Пруток вольфрамовый W-Cu10: композитные заготовки для дугогасительных и теплонагруженных узлов
Пруток вольфрамовый W-Cu10 — это псевдосплав, получаемый методом пропитки или жидкофазного спекания, где тугоплавкий вольфрамовый каркас (90 % по массе) насыщен медью (10 %). Такая структура сочетает температуру плавления вольфрама 3422 C с теплопроводностью меди 390 Вт/(мК), обеспечивая дугостойкость и интенсивный отвод тепла. Прутки выпускают диаметром 3–50 мм, длиной до 500 мм; точность обработки — h6–h9, шероховатость Ra 0,8–3,2 мкм.
Технические характеристики W-Cu10
- Плотность — 16,8–17,2 г/см (не менее 98 % теоретической).
- Твёрдость по Бринеллю — 220–260 HB, предел прочности при изгибе — 700–900 МПа.
- Электропроводность — 42–48 % IACS, теплопроводность — 180–210 Вт/(мК).
- Коэффициент линейного расширения — 6,5–8,510 1/К в диапазоне 20–500 C.
- Рабочая температура в вакууме и инертных средах — до 1600 C без оплавления каркаса.
Технология получения и механическая обработка
Заготовки формуют из вольфрамового порошка с последующим спеканием пористого каркаса и пропиткой расплавом меди в водородной печи при 1300–1450 C. Механическая обработка — точение, шлифование, электроэрозионная резка; пайка возможна твердыми припоями на основе серебра при температуре не выше 800 C. Сварка плавлением не применяется из-за расслоения фаз.
Типовые исполнения и параметры
| Диаметр, мм | Длина, мм | Содержание Cu, % | Плотность, г/см | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 200 | 10 | 17,0 | 240 |
| 10 | 300 | 10 | 16,9 | 230 |
| 20 | 400 | 10 | 16,8 | 225 |
| 30 | 500 | 10 | 16,8 | 220 |
Области применения
- Дугогасительные контакты высоковольтных выключателей 6–220 кВ и вакуумных камер.
- Электроды для контактной сварки и электроэрозионных станков (прошивка, вырезка).
- Теплоотводы и основания мощных СВЧ-приборов, клистронов, магнетронов.
- Сопла ракетных двигателей малой тяги и элементы плазмотронов.
- Экраны и футеровка в установках электронно-лучевой плавки.
Вопросы и ответы
Чем W-Cu10 отличается от чистого вольфрама?
Медная фаза повышает теплопроводность до 180–210 Вт/(мК) и электропроводность до 42–48 % IACS, снижая хрупкость и улучшая обрабатываемость резанием.
До какой температуры сохраняется работоспособность прутка?
В вакууме и инертных газах — до 1600 C; на воздухе медь окисляется выше 300 C, поэтому требуется защитная атмосфера.
Возможна ли пайка прутков W-Cu10?
Да, твердыми припоями на серебряной основе при 780–800 C в водороде или вакууме; сварка плавлением не рекомендуется.
Какой класс точности доступен?
Стандартно h9–h11 после спекания, после шлифования — h6–h8 с шероховатостью Ra 0,8–1,6 мкм.
