Пруток вольфрамовый W-Cu15 в Минске

Пруток вольфрамовый W-Cu15: композиционный материал для дугогасительных и теплонагруженных узлов

Пруток вольфрамовый W-Cu15 — это псевдосплав, получаемый методом пропитки вольфрамового каркаса медью или жидкофазным спеканием шихты. Соотношение компонентов составляет 85 % вольфрама и 15 % меди по массе. Материал сочетает тугоплавкость вольфрамовой матрицы с высокой электро- и теплопроводностью медной фазы, что определяет его применение в дугогасительных камерах, электродах контактной сварки и теплоотводящих элементах.

Технические характеристики прутка W-Cu15

Свойства прутка W-Cu15 нормируются по плотности, твёрдости и электропроводности. Плотность составляет 15,8–16,4 г/см, что соответствует теоретической для данного состава. Электропроводность достигает 42–48 % IACS, теплопроводность — 180–210 Вт/(мК). Твёрдость по Бринеллю находится в диапазоне 2200–2600 МПа. Предел прочности на растяжение — 550–700 МПа. Материал сохраняет механические свойства при нагреве до 1000 C в вакууме или инертной среде.

Сортамент и геометрия

Прутки W-Cu15 выпускаются диаметром от 2 до 50 мм. Стандартная длина — 100–600 мм. Отклонение по диаметру не превышает 0,1 мм для размеров до 10 мм и 0,3 мм для больших сечений. Поверхность обрабатывается шлифованием или токарной обработкой до шероховатости Ra 1,6–3,2 мкм. Торцы обрезаются перпендикулярно оси с отклонением не более 0,5. По согласованию возможна поставка прутков с фасками, резьбой или отверстиями под крепёж.

Области применения

• Дугогасительные контакты высоковольтных выключателей 6–35 кВ.
• Электроды для контактной сварки низкоуглеродистых и нержавеющих сталей.
• Теплоотводы в установках электронно-лучевой сварки и плазменной резки.
• Эрозионные электроды-инструменты для электроискровой обработки твёрдых сплавов.
• Вкладыши кристаллизаторов установок непрерывной разливки стали.
• Мишени для магнетронного напыления в микроэлектронике.

Технология получения и структура

Пруток W-Cu15 изготавливается по схеме: прессование вольфрамового порошка спекание каркаса при 1800–2000 C пропитка расплавом меди в вакууме или водороде при 1200–1300 C. Альтернативный маршрут — жидкофазное спекание смеси порошков W и Cu. Структура представляет собой непрерывный вольфрамовый скелет с заполненными медью порами. Размер вольфрамовых зёрен — 5–15 мкм. Пористость не превышает 0,5 %. Такая морфология обеспечивает изотропию свойств в поперечном и продольном направлениях.

Эксплуатационные ограничения

Материал не предназначен для работы в окислительных средах при температуре выше 400 C — медь интенсивно окисляется с образованием рыхлой окалины. В вакууме и инертных газах рабочий диапазон расширяется до 1000 C. При дуговом разряде наблюдается селективное испарение меди, что приводит к обеднению поверхностного слоя и росту эрозионной стойкости. Ресурс электродов из W-Cu15 в контактной сварке составляет 8000–15000 точек для листовой стали толщиной 1–2 мм.

Механическая обработка

Пруток W-Cu15 поддаётся точению, фрезерованию и шлифованию твердосплавным инструментом. Скорость резания — 60–120 м/мин, подача — 0,05–0,15 мм/об. Охлаждение рекомендуется эмульсией или сжатым воздухом. Электроэрозионная обработка применяется для получения сложных профилей и отверстий малого диаметра. Пайка осуществляется припоями на основе серебра с флюсами, активированными канифолью, при температуре 700–800 C.

Вопросы и ответы