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钨铜合金的性能及几种常见的制备方法

文章作者:admin 浏览次数: 发表时间:2020-08-19 15:01:47

  钨铜复合材料是以钨、铜元素为主组成的一种两相结构假合金,是金属基复合材料.由于金属铜和钨物性差异较大,因此不能采用熔铸法进行生产,现在一般采用粉末合金技术进行生产。

  钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为6%~45%。合金用粉末冶金方法制取,具有很好的导电导热性,较好的高温强度和一定的塑性。在很高的温度下,如3000℃以上,合金中的铜被液化蒸发,大量吸收热量,降低材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。

  钨铜合金有较广泛的用途,其中一大部分应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。其次也要用来制造抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头和火箭喷管喉衬、尾舵等高温构件,也用作电加工的电极、高温模具以及其他要求导电导热性能和高温使用的场合。

  采用粉末冶金方法制取钨铜合金的工艺流程为制粉——配料混合——压制成型——烧结溶渗——冷加工。

  钨铜或钼铜混合粉末经过压制成型后,在1300-1500°液相烧结 。此法制备的材料均匀性不好、存在较多闭空隙,致密度一般低于98%,但经过添加少量镍的活化烧结法、机械合金化 法或者氧化物供还原法制备超细、纳米粉末能提高烧结活性,从而提高钨铜、钼铜合金 的致密度。但镍活化烧结会使材料的导电、导热性能明显下降,机械合金化引入杂质也会降低材料传导性能;氧化物共还原法制备粉末,工艺过程繁琐,生产效率低下,难以批量生产。

  注模法

  注模法制成的高密度钨合金。其制造方法是将均匀粒度为1-5微米的镍粉、钨铜粉或铁粉与粒径为0.5-2微米的钨粉和5-15微米的钨粉混合,再添加25%-30%的有机粘结合剂 (如石蜡或聚甲基丙烯酸醋)注模,用蒸汽清洗和照射法除去粘合剂,在氢气中烧结,获得高密度钨合金。

  氧化铜粉法

  氧化铜粉(混合—研磨还原到铜)而不是用金属铜粉,铜在烧结压坯中形成连续的基体,钨则作为强化构架。高膨胀组分受四周第二组分的制约,粉末在较低温度的湿氢气中烧结。根据采用很细的粉末可以改善烧结性能和致密化,使其达到99%以上。

  钨、钼骨架熔渗法

  先将钨粉压制成型,并烧结成具有一定孔隙度的钨、钼骨架,然后熔渗铜。此法适用于低铜含量的钨铜、钼铜产品。钼铜与钨铜相比,具有质量小,加工容易,线膨胀系数 、导热系数及一些主要力学性能与钨铜相当等优点。

  虽耐热性能不及钨铜,但比一些耐热材料要好,因此应用前景较好。因钼铜的润湿性比钨铜的差,尤其是制备低铜含量的钼铜时,熔渗后材料的致密度偏低,导致材料的气密性、导电性、导热性满足不了要求,其应用受到限制。


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