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鎢銅合金是鎢和銅組成的合金。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。
鎢銅復(fù)合材料是以鎢、銅元素為主組成的一種兩相結(jié)構(gòu)假合金,是金屬基復(fù)合材料.由于金屬銅和鎢物性差異較大,因此不能采用熔鑄法進(jìn)行生產(chǎn),一般采用粉末合金技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。
鎢銅合金有較廣泛的用途,其中一大部分應(yīng)用于航天、航空、電子、電力、冶金、機(jī)械、體育器材等行業(yè)。其次也要用來制造抗電弧燒蝕的高壓電器開關(guān)的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構(gòu)件,也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和高溫使用的場合。
鎢銅分類:
1、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。這是最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)用量最大的一類,特別是含銅量在20%~40%的鎢銅材料應(yīng)用量最大,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。
(2)電加工材料。指用在電阻焊、電鉚接、電鐓鍛、電火花加工技術(shù)中的電極和模具材料。電火花加工要求電極或模具材料具有較好的導(dǎo)電性和抗電弧燒蝕性,以保證加工精度,所以多采用鎢銅材料。電阻焊也多采用鎢銅材料。電鉚接和電鐓鍛在某些場合下也采用鎢銅材料。
2、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)飛行方向的燃?xì)舛?、端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件??篃g性和抗熱震性是瞬時高溫材料的最主要使用性能,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。
隨著碳一碳(C—C)纖維復(fù)合材料的研制成功和發(fā)展,因它具有質(zhì)輕和抗熱震性好的優(yōu)點,火箭噴管喉襯越來越多地用它來制造。但其抗燒蝕性遠(yuǎn)不如鎢銅材料,對那些要求抗燒蝕性高的噴管喉襯、燃?xì)舛婧推渌考孕栌面u基材料制造。
3、破甲材料
鎢銅材料可用作破甲材料,即一種所謂“藥型罩”材料。用鎢銅材料(常用W-30Cu材料)制成杯形或漏斗形的罩,倒裝于彈藥簡的前端,靠溫度和壓力使罩變形成射流而穿甲。這種藥型罩最早用紫銅制造,并大量應(yīng)用。為了增大罩的單位質(zhì)量從而提高破甲能力,后來研制單位質(zhì)量比紫銅大的鎢鍘材料藥型罩,在理想的情況下,它比紫銅罩的破甲能力提高30%左右。