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、制導導彈飛行方向的燃氣舵、導彈端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件。抗燒蝕性和抗熱震性是瞬時高溫材料的主要使用性能,因為固體燃料的燃氣溫度一般高達2700~3300℃,燃氣流中含有大量的固體粒子,對噴管、燃氣舵等部件有嚴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,當飛入太空再進入大氣層時,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。但其抗燒蝕性遠不如鎢銅材料,對那些要求抗燒蝕性高的噴管喉襯、燃氣舵和其他部件仍需用鎢基材料制造。
鎢銅合金綜合銅和鎢的優(yōu)點,高強度、高比重、耐高溫、耐電弧燒蝕、導電電熱性能好、加工性能好。采用鎢粉及無氧銅粉,應(yīng)用等靜壓成型(高溫燒結(jié)-滲銅),產(chǎn)品純度及準確配比,組織細密,性能。斷弧性能好,導電性好,導熱性好,熱膨脹小。由于鎢銅兩種金屬互不相溶,因此鎢銅合金具有鎢的低膨脹性,耐磨性,抗腐蝕性及具備銅的高導電和導熱性,并且適用于各種機械加工。鎢銅合金可以根據(jù)用戶要求進行對鎢銅配比的生產(chǎn)和尺寸的加工。鎢銅合金一般使用粉末冶金的工藝流程先制粉-配料混合-壓制成型-燒結(jié)溶滲 。
鎢銅合金其的物理化學性能被廣泛應(yīng)用于軍事、、航天、航空、航海、電子器件、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。但由于鎢與銅的物理化學性質(zhì)差異較大,不能采用熔煉和鑄造一般采用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)。
鎢銅合金的性能
由于鎢和銅是兩種不相容的金屬,銅鎢合金結(jié)合了鎢和銅的優(yōu)點,主要表現(xiàn)在體積膨脹系數(shù)小,耐磨耐蝕性好,導電導熱性好,耐高溫等優(yōu)點。
鎢銅合金電觸頭材料具有高導電性等性能,具有良好的金屬特性和可塑性,非常適合機械及焊接等加工。同時,由于鎢銅合金電觸頭材料的耐電弧燒蝕性能較好,熱膨脹系數(shù)高,所在面對高溫環(huán)境下,不會出現(xiàn)燒蝕軟化情況,實現(xiàn)良好的使用效果。
電極材料屬于電火花加工中的一項關(guān)鍵性的材料,并且與穩(wěn)定性、度、接頭表面粗糙程度等方面有著直接關(guān)系。由于一般電極材料燒蝕性相對較差,并且電機消耗較大,加工的度也相對較差,甚至還需要多次加工。為此,隨著鎢銅合金材料的發(fā)展,為了解決電火花加工存在的弊端,可以采用鎢銅合金電觸頭材料制成電加工電極材料,這樣不僅可以有效提升加工的度和可靠性,減少電極的消耗。
鎢銅合金是由鎢與銅組成的既不互溶又不形成金屬間化合物的假合金,正是這種組合使得鎢銅合金同時具有鎢和銅的多種優(yōu)良性能。并且在高溫電弧的作用下,銅蒸發(fā)會帶走大量熱量,冷卻鎢骨架,降低電子發(fā)射程度。鎢銅合金開斷性能良好,尤其適合作為高壓、壓開關(guān)電器的觸頭。具有耐高溫性和耐電燒蝕性能。