鎢銅材料(tungsten-copper? composite)

　　以鎢和銅兩種元素組成的材料。鎢與銅不形成固溶體，也不形成金屬間化合物，而是以各自金屬組元獨(dú)立、均勻的存在。因此，開始稱之謂“假合金”，后來(lái)也歸入“復(fù)合材料”中。具有鎢骨架(骨架密度一般為70％～86％理論密度)的鎢銅材料，在高溫作用下，由于銅熔化、蒸發(fā)吸收了材料表面的熱量，對(duì)鎢基體有冷卻效果，就像人體發(fā)汗降低體溫一樣，是一種金屬發(fā)汗材料。鎢具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度和高硬度，銅具有良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和韌性，鎢銅材料綜合了鎢和銅的性能，具有很高的使用價(jià)值。

　　簡(jiǎn)史????????

　　20世紀(jì)30年代，德國(guó)首先用粉末冶金法制成鎢銅假合金，用作高壓電器開關(guān)觸頭，代替純銅觸頭性能有很大改善。中國(guó)于50年代制造和應(yīng)用鎢銅(銅鎢)觸頭。60年代中至80年代末，中同研究了鎢銅材料的抗固體燃?xì)鉄g性和熱震性，研制出用于固體燃料火箭的噴管、燃?xì)舛婧推渌考?/span>

　　品種、性能和用途????????

　　鎢銅材料具有較高的高溫強(qiáng)度、硬度，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和其他物理性能，可作為電工材料、瞬時(shí)高溫材料、破甲材料以及一些特殊用途的材料。各種鎢銅材料的性能和用途見(jiàn)表。

　　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(diǎn)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(diǎn)。含15％～20％Cu的鎢銅觸頭可用在電壓高達(dá)50萬(wàn)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(chǎng)合下也采用鎢銅材料。

　　瞬時(shí)高溫材料????????

　　一種既重要又特殊的鎢銅材料，可在接近鎢熔點(diǎn)和稍超過(guò)鎢熔點(diǎn)的溫度下使用，工作時(shí)間很短，幾秒至200秒便完成使命，所以叫瞬時(shí)高溫材料。這類材料主要用來(lái)制造航天器的高溫部件，如火箭噴管、制導(dǎo)導(dǎo)彈飛行方向的燃?xì)舛?、?dǎo)彈端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件?？篃g性和抗熱震性是瞬時(shí)高溫材料的最主要使用性能，因?yàn)楣腆w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(duì)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(duì)部件產(chǎn)生激烈的熱震破壞作用。對(duì)端頭而言，當(dāng)飛行器飛入太空再進(jìn)入大氣層時(shí)，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(diǎn)，火箭噴管喉襯越來(lái)越多地用它來(lái)制造。但其抗燒蝕性遠(yuǎn)不如鎢銅材料，對(duì)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。

　　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(jiǎn)的前端，靠火藥的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(lái)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。如何制得材質(zhì)均勻、能形成連續(xù)射流的鎢銅藥型罩是關(guān)鍵，目前大多數(shù)處在研制階段。

　　制取工藝??????????

　　鎢熔點(diǎn)(34()(]C)與銅熔點(diǎn)(1083(、)相差很大，并且鎢與銅不發(fā)生合金化，無(wú)法用熔煉法制造鎢銅材料。這種材料用粉末冶金法制造，主要有混粉燒結(jié)法和熔滲法兩種工藝?；旆蹮Y(jié)法是將鎢粉和銅粉按所需比例混合、壓制、燒結(jié)、復(fù)壓制得產(chǎn)品，一般用于制造含鎢量較低(一般低于60％)的產(chǎn)品。熔滲法，也叫熔浸法，是將鎢粉壓坯(或加有少量銅粉的鎢粉壓坯)預(yù)燒結(jié)成多孔鎢體(骨架)，然后放在銅液中浸滲；或壓坯不經(jīng)預(yù)燒結(jié)而是燒結(jié)和熔滲合為一道工序在高于銅的熔點(diǎn)溫度下進(jìn)行熔滲。借助毛細(xì)力作用，熔融銅便滲透到鎢體的孔隙中而制得產(chǎn)品。對(duì)熔滲法，優(yōu)先選用平均粒度為4～10ηm(費(fèi)氏粒度)、粒度分布曲線形狀類似高斯正態(tài)函數(shù)曲線f(x)=1／(2π)1/2．exp(-x2/2)的鎢粉來(lái)制造(式中x為鎢粉粒度)。

　　中國(guó)鎢銅和鎢銀材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB832087銅鎢觸頭和銀鎢觸頭技術(shù)條件。