Лист вольфрамовый W-Cu40 в Минске

Лист вольфрамовый W-Cu40 — псевдосплав для высокотемпературных узлов

Лист вольфрамовый W-Cu40 — это композиционный материал на основе вольфрамового каркаса, пропитанного медью, с содержанием меди 40 % по массе. В отличие от гомогенных сплавов, структура W-Cu40 формируется методами порошковой металлургии: сначала спекается пористый вольфрамовый скелет, затем он пропитывается расплавом меди в вакууме или восстановительной атмосфере. Такая технология обеспечивает сочетание высокой температуры плавления вольфрамовой фазы (3410 C) с теплопроводностью медной фазы (около 380 Вт/(мК) у чистой Cu), что делает материал востребованным в электротехнике, вакуумной технике и сварочном оборудовании.

Технические характеристики листа W-Cu40

Лист вольфрамовый W-Cu40 поставляется в диапазоне толщин 0,5–10 мм, шириной до 400 мм и длиной до 600 мм. Плотность материала составляет 13,2–13,8 г/см, что ниже монолитного вольфрама (19,3 г/см) за счёт медной фазы. Твёрдость по Бринеллю — 160–220 HB, электропроводность — 40–45 % IACS, теплопроводность — 240–280 Вт/(мК). Предел прочности при растяжении достигает 350–450 МПа, относительное удлинение — 3–8 %. Рабочая температура в вакууме — до 800 C, в восстановительной атмосфере — до 600 C.

Особенности структуры и обработки

Микроструктура листа W-Cu40 представляет собой равномерно распределённые зёрна вольфрама размером 5–20 мкм, окружённые медной матрицей. Такая морфология обеспечивает низкое термическое расширение (6,5–7,5 10 К), близкое к кремнию и керамике на основе AlO, что критично при создании теплоотводящих подложек для силовых полупроводниковых модулей. Материал поддаётся механической обработке: резке, фрезерованию, шлифованию. Для получения точных размеров рекомендуется использовать твердосплавный инструмент и обильное охлаждение, так как медь склонна к налипанию на режущую кромку.

Лист W-Cu40 не подвержен хрупкому разрушению при термоциклировании в диапазоне –60…+400 C, что отличает его от чистого вольфрама. Однако при длительной эксплуатации выше 800 C в окислительной среде медь выгорает, что приводит к росту пористости и снижению теплопроводности. Поэтому для высокотемпературных применений в воздушной атмосфере требуется защитное покрытие или вакуумная среда.

Применение листа W-Cu40

Лист вольфрамовый W-Cu40 используется в узлах, где необходимо одновременно отводить тепло и выдерживать эрозионное воздействие электрической дуги или механический износ. Основные области применения:

• контактные поверхности вакуумных выключателей и дугогасительных камер;
• электроды для контактной точечной и шовной сварки, работающие при плотности тока до 200 А/мм;
• теплоотводящие основания для IGBT-модулей и мощных СВЧ-приборов;
• электроды электроэрозионных станков для обработки твёрдых сплавов;
• токосъёмники и скользящие контакты в сильноточных цепях;
• рассеиватели тепла в рентгеновских трубках и клистронах.

В сварочной технике листы W-Cu40 применяются для изготовления электродов при контактной сварке оцинкованной стали и алюминиевых сплавов. Медная фаза обеспечивает интенсивный отвод тепла из зоны сварки, а вольфрамовый каркас противостоит пластической деформации при сжатии. В вакуумной металлургии из листа изготавливают экраны и нагревательные элементы, работающие при температурах до 700 C в среде аргона или водорода.

Вопросы и ответы