鎢銅觸點(diǎn)是利用高純鎢粉優(yōu)異的金屬特性和高純紫銅粉的可塑性、高導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)靜壓成型、高溫?zé)Y(jié)、溶滲銅的工藝精制而成的復(fù)合材料。
中文名稱 | 鎢銅觸點(diǎn) | 本質(zhì) | 高、低壓電器開(kāi)關(guān) |
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來(lái)源 | 電流其 | 根據(jù) | 電壓 |
鎢銅觸點(diǎn)具有優(yōu)良的耐電弧燒損性和抗熔焊性,斷弧性能好,導(dǎo)電導(dǎo)熱好,熱膨脹小,高溫不軟化,高強(qiáng)度,高密度,高硬度等特點(diǎn)。具有很好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,較好的高溫強(qiáng)度和一定的塑性。在3000℃以上的溫度下,合金中的銅被液化蒸發(fā),大量吸收熱量,降低材料表面溫度,所以這類材料也稱為金屬發(fā)汗材料。
鎢銅觸點(diǎn)廣泛用作高壓,超液壓開(kāi)關(guān)和斷路器的觸頭,保護(hù)環(huán),用于電熱墩粗砧塊材料,自動(dòng)埋弧焊導(dǎo)電咀,等離子切割機(jī)噴嘴,電焊機(jī),對(duì)焊機(jī)的焊頭,滾焊輪,封氣卯電極和點(diǎn)火花電極,點(diǎn)焊,碰焊材料等。
綜合了鎢和銅的優(yōu)點(diǎn),耐高溫、耐電弧燒蝕、強(qiáng)度高、比重大、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好,易于切削加工,并具有發(fā)汗冷卻等。
特性,由于具有鎢的高硬度、高熔點(diǎn)、抗粘附的特點(diǎn),經(jīng)常用來(lái)做有一定耐磨性、抗高溫的凸焊、對(duì)焊電極。
針對(duì)鎢鋼、耐高溫超硬合金制作的模具需電蝕時(shí),普通電極損耗大,速度慢。而鎢銅高的電腐蝕速度,低的損耗率,精確的電極形狀,優(yōu)良的加工性能,能保證被加工件的精確度大大提高。
高壓真空放電管在工作時(shí),觸頭材料會(huì)在零點(diǎn)幾秒的的時(shí)間內(nèi)溫度升高幾千攝氏度。而鎢銅高的抗燒蝕性能、高 韌性,良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能給放電管穩(wěn)定的工作提供必要的條件
既有鎢的低膨脹特性,又具有銅的高導(dǎo)熱特性,其熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)電導(dǎo)熱性可以通過(guò)調(diào)整材料的成分而加以改變。
鎢銅觸點(diǎn)說(shuō)明
電觸點(diǎn)是高、低壓電器開(kāi)關(guān)、儀器儀表中的重要元器件,擔(dān)負(fù)著電路間接通與斷開(kāi),同時(shí)負(fù)載相應(yīng)電路中電流的任務(wù)。鎢銅系電觸頭材料自1935年問(wèn)世以來(lái)一直被廣泛用于自動(dòng)開(kāi)關(guān)及萬(wàn)能斷路器、塑殼斷路器中。鎢和銅既不互相固溶又不形成金屬間化合物,由其兩相單體均勻混合的組織是"假合金"(pseudo-alloy)。它既保持了鎢的耐高溫、高硬度、低膨脹系數(shù),又保持了銅的高導(dǎo)電導(dǎo)熱性和好的塑性 。
鎢銅的用途不同,制作工藝也會(huì)有區(qū)別的:根據(jù)實(shí)際用途選擇含量以及工藝制成
20到100元不等,鎢銅合金電極是一種由高純度鎢粉和純度高塑性好的高導(dǎo)電性銅粉結(jié)合,通過(guò)靜壓成型,高溫?zé)Y(jié),熔融工藝精制而成而成的復(fù)合金屬材料。良好的導(dǎo)電性、熱膨脹小、高溫不軟化,
鎢銅電極材料價(jià)格是20-100不等。綜合了鎢和銅的良好性能,耐高溫、耐電弧燒蝕、強(qiáng)度高,比重大,導(dǎo)電導(dǎo)熱性好,易于加工,而且它的功能如虛汗,與鎢高硬度,高熔點(diǎn),抗粘附的特點(diǎn),經(jīng)常用來(lái)做有一定耐磨性,耐...
鎢銅觸點(diǎn)是通過(guò)粉末冶金法高壓觸頭制成不同形狀(擠壓/燒結(jié)/熔滲)。
熔滲法首先要將鎢粉或鉬粉壓制成型,并燒結(jié)成具有一定孔隙度的鎢、鉬骨架,然后熔滲銅。此法適用于低銅含量的鎢銅、鉬銅產(chǎn)品。
氧化銅粉法是通過(guò)混合和研磨還原提煉出銅,而不是直接用金屬銅粉,銅在燒結(jié)壓坯中形成連續(xù)的基體,鎢則作為強(qiáng)化構(gòu)架。高膨脹組分受四周第二組分的制約,粉末在較低溫度的濕氫氣中燒結(jié)。
注模法是制作鎢銅合金的一種比較常用的方法。鎢銅合金觸點(diǎn)注模法是將均勻粒度為1-5微米的鎳粉、銅鎢粉或鐵粉與粒徑為0.5-2微米的鎢粉和5-15微米的鎢粉混合,再混進(jìn)25%-30%的有機(jī)粘結(jié)合劑(如石蠟或聚甲基丙烯酸醋)注模,用蒸汽清洗和照射法除往粘合劑,在氫氣中燒結(jié),獲得高密度鎢銅合金。
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進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展,人們對(duì)復(fù)合材料的要求越來(lái)越高。為了滿足高壓真空開(kāi)關(guān)所需的抗熔焊、耐電蝕、高電導(dǎo)、低含氣量等特點(diǎn)的要求,人們對(duì)傳統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了一系列工藝上的改進(jìn)。具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性的銅和具有高溫強(qiáng)度、強(qiáng)抗電弧燒蝕的鎢的良好結(jié)合使得鎢銅復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于電接觸材料、電子封裝和熱沉材料中。通過(guò)采用將純凈鎢粉模壓成型、高溫?zé)Y(jié),一次完成滲銅和覆銅的加工工藝從而形成適合高壓真空開(kāi)關(guān)使用的鎢銅復(fù)合材料電觸頭。這種加工工藝使得鎢骨架的強(qiáng)度非常高,而且鋼呈網(wǎng)狀分布,基體組織細(xì)小均勻,并且氣體含量低、覆銅層與鎢銅基體結(jié)合緊密,這些特點(diǎn)不僅滿足了高壓開(kāi)關(guān)的使用要求,而且降低了高壓開(kāi)關(guān)觸頭的生產(chǎn)成本,從而獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要闡述鎢銅材料觸頭的優(yōu)越性及其影響因素和在高壓開(kāi)關(guān)線路中的應(yīng)用與展望。
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鎢銅復(fù)合材料以高導(dǎo)熱率,LED芯片熱匹配等特性,成為L(zhǎng)ED散熱基體的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象,而鎢銅箔片軋制表面高平整性是首要前提,研究高效可行的微觀整平方法意義深遠(yuǎn)。本文采用電解拋光的方法對(duì)鎢銅箔片(W90Cu10)進(jìn)行多次重復(fù)正交試驗(yàn)。以硫酸-磷酸系作為電解液,通過(guò)對(duì)拋光后箔片宏觀表面質(zhì)量評(píng)定、反射率測(cè)量及SEM微觀表面形貌分析,初步確定了W90Cu10電解拋光的最佳工藝參數(shù),分析了拋光液及工藝參數(shù)對(duì)拋光質(zhì)量的影響及鎢銅箔片電解拋光機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明:在硫酸與磷酸體積比2∶7、溫度為45~55℃、拋光時(shí)間4~6 min、電流密度15~25 A/dm2條件下電解拋光試樣表面相對(duì)反射率高達(dá)90%以上,表面呈鏡面光亮。
鎢銅合金電工材料:主要分為電接觸材料和電加工材料。
(1)電接觸材料。這是最重要的一類電工材料,它們具有高的抗電弧燒蝕性能和抗熔焊性能,用于各種高、低壓開(kāi)關(guān)電器和某些儀表中作為電觸頭、電觸點(diǎn)和電極。電觸頭是鎢銅材料應(yīng)用量最大的一類,特別是含銅量在20%~40%的鎢銅材料應(yīng)用量最大,主要用作中、高電壓和中、大電流的開(kāi)關(guān)電器中,如輸電網(wǎng)的保護(hù)斷路器觸頭和其他觸頭、觸點(diǎn)。含15%~20%Cu的鎢銅觸頭可用在電壓高達(dá)50萬(wàn)V或更高的斷路器上。
(2)電加工材料。指用在電阻焊、電鉚接、電鐓鍛、電火花加工技術(shù)中的電極和模具材料。電火花加工要求電極或模具材料具有較好的導(dǎo)電性和抗電弧燒蝕性,以保證加工精度,所以多采用鎢銅材料。電阻焊也多采用鎢銅材料。電鉚接和電鐓鍛在某些場(chǎng)合下也采用鎢銅材料。
瞬時(shí)高溫材料是一種既重要又特殊的鎢銅材料,可在接近鎢熔點(diǎn)和稍超過(guò)鎢熔點(diǎn)的溫度下使用,工作時(shí)間很短,幾秒至200秒便完成使命,所以叫瞬時(shí)高溫材料。這類材料主要用來(lái)制造航天器的高溫部件,如火箭噴管、制導(dǎo)導(dǎo)彈飛行方向的燃?xì)舛?、?dǎo)彈端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件??篃g性和抗熱震性是瞬時(shí)高溫材料的最主要使用性能,因?yàn)楣腆w燃料的燃?xì)鉁囟纫话愀哌_(dá)2700~3300℃,燃?xì)饬髦泻写罅康墓腆w粒子,對(duì)噴管、燃?xì)舛娴炔考袊?yán)重的沖刷和燒蝕作用;而且這些部件是在急劇溫升的條件下(幾秒鐘升至工作溫度)工作的,因此對(duì)部件產(chǎn)生激烈的熱震破壞作用。對(duì)端頭而言,當(dāng)飛行器飛入太空再進(jìn)入大氣層時(shí),由于速度快而受到粒子云的激烈摩擦產(chǎn)生高溫和侵蝕。鎢銅材料是能夠滿足上述要求的較好材料。
隨著碳一碳(C—C)纖維復(fù)合材料的研制成功和發(fā)展,因它具有質(zhì)輕和抗熱震性好的優(yōu)點(diǎn),火箭噴管喉襯越來(lái)越多地用它來(lái)制造。但其抗燒蝕性遠(yuǎn)不如鎢銅材料,對(duì)那些要求抗燒蝕性高的噴管喉襯、燃?xì)舛婧推渌考孕栌面u基材料制造。
鎢銅材料可用作破甲材料,即一種所謂“藥型罩”材料。用鎢銅材料(常用W-30Cu材料)制成杯形或漏斗形的罩,倒裝于彈藥簡(jiǎn)的前端,靠火藥的溫度和壓力使罩變形成射流而穿甲。這種藥型罩最早用紫銅制造,并大量應(yīng)用。為了增大罩的單位質(zhì)量從而提高破甲能力,后來(lái)研制單位質(zhì)量比紫銅大的鎢鍘材料藥型罩,在理想的情況下,它比紫銅罩的破甲能力提高30%左右。
動(dòng)觸點(diǎn)是指直接由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)推動(dòng)的觸點(diǎn)。
鎢銅合金電工材料:主要分為電接觸材料和電加工材料。
(1)電接觸材料。這是最重要的一類電工材料,它們具有高的抗電弧燒蝕性能和抗熔焊性能,用于各種高、低壓開(kāi)關(guān)電器和某些儀表中作為電觸頭、電觸點(diǎn)和電極。電觸頭是鎢銅材料應(yīng)用量最大的一類,特別是含銅量在20%~40%的鎢銅材料應(yīng)用量最大,主要用作中、高電壓和中、大電流的開(kāi)關(guān)電器中,如輸電網(wǎng)的保護(hù)斷路器觸頭和其他觸頭、觸點(diǎn)。含15%~20%Cu的鎢銅觸頭可用在電壓高達(dá)50萬(wàn)V或更高的斷路器上。
(2)電加工材料。指用在電阻焊、電鉚接、電鐓鍛、電火花加工技術(shù)中的電極和模具材料。電火花加工要求電極或模具材料具有較好的導(dǎo)電性和抗電弧燒蝕性,以保證加工精度,所以多采用鎢銅材料。電阻焊也多采用鎢銅材料。電鉚接和電鐓鍛在某些場(chǎng)合下也采用鎢銅材料。
瞬時(shí)高溫材料是一種既重要又特殊的鎢銅材料,可在接近鎢熔點(diǎn)和稍超過(guò)鎢熔點(diǎn)的溫度下使用,工作時(shí)間很短,幾秒至200秒便完成使命,所以叫瞬時(shí)高溫材料。這類材料主要用來(lái)制造航天器的高溫部件,如火箭噴管、制導(dǎo)導(dǎo)彈飛行方向的燃?xì)舛?、?dǎo)彈端頭(頭錐、鼻錐)和其他構(gòu)件??篃g性和抗熱震性是瞬時(shí)高溫材料的最主要使用性能,因?yàn)楣腆w燃料的燃?xì)鉁囟纫话愀哌_(dá)2700~3300℃,燃?xì)饬髦泻写罅康墓腆w粒子,對(duì)噴管、燃?xì)舛娴炔考袊?yán)重的沖刷和燒蝕作用;而且這些部件是在急劇溫升的條件下(幾秒鐘升至工作溫度)工作的,因此對(duì)部件產(chǎn)生激烈的熱震破壞作用。對(duì)端頭而言,當(dāng)飛行器飛入太空再進(jìn)入大氣層時(shí),由于速度快而受到粒子云的激烈摩擦產(chǎn)生高溫和侵蝕。鎢銅材料是能夠滿足上述要求的較好材料。
隨著碳一碳(C—C)纖維復(fù)合材料的研制成功和發(fā)展,因它具有質(zhì)輕和抗熱震性好的優(yōu)點(diǎn),火箭噴管喉襯越來(lái)越多地用它來(lái)制造。但其抗燒蝕性遠(yuǎn)不如鎢銅材料,對(duì)那些要求抗燒蝕性高的噴管喉襯、燃?xì)舛婧推渌考孕栌面u基材料制造。
鎢銅材料可用作破甲材料,即一種所謂“藥型罩”材料。用鎢銅材料(常用W-30Cu材料)制成杯形或漏斗形的罩,倒裝于彈藥簡(jiǎn)的前端,靠火藥的溫度和壓力使罩變形成射流而穿甲。這種藥型罩最早用紫銅制造,并大量應(yīng)用。為了增大罩的單位質(zhì)量從而提高破甲能力,后來(lái)研制單位質(zhì)量比紫銅大的鎢鍘材料藥型罩,在理想的情況下,它比紫銅罩的破甲能力提高30%左右。