Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Пруток вольфрамовый ВС-20: сплав вольфрама с 20 % меди
Пруток вольфрамовый ВС-20 — псевдосплав на основе вольфрама с содержанием меди 18–22 % по массе, получаемый методом пропитки или жидкофазного спекания. Сочетает тугоплавкость вольфрамовой матрицы (температура плавления 3422 C) с высокой электро- и теплопроводностью медной фазы. Плотность материала — 15,2–16,0 г/см, твёрдость по Бринеллю — 2200–2600 МПа, электропроводность — 42–48 % IACS. Прутки выпускают диаметром 3–100 мм, длиной до 600 мм; для пресс-форм и электродов применяют профили с допуском h6–h9.
Состав и структура
Сплав ВС-20 относится к классу W-Cu псевдосплавов, где вольфрам образует жёсткий каркас, а медь заполняет межзеренные каналы. Взаимная растворимость компонентов практически отсутствует, поэтому структура двухфазная: округлые включения меди в вольфрамовой матрице. Именно такая морфология обеспечивает сочетание эрозионной стойкости и отвода тепла. Пористость не превышает 0,5–1,5 %, что критично для вакуумных и разрядных узлов.
Технические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на эксплуатацию | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Cu | 18–22 % | ГОСТ 18898 | токопроводность | по массе |
| Плотность | 15,2–16,0 г/см | гидростатика | инерция электрода | 0,15 г/см |
| Твёрдость HB | 2200–2600 МПа | ГОСТ 9012 | износ стойкость | при 20 C |
| Электропроводность | 42–48 % IACS | вихретоковый | нагрев под током | вдоль оси |
| Теплопроводность | 180–210 Вт/(мК) | лазерный импульс | теплоотвод | при 25 C |
| Предел прочности | 600–750 МПа | ГОСТ 1497 | стойкость к скалыванию | на изгиб |
Области применения
- Электроды контактной сварки — каплевидные наконечники для сварки оцинкованной стали и алюминиевых сплавов на машинах переменного тока.
- Эрозионные электроды-инструменты для электроэрозионных станков (ЭЭО) при обработке твёрдых сплавов и штамповых сталей.
- Токоподводящие узлы вакуумных выключателей и разрядников, где требуется дугостойкость при токах КЗ до 40 кА.
- Вкладыши пресс-форм литья под давлением медных и алюминиевых сплавов, работающие при 600–900 C.
- Теплоотводы и основания силовых полупроводниковых модулей IGBT в тяговых преобразователях.
- Армирующие вставки в ракетных соплах и узлах газодинамических стендов.
Технология изготовления и обработки
Прутки ВС-20 получают спеканием вольфрамового пресс-порошка с последующей пропиткой расплавом меди в водородной печи при 1300–1450 C. Механическая обработка — шлифование алмазным инструментом, поскольку материал склонен к выкрашиванию медной фазы при точении. Сварка с медными токоподводами выполняется пайкой припоями ПСр-72 или диффузионной сваркой. Резку заготовок ведут электроэрозионным или абразивным методом.
Вопросы и ответы
Чем ВС-20 отличается от чистого вольфрама?
Медная фаза повышает электропроводность до 42–48 % IACS и теплопроводность до 180–210 Вт/(мК), тогда как чистый вольфрам имеет около 30 % IACS. Это снижает нагрев электродов под током.
При какой температуре сохраняется работоспособность прутка?
До 900–1000 C в инертной среде или вакууме. На воздухе медь окисляется выше 300 C, поэтому узел требует защитной атмосферы или вакуумирования.
Какой допуск по диаметру обеспечивается?
Шлифованные прутки поставляются с допуском h6–h9 в зависимости от диаметра. Для диаметров 3–20 мм обычно выдерживают h6–h7, для 50–100 мм — h8–h9.
Можно ли обрабатывать ВС-20 резанием?
Точение возможно твердосплавным инструментом с малыми подачами, но наблюдается выкрашивание меди. Предпочтительны шлифование алмазными кругами и электроэрозионная обработка.