钨铜是一种由钨和铜组成的合金,以下是关于钨铜的详细介绍:
成分:通常含铜量在 10% - 50% 之间,其余主要为钨 ,常见的有 W70Cu30、W80Cu20 等。
特性
良好的导电性和导热性:继承了铜的优良导电和导热性能,其导电率可达 42% IACS 左右,热导率也较高,能有效传输电流和热量,可用于制造需要良好电、热传导的部件。
高硬度和高强度:钨的加入使其具有较高的硬度和强度,如 W75 钨铜的硬度可达 185HV 左右,抗弯强度可达 700MPa 左右,可承受较大的机械压力和磨损。
低膨胀系数:热膨胀系数小,与一些陶瓷、半导体材料等的热膨胀系数相近,在温度变化时尺寸稳定性好,适用于对尺寸精度要求较高的场合。
耐高温性能:钨的熔点高达 3410℃,使得钨铜合金具有良好的耐高温性能,可在高温环境下长时间稳定工作,如在航天航空领域的高温部件中应用。
耐电弧烧蚀性:在电弧作用下,钨铜合金表面的铜会形成一层氧化铜膜,这层膜具有一定的导电性和抗氧化性,能有效减少电弧对材料的烧蚀,提高材料的使用寿命,常用于制造电触头、电极等。
电子电气领域
电触头材料:用于各种高、低压开关电器和某些仪表中,如输电网的保护断路器触头,能承受高电压、大电流,具有良好的抗电弧烧蚀和抗熔焊性能。
电极材料:在电阻焊、电火花加工等电加工技术中,作为电极能耐高温、耐电弧烧蚀,保证加工精度,提高加工效率,还可用于制造高压放电管电极。
电子封装材料:具有与半导体材料相匹配的热膨胀系数和良好的导电导热性,可有效散热和保护电子元件,用于制造集成电路、电容器、电感器等的封装和固定,以及高功率电子设备的散热器和热沉等。
航空航天领域:制造导弹、火箭发动机的喷管、燃气舵、空气舵、鼻锥等高温部件,利用铜在高温下挥发形成的发汗制冷作用,降低表面温度,保证在高温极端条件下使用。
机械制造领域:用于制造耐磨零件,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;也可制造一些对尺寸精度和稳定性要求较高的机械部件。
军事领域:可作为破甲材料,即 “药型罩” 材料,用于制造弹药筒前端的罩体,靠火药的温度和压力使罩变形成射流而穿甲,提高弹药的破甲能力 。
按钨含量区分
W10Cu:含钨 10% 左右,其余为铜,牌号如 W-10Cu 。具有相对较好的导电性和一定的强度,适用于一些对导电性要求较高、同时需要一定机械性能的场合,比如某些电子元件的连接部位。
W20Cu:钨含量约为 20%,其强度和硬度较 W10Cu 有所提高,且仍保持较好的导电导热性,可用于制造一些需要承受一定压力和磨损的电气部件,如继电器的触头。
W30Cu:即 70W30Cu,表示钨的含量为 70%,铜的含量为 30%。它具有优良的耐高温和耐磨损性能,同时保持了较好的导电性和导热性,适用于微电子材料、焊接电极和热管理材料,常用于电阻焊电极、电火花加工电极等。
W50Cu:含 50% 钨和 50% 铜,牌号有 CuW50 等。具备较好的综合性能,在强度、硬度、导电导热性等方面较为平衡,可用于多种工业领域,如作为电加工电极、高压开关的触头材料。
W70Cu:通常指 70% 钨和 30% 铜的合金,如 CuW70。具有较高的硬度、强度和密度,以及良好的抗电弧烧蚀性能,是一种常用的电触头材料,也用于制造火箭喷管喉衬、尾舵等高温构件。
W75Cu:含钨 75% 左右,牌号如 W75Cu25。其耐高温和机械强度更高,但导电性和导热性相对 W70Cu 稍低,适用于军用耐高温材料和高压开关电工合金。
W80Cu:即 CuW80,钨含量为 80%,铜含量为 20%。硬度较高,约为 98HRB,密度大概为 15.58g/cm³,具有良好的耐高温性能和抗磨损性能,常用于制造对硬度和耐磨性要求较高的部件,如某些模具的镶件。
W90Cu:含钨 90% 左右,剩余为铜。该合金具有极高的硬度和强度,以及较好的耐高温性能,可用于制造一些特殊要求的耐磨、耐高温零件,如在军事领域的某些关键部件。
中国国家标准牌号:如 GB/T 8320-2003 中规定的 CuW50、CuW55、CuW60、CuW65、CuW70、CuW75、CuW80、CuW85、CuW90 等,对合金的化学成分、物理性能等都有明确规定。
美国材料与试验协会(ASTM)标准牌号:例如 ASTM B702 中涵盖了多种钨铜合金牌号,这些牌号在国际上被广泛认可和应用,其成分和性能指标符合相关的工业标准和应用需求 。。