钨铜合金电工材料:主要分为电接触材料和电加工材料。
(1)电接触材料。这是重要的一类电工材料,它们具有高的抗电弧烧蚀性能和抗熔焊性能,用于各种高、低压开关电器和某些仪表中作为电触头、电触点和电极。电触头是钨铜材料应用量大的一类,特别是含铜量在20%~40%的钨铜材料应用量大,主要用作中、高电压和中、大电流的开关电器中,如输电网的保护断路器触头和其他触头、触点。含15%~20%Cu的钨铜触头可用在电压高达50万V或更高的断路器上。
(2)电加工材料。指用在电阻焊、电铆接、电镦锻、电火花加工技术中的电极和模具材料。电火花加工要求电极或模具材料具有较好的导电性和抗电弧烧蚀性,以加工精度,所以多采用钨铜材料。电阻焊也多采用钨铜材料。
钨铜电子封装和热沉材料,既具有钨的低膨胀特性,又具有铜的高导热特性,其热膨胀系数和导热导电性能可以通过调整钨铜的成分而加以改变,因而给钨铜提供了更广的应用范围。由于钨铜材料具有很高的耐热性和良好的导热导电性,同时又与硅片、砷化镓及陶瓷材料相匹配的热膨胀系数,故在半导体材料中得到广泛的应用。适用于与大功率器件封装材料、热沉材料、散热元件、陶瓷以及砷化镓基座等 。
钨铜合金是钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为10%~50%。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。
钨铜合金主要是铜和钨混合而成,钨和铜两相的熔点相差,且两者不互溶,的合金。由于钨铜合金具备钨的高熔点和铜的高导电性能,同时,在 3000℃高温以上,铜会被大量蒸发和吸收,从而降低钨铜合金表面的温度和电子发射程度。因此,钨铜合金具备高导电性、高强度和硬度以及耐电弧烧蚀性等优势,被广泛应用在航天、航空、电子、电力、冶金、机械等领域。
由于钨铜合金具有耐高温性和耐电烧蚀性能。在20 世纪 60 年代,一些较为的国家,利用钨铜合金制造电磁的导火、火箭导弹上的喉管衬等部件。另外,在电接触领域,触头材料的性能基本上决定了高压开关的发展趋势。钨铜合金材料具有的高导电性、耐电烧蚀性能和良好的开断性能,被广泛用作高压、压开关电器的触头材料。
电极材料属于电火花加工中的一项关键性的材料,并且与稳定性、度、接头表面粗糙程度等方面有着直接关系。由于一般电极材料烧蚀性相对较差,并且电机消耗较大,加工的度也相对较差,甚至还需要多次加工。为此,随着钨铜合金材料的发展,为了解决电火花加工存在的弊端,可以采用钨铜合金电触头材料制成电加工电极材料,这样不仅可以有效提升加工的度和可靠性,减少电极的消耗。