钨镍铜

钨镍铜合金是一类重要的钨基重合金 ,以下是关于它的详细介绍:成分与特性成分:主要由钨、镍、铜三种金属元素组成,通常钨含量较高,一般在 85% - 99% 之间,镍和铜的比例会根据具体需求有所变化,常见的镍铜比为 3...
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钨镍铜合金是一类重要的钨基重合金 ,以下是关于它的详细介绍:

成分与特性

成分:主要由钨、镍、铜三种金属元素组成,通常钨含量较高,一般在 85% - 99% 之间,镍和铜的比例会根据具体需求有所变化,常见的镍铜比为 3:2 左右。

特性

高密度:比重一般为 16.5 - 18.75g/cm³,具有较高的密度,可用于制造需要增加重量或提高惯性的部件。

高强度:抗拉强度为 700 - 1000MPa,具备良好的力学性能,能承受较大的外力。

良好的导电性和导热性:铜的加入使其具有较好的导电和导热性能,可满足一些对电、热传导有要求的应用。

低膨胀系数:热膨胀系数小,只有铁或钢的 1/2 - 1/3,在温度变化时尺寸稳定性好。

无铁磁性:这一特性使其在一些特殊要求的场合,如在磁场环境下工作的装置和仪表零部件中具有独特优势。

可焊接性和加工性较好:相比一些其他的高熔点金属合金,钨镍铜合金更易于进行焊接和加工,便于制造各种形状复杂的部件 。

生产工艺

粉末冶金法:这是生产钨镍铜合金最常用的方法。首先将钨、镍、铜等金属粉末按一定比例精确混合,然后在一定压力下将混合粉末压制成所需形状的坯体,最后在高温下进行烧结,使粉末颗粒之间形成牢固的结合,从而得到致密的合金材料。在整个过程中,需要严格控制粉末的粒度、混合均匀性、压制压力和烧结温度等参数,以确保合金的性能。

金属注射成型法:将钨、镍、铜等金属粉末与适量的粘结剂混合制成具有良好流动性和可塑性的注射料,通过注射机将注射料注入模具型腔中成型,然后经过脱脂和烧结等后续处理,去除粘结剂并使金属粉末烧结致密化,得到最终的合金制品。这种方法适合生产形状复杂、尺寸精度要求高的小型零件,但生产设备和工艺成本相对较高。

应用领域

航空航天领域

制造陀螺仪转子:其高密度和良好的力学性能可提高陀螺仪的精度和稳定性,确保飞行器准确感知和调整姿态。

制造配重部件:用于调整飞行器的重心,提高飞行性能和稳定性。

电子电气领域

制造电触头:具有良好的导电性、耐磨性和抗电弧烧蚀能力,能保证电器开关在频繁开合过程中的可靠性和使用寿命。

制造电子封装材料:热导率高且热膨胀系数与半导体材料相匹配,可有效散热和保护电子元件,提高电子设备的性能和可靠性。

制造电极材料:在电火花加工等电加工过程中,用作电极能承受高能量的放电冲击,具有较好的加工精度和表面质量。

医疗领域:对 X 射线或 γ 射线有极好的吸收能力,常用于制造医疗放射治疗设备中的防射线屏蔽部件,如防护衣、防护屏风等,保护医护人员和患者免受辐射伤害。

机械制造领域

制造耐磨零件:如模具、刀具等,其高硬度和高强度可提高零件的耐磨性和使用寿命,降低加工成本。

制造重型机械部件:可用于制造承受较大负荷和冲击力的机械部件,如挖掘机的铲斗齿、破碎机的锤头 等,提高设备的可靠性和工作效率。

军事领域:可用于制造一些军事装备的零部件,如动能穿甲弹的弹芯等,凭借其高密度和高强度在击中目标时产生强大的穿甲能力。

常见的钨镍铜牌号 :

按钨含量区分

90 钨镍铜:其成分大致为 90% 钨、6% 镍、4% 铜 ,牌号可表示为 90wnicu。它具有较高的密度和强度,同时保持了一定的韧性和可加工性,适用于制造对重量和强度有要求的部件,如航空航天领域的配重部件、陀螺仪转子等。

93 钨镍铜:含 93% 钨、4% 镍、3% 铜左右,记作 93wnicu。在密度、强度和加工性能方面有较好的平衡,可用于多种工业领域,如机械制造中的耐磨零件、压铸模等。

95 钨镍铜:成分约为 95% 钨、3.5% 镍、1.5% 铜,即 95wnicu。其高密度和高硬度的特点突出,常用于对材料耐磨性和耐腐蚀性要求较高的场合,像电子电气领域的电触头、电极材料,以及军事领域的穿甲弹弹芯等。

按标准分类

ASTM 标准牌号:ASTM B777 中规定了一系列钨镍铜合金的标准牌号,涵盖了不同成分和性能要求,以满足各种应用需求。

AMS 标准牌号:如 AMS 7725e ,其中也包含了多种类型和等级的钨镍铜合金牌号,这些牌号在航空航天等高端领域应用广泛,对材料的性能和质量有严格的规范 。

MIL-T-21014 标准牌号:此标准下的钨镍铜合金牌号,主要用于军事相关应用,对合金的强度、硬度、密度等指标有明确规定,以确保其在军事装备中的可靠性和性能