Фольга W-Cu20 в Минске

Фольга W-Cu20: технические характеристики и применение

Фольга W-Cu20 — это композиционный материал на основе вольфрама с содержанием меди 20 % по массе, выпускаемый в виде тонких листов (лент) толщиной от 0,05 до 1,0 мм. Материал сочетает высокую температуру плавления и жёсткость вольфрамовой матрицы с теплопроводностью и электропроводностью медной фазы, что делает его востребованным в узлах с экстремальными тепловыми нагрузками.

Структура и физико-механические свойства

Структура W-Cu20 формируется методом порошковой металлургии: каркас из вольфрамовых частиц пропитывается расплавленной медью. Благодаря этому достигается плотность не менее 15,6 г/см и остаточная пористость ниже 2 %. Медь распределена равномерно по границам зёрен вольфрама, что обеспечивает стабильность свойств по площади листа.

Ключевые показатели фольги W-Cu20:

• предел прочности при растяжении — 450–550 МПа;
• относительное удлинение — 2–4 %;
• теплопроводность — 180–200 Вт/(мК);
• электропроводность — 30–35 % IACS;
• температурный коэффициент линейного расширения — (7,0–8,5)10 К.

Твёрдость по Виккерсу составляет 220–280 HV, что выше, чем у чистой меди, и позволяет использовать фольгу в парах трения с ограниченным ресурсом. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 800 C в инертной или восстановительной атмосфере; на воздухе при нагреве свыше 400 C начинается окисление медной фазы.

Технологичность и обработка

Фольга W-Cu20 поставляется в рулонах или листах с допуском по толщине 0,01 мм. Материал поддаётся лазерной резке, гидроабразивной резке и штамповке. При механической обработке рекомендуется использовать твёрдосплавный инструмент с алмазным покрытием — абразивный износ инструмента повышен из-за вольфрамовой фазы.

Для пайки и сварки применяются серебросодержащие припои (ПСр-72, ПСр-45) в вакууме или защитной атмосфере аргона. Соединение с медными и алюминиевыми шинами выполняется через никелевый барьерный слой толщиной 2–5 мкм, который предотвращает диффузию меди в вольфрам при длительной эксплуатации.

Применение в промышленности

Фольга W-Cu20 востребована в электротехнике, силовой электронике и вакуумной технике. Основные области использования:

• теплоотводящие подложки для IGBT-модулей и мощных полупроводниковых приборов;
• электроды контактной сварки и эрозионные электроды для электроэрозионной обработки;
• тепловые экраны и отражатели в вакуумных печах сопротивления;
• токоведущие пружины и контактные пластины в высоковольтных вакуумных выключателях;
• мишени для распыления в установках магнетронного напыления.

В силовой электронике фольга W-Cu20 используется как буферный слой между керамической подложкой (AlN, AlO) и медным основанием — согласование ТКЛР снижает термомеханические напряжения при циклических нагрузках до 200 C. В электроэрозионных станках электроды из W-Cu20 обеспечивают минимальный износ (менее 0,1 % на 100 мм обработанной поверхности) при обработке твёрдосплавных изделий.

Сравнение с альтернативными материалами

По сравнению с W-Cu10 фольга W-Cu20 имеет более высокую теплопроводность и электропроводность, но уступает в жёсткости и температуре размягчения. Относительно молибден-медных композитов W-Cu20 обеспечивает лучшую стойкость к дуговой эрозии, что критично для коммутационной аппаратуры.

Вопросы и ответы