滑劑添加到粉末中。
CuW也可以用作真空中的接觸材料。當(dāng)觸點(diǎn)是非常細(xì)晶粒 (VFG) 時(shí),電導(dǎo)率遠(yuǎn)高于普通的銅鎢片。 鎢銅合金是真空觸點(diǎn)的理想選擇,因?yàn)樗杀镜汀⒛碗娀∏治g、導(dǎo)電性好、耐機(jī)械磨損和觸點(diǎn)焊接。 CuW 通常是真空、石油和天然氣系統(tǒng)的觸點(diǎn)。它與空氣接觸不好,因?yàn)楸┞稌r(shí)表面會(huì)氧化。當(dāng)材料中的銅濃度較高時(shí),CuW 在空氣中腐蝕的可能性較小。 CuW 在空氣中的用途是作為電弧尖端、電弧板和電弧流道。
鎢銅合金通常用于中高壓六氟化硫 (SF6) 斷路器的電弧觸點(diǎn),其環(huán)境溫度可達(dá)到 20,000K 以上。鎢銅合金的抗電弧侵蝕能力可以通過改變晶粒尺寸和化學(xué)成分來提高。
火花腐蝕 (EDM) 工藝需要鎢銅合金。通常,此工藝與石墨一起使用,但由于鎢具有高熔點(diǎn) (3420 °C),因此 CuW 電極的使用壽命比石墨電極長(zhǎng)。當(dāng)電極經(jīng)過復(fù)雜的加工處理時(shí),這一點(diǎn)至關(guān)重要。由于電極容易磨損,因此電極提供了比其他電極更高的幾何精度。這些特性還使制造用于火花腐蝕的棒和管的直徑更小,長(zhǎng)度更長(zhǎng),因?yàn)椴牧喜惶赡芩榱押吐N曲。