Полоса вольфрамовая W-Cu25: композиционный материал для термонагруженных узлов
Полоса вольфрамовая W-Cu25 — это двухфазный композиционный материал, получаемый методом пропитки или жидкофазного спекания, в котором тугоплавкий вольфрамовый каркас (75 % по массе) сочетается с медной матрицей (25 %). Такое соотношение даёт плотность 15,2–15,6 г/см, теплопроводность 180–210 Вт/(мК) и КТР 9,0–11,010 1/К, что существенно ниже, чем у чистой меди. Полоса поставляется в виде прямоугольного проката с толщиной 0,5–20 мм, шириной 20–200 мм и длиной до 1000 мм; точность размеров регламентируется ГОСТ 26877 и внутренними ТУ производителей.
Технические характеристики W-Cu25
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 15,2–15,6 | гидростатическое взвешивание | 20 C | г/см |
| Теплопроводность | 180–210 | лазерный flash-метод | 25–400 C | Вт/(мК) |
| КТР | 9,0–11,0 | дилатометрия | 20–500 C | 10 1/К |
| Твёрдость | 220–260 | HB | 20 C | HB |
| Электропроводность | 42–48 | вихретоковый | 20 C | % IACS |
| Предел прочности | 600–750 | растяжение | 20 C | МПа |
Области применения
- Электроды для контактной сварки и электроэрозионной обработки (ЭЭО) — стойкость к эрозии выше, чем у меди М1.
- Теплоотводы и основания силовых полупроводниковых модулей IGBT в тяговых преобразователях.
- Вставки пресс-форм для литья алюминиевых сплавов под давлением — работа при 400–600 C.
- Экраны и коллиматоры в установках рентгеновской и гамма-дефектоскопии.
- Армирующие элементы в ракетно-космической технике — сопловые блоки, теплозащита.
- Контакты высоковольтных выключателей и разрядников.
Технологические особенности
Полоса W-Cu25 обрабатывается точением, фрезерованием и шлифованием твердосплавным инструментом; пайка выполняется припоями ПСр-72 или Cu-Ag эвтектикой в вакууме или защитной атмосфере. Сварка плавлением не рекомендуется из-за разницы температур плавления фаз. Материал сохраняет форму до 1300 C в инертной среде, окисляется на воздухе выше 400 C с образованием вольфраматов меди.
Вопросы и ответы
Чем W-Cu25 отличается от W-Cu30?
Снижение доли меди до 25 % повышает плотность и твёрдость, но уменьшает теплопроводность и электропроводность. W-Cu25 применяют там, где приоритетна стойкость к эрозии, а не максимальный отвод тепла.
Какой максимальный размер полосы доступен?
Стандартно — толщина до 20 мм, ширина до 200 мм, длина до 1000 мм. Изделия больших габаритов изготавливаются по индивидуальному заказу методом пропитки.
Допускается ли эксплуатация во влажной среде?
Да, при температуре до 200 C. Выше 400 C на воздухе начинается интенсивное окисление медной фазы, требуется защитная атмосфера или покрытие.
Как контролируется качество полосы?
Проводят ультразвуковой контроль на расслоения, измерение плотности, металлографию на равномерность распределения фаз и контроль геометрии по ГОСТ 26877.
