Вольфрам-медь

Вольфрам-медь (псевдосплав W–Cu, композиция вольфрам–медь) — материал из частиц вольфрама, промежутки между которыми заполнены медью. Вольфрам и медь не растворяются друг в друге ни в твёрдом, ни в жидком состоянии, поэтому это не сплав в строгом смысле, а металлический композит: вольфрам даёт жаростойкость, стойкость к электрической дуге и малое тепловое расширение, медь — высокую электро- и теплопроводность. Из вольфрам-меди делают электроды контактной сварки и электроэрозионной обработки, дугогасительные контакты, теплоотводящие основания полупроводниковых приборов. Поставляем пластины, прутки, бруски и детали из вольфрам-меди по чертежу; запросы — на 5052082@mail.ru.

Состав: сколько вольфрама и меди

Ходовые составы содержат от 10 до 50 % меди по массе, остальное — вольфрам. Состав обозначают по массовой доле вольфрама и меди: 90/10, 80/20, 75/25, 70/30, 60/40, 50/50.

Чем больше вольфрама, тем выше плотность, твёрдость и удельное электросопротивление и тем лучше материал противостоит дуге. Чем больше меди, тем выше тепло- и электропроводность.

Плотность вольфрам-меди

Расчётная плотность беспористой композиции по правилу смеси (вольфрам 19,25 г/см³, медь 8,93 г/см³):

Состав W/Cu, % по массе	Расчётная плотность, г/см³	Объёмная доля вольфрама, %
50/50	≈12,2	≈32
60/40	≈13,2	≈41
70/30	≈14,3	≈52
75/25	≈14,9	≈58
80/20	≈15,6	≈65
90/10	≈17,3	≈81

Реальный материал чуть легче расчётного из-за остаточной пористости: например, для состава 90/10 приводят типичную плотность 16,75 г/см³, для 50/50 — 11,85 г/см³, то есть около 97 % от расчётной.

Свойства

Свойство	Как меняется с составом
Удельное электросопротивление	растёт с долей вольфрама
Твёрдость	выше у составов с меньшей долей меди
Теплопроводность	выше у составов с большей долей меди
Тепловое расширение	ниже у составов с большей долей вольфрама

Для сравнения: вольфрам плавится при 3422 °C, медь — при 1085 °C. Из-за разницы теплового расширения компонентов на границах вольфрама и меди при нагреве возникают значительные напряжения — это учитывают при проектировании деталей, работающих при высоких температурах.

Как получают

Основной промышленный способ — пропитка: из порошка вольфрама прессуют заготовку нужной формы, спекают её в пористый каркас и пропитывают расплавленной медью. Применяют также горячее прессование, плазменное напыление и другие методы порошковой металлургии.

Полученные заготовки обрабатывают резанием: вольфрам-медь хорошо обрабатывается, из неё точат и фрезеруют детали сложной формы.

Где применяют вольфрам-медь

• Электроды контактной сварки.
• Электроды для электроэрозионной обработки: высокая температура плавления вольфрама даёт больший ресурс электрода и лучшую точность сложных профилей; прутки и трубки для прошивки отверстий делают тоньше и длиннее, они меньше ломаются и коробятся.
• Дугогасительные контакты выключателей среднего и высокого напряжения в элегазовой (SF₆) среде, контакты для вакуума и масла. На воздухе поверхность окисляется, поэтому там вольфрам-медь используют как дугогасительные наконечники и пластины.
• Теплоотводы, основания, фланцы и рамки мощных полупроводниковых приборов: состав 75/25 сочетает теплопроводность меди с тепловым расширением, близким к кремнию, арсениду галлия и ряду керамик.
• Детали, работающие в высокотемпературном газовом потоке.

Какой состав выбрать

• Больше вольфрама — когда главное твёрдость, малое тепловое расширение и стойкость к дуге и эрозии.
• Больше меди — когда важнее тепло- и электропроводность.
• Для теплоотводов полупроводниковых приборов оптимален состав 75/25: именно он сочетает теплопроводность меди с тепловым расширением, согласованным с кремнием, арсенидом галлия и керамикой.

Для контактов и электродов состав выбирают по току, усилию, температуре и требуемому ресурсу; если назначение известно, укажите его в заявке.

Формы поставки

• пластины и плиты;
• прутки и трубки;
• бруски и заготовки под электроды;
• детали по чертежу: вставки, контакты, основания.

Вольфрамовые материалы и изделия — в разделе «Вольфрамовый прокат»; тяжёлый вольфрамовый сплав с никелем и железом — на странице «Сплав ВНЖ».

Что указать в заявке

• состав W/Cu или назначение изделия;
• форму и размеры, допуски, чертёж;
• требования к плотности, твёрдости, электропроводности;
• количество.

Вопросы и ответы

Это сплав или нет?

Не в строгом смысле. Вольфрам и медь не растворяются друг в друге, поэтому материал состоит из частиц вольфрама в медной матрице — это металлический композит, его и называют псевдосплавом.

Какая плотность у вольфрам-меди 80/20?

Расчётная плотность беспористого материала — около 15,6 г/см³; у реального материала она немного ниже из-за остаточной пористости.

Почему вольфрам-медь не применяют для контактов на воздухе?

Поверхность контакта окисляется на воздухе. Поэтому основная область таких контактов — вакуум, масло и элегаз; на воздухе вольфрам-медь используют как дугогасительные наконечники и пластины.

Заказать вольфрам-медь

Пришлите на 5052082@mail.ru состав, размеры или чертёж и количество — подготовим предложение с наличием и сроками.