Wolfram-Kupfer-Legierung
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Yitech beschäftigt sich hauptsächlich mit der Herstellung und dem Vertrieb von Produkten aus Wolframlegierungen, Molybdänlegierungen, Wolframkarbid, PVD/CVD-Sputtertargets, Titanlegierungen, Zirkonium, Iridium, Beryllium, Stellite-Legierungen und Seltenerdmetallen.
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Wir wissen, dass die Anforderungen jedes Kunden einzigartig sind, und bieten daher maßgeschneiderte Dienstleistungen an. Wir arbeiten sehr gerne eng mit Kunden zusammen, verstehen ihre spezifischen Bedürfnisse und bieten entsprechend maßgeschneiderte Lösungen.
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Vorteile der Wolfram-Kupfer-Legierung
Hohe Dichte
Kupfer-Wolfram-Legierungen haben eine hohe Dichte, was sie für Anwendungen nützlich macht, bei denen eine Kombination aus hoher Dichte und elektrischer Leitfähigkeit erforderlich ist. Der Wolframgehalt trägt zur Gesamtdichte der Legierung bei.
Hohe Wärmeleitfähigkeit
Wolfram hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und in Kombination mit Kupfer behält die Legierung ihre guten Wärmeleitfähigkeitseigenschaften. Dadurch eignet sich Kupferwolfram für Anwendungen, bei denen eine effiziente Wärmeableitung unerlässlich ist, wie etwa in elektronischen Geräten.
Hervorragende elektrische Leitfähigkeit
Kupfer ist für seine hohe elektrische Leitfähigkeit bekannt. Obwohl der Wolframgehalt die elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu reinem Kupfer verringert, behalten Kupfer-Wolfram-Legierungen dennoch eine gute elektrische Leitfähigkeit. Dadurch sind sie für elektrische und elektronische Anwendungen geeignet.
Hoher Schmelzpunkt
Wolfram hat einen sehr hohen Schmelzpunkt und seine Einarbeitung in Kupfer-Wolfram-Legierungen erhöht deren Gesamtschmelzpunkt. Durch diesen hohen Schmelzpunkt sind die Legierungen für Anwendungen mit hohen Temperaturen geeignet, wie etwa in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie.
Geringe Wärmeausdehnung
Kupfer-Wolfram-Legierungen weisen typischerweise niedrige Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen wertvoll, bei denen die Dimensionsstabilität bei unterschiedlichen Temperaturen entscheidend ist.
Verschleißfestigkeit
Wolfram ist für seine Härte und Verschleißfestigkeit bekannt. Kupfer-Wolfram-Legierungen weisen aufgrund ihres Wolframanteils eine gute Verschleißfestigkeit auf und können Reibung und Abrieb standhalten.
Gute Bearbeitbarkeit
Kupfer-Wolfram-Legierungen sind im Allgemeinen bearbeitbar, was die Herstellung komplexer Formen und präziser Komponenten ermöglicht. Die Bearbeitbarkeit kann je nach spezifischer Zusammensetzung der Legierung variieren.
Korrosionsbeständigkeit
Kupfer-Wolfram-Legierungen sind im Allgemeinen korrosionsbeständig, insbesondere im Vergleich zu reinem Wolfram. Der Kupfergehalt trägt zur Korrosionsbeständigkeit bei, wodurch diese Legierungen für bestimmte raue Umgebungen geeignet sind.
Nicht magnetisch
Kupfer-Wolfram-Legierungen sind typischerweise nicht magnetisch, was bei Anwendungen von Vorteil sein kann, bei denen magnetische Eigenschaften unerwünscht sind, wie beispielsweise bei einigen elektronischen Geräten.
Duktilität und Formbarkeit
Das Vorhandensein von Kupfer in der Legierung verleiht eine gewisse Duktilität und Formbarkeit. Kupfer-Wolfram-Legierungen sind zwar nicht so formbar wie reines Kupfer, können aber in bestimmte Formen gebracht werden.
Die Verwendung von Kupfer-Wolfram-Legierung in militärischen hochtemperaturbeständigen Materialien
Diese Legierung wird aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit als Düsen, Gasruder und Luftruder für Raketen und Raketentriebwerke in der Luft- und Raumfahrt verwendet. Derzeit wird das Prinzip des Schwitzkälteeffekts, der durch die Verflüchtigung von Kupfer bei hohen Temperaturen entsteht (Kupferschmelzpunkt 1083 Grad), genutzt, um die Oberflächentemperatur von Wolframkupfer zu senken und so seine Verwendung unter extremen Hochtemperaturbedingungen sicherzustellen.
Die Verwendung von Kupfer-Wolfram-Legierung in Hochspannungsschaltern
Diese Legierung wird häufig in Hochspannungsschaltern verwendet. Der Hauptgrund dafür sind die spezifischen Vorteile von Wolfram-Kupfer-Legierungen wie Lichtbogenablationsbeständigkeit, Antifusionsschweißen, geringer Abschaltstrom und geringe thermische Elektronenemissionsfähigkeit.
Die Verwendung von Kupfer-Wolfram-Legierung in Elektrobearbeitungselektroden
Die Vorteile von Wolframkupferelektroden sind hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Temperaturfestigkeit, Lichtbogenablationsbeständigkeit, gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und schnelle Wärmeableitung. Ihre Anwendungen konzentrieren sich auf EDM-Elektroden, Widerstandsschweißelektroden und Hochdruck-Entladungsröhrenelektroden.
Elektroprozessierte Elektroden zeichnen sich durch eine Vielzahl von Spezifikationen, kleine Chargen und große Gesamtmengen aus. Das als elektroprozessierte Elektrode verwendete Wolfram-Kupfer-Material sollte die höchstmögliche Dichte und Gleichmäßigkeit des Gewebes aufweisen, insbesondere bei länglichen stabförmigen, röhrenförmigen und geformten Elektroden.
Die Verwendung von Wolfram-Kupfer-Legierungen in mikroelektronischen Materialien
Wolframkupfer-Elektronikverpackungs- und Kühlkörpermaterialien weisen sowohl die geringe Ausdehnungseigenschaft von Wolfram als auch die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Wärmeleitfähigkeit können durch Anpassen der Zusammensetzung von Wolframkupfer geändert werden, wodurch ein breiteres Anwendungsspektrum für Wolframkupfer geschaffen wird.
Wolframkupfer-Werkstoffe weisen eine hohe Hitzebeständigkeit und eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und verfügen gleichzeitig über einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem von Silizium-Wafern, Galliumarsenid und Keramikwerkstoffen entspricht. Daher werden sie häufig in Halbleiterwerkstoffen verwendet und eignen sich für Verpackungsmaterialien für Hochleistungsgeräte, Kühlkörpermaterialien, Wärmeableitungskomponenten, Keramiken und Galliumarsenidbasen usw.
Wolframkupferlegierungen sind Verbundwerkstoffe aus Wolfram und Kupfer, die typischerweise einen Wolframanteil von 10 bis 50 % aufweisen. Diese Legierung vereint die hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Wolfram mit der ausgezeichneten thermischen und elektrischen Leitfähigkeit von Kupfer und ist somit ein ideales Material für verschiedene Anwendungen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Elektronik und Verteidigung.
Der Markt für Wolframkupferlegierungen wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von % wachsen. Das Wachstum des Marktes ist auf die steigende Nachfrage nach Hochleistungsmaterialien in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Verteidigung zurückzuführen, wo die einzigartigen Eigenschaften der Wolframkupferlegierung sie zu einer attraktiven Wahl für Anwendungen wie elektrische Kontakte, Kühlkörper und Strahlenschutz machen. Die zunehmende Betonung von Leichtbaumaterialien mit hoher Festigkeit und Haltbarkeit in der Automobil- und Elektronikbranche treibt die Nachfrage nach Wolframkupferlegierungen weiter an.
Zu den neuesten Trends auf dem Markt für Wolframkupferlegierungen zählen Fortschritte bei den Herstellungsprozessen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und Leistungsmerkmalen der Legierung sowie die Entwicklung neuer Güten mit verbesserter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Die zunehmende Verwendung von Wolframkupferlegierungen in neuen Anwendungen wie der additiven Fertigung und dem 3D-Druck dürfte neue Wachstumschancen auf dem Markt schaffen.
Wolfram-Kupfer-Legierung: Schmelzpunkt und mechanische Eigenschaften
Schmelzpunkt der Wolframkupferlegierung
Wolframkupferlegierungen haben einen extrem hohen Schmelzpunkt. Der genaue Schmelzpunkt hängt vom Verhältnis der beiden in der Legierung verwendeten Metalle ab, liegt aber normalerweise zwischen 1.400 und 1.800 Grad (2.552 Grad F – 3.272 Grad F). Damit ist er viel höher als bei anderen Materialien wie Stahl oder Aluminium, deren Schmelzpunkte jeweils bei etwa 1.500 Grad (2.732 Grad F) bzw. 1.200 Grad (2.192 Grad F) liegen. Der hohe Schmelzpunkt von Wolframkupferlegierungen macht sie perfekt für Anwendungen, die Materialien mit außergewöhnlich hoher Hitzebeständigkeit erfordern, wie Raketendüsen oder elektrische Kontakte.
Mechanische Eigenschaften einer Wolframkupferlegierung
Wolframkupferlegierungen haben außerdem außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, wodurch sie sich für Komponenten eignen, bei denen Verschleißfestigkeit wichtig ist. Ihre Härte kann je nach dem in der Legierung verwendeten Verhältnis von Wolfram zu Kupfer zwischen 20 und 40 HRC liegen. Neben ihrer Härte weist sie auch eine gute elektrische Leitfähigkeit in Kombination mit einem geringen elektrischen Kontaktwiderstand auf, wodurch sie sich ideal für den Einsatz in elektrischen Verbindungen eignet, die extremen Temperaturen oder Vibrationen ausgesetzt sein können. Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit kann sie auch in Komponenten verwendet werden, die mit korrosiven Flüssigkeiten oder Gasen in Kontakt kommen, ohne dass im Laufe der Zeit die Gefahr einer Beschädigung oder Korrosion besteht.
Hauptbestandteile und Eigenschaften
| Typ | Dichte (g/cm3) | Leitfähigkeit | HB (MPa) | Größe (mm) |
| WCu50 | 11.9~12.3 | Größer oder gleich 55 %IACS | 1130~1180 | Stange: Ø1~50 |
| Länge<300 | ||||
| Blatt: | ||||
| WCu40 | 12.8~13.0 | Größer oder gleich 47 %IACS | Größer oder gleich 1375 | Breite<190 |
| WCu30 | 13.8~14.4 | Größer oder gleich 42 %IACS | Größer oder gleich 1720 | Länge<300 |
| WCu20 | 15.2~15.6 | Größer oder gleich 34 %IACS | Größer oder gleich 2160 | Spezieller Typ: |
| WCu10 | 16.8~17.2 | Größer oder gleich 27 %IACS | Größer oder gleich 2550 | Breite<190 |
| WCu7 | 17.3~17.8 | Größer oder gleich 26 %IACS | Größer oder gleich 2900 | Länge<300 |
Part of the mixed powder sintering process copper infiltration method generally has the following two: Tungsten copper plates imageCu powder and 0.5% to 2.5% additives (typically nickel powder) - Press molding - Sintering - Copper infiltration. The process is simple; This method is suitable for manufacturing Cu>20 % Wolfram-Kupfer-Komposit. Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Wolfram-Kupfer-Materialien. Die Kupferverteilung entlang der Wolframkorngrenzen und die Wolframskelettfestigkeit sind nicht so gut wie bei der Hochtemperatur-Sintermethode, da diese Methode zu viele Rohstoffe und Zutaten erfordert, da das Produkt sonst mehr Verunreinigungen und Gase enthält. BW-Pulver - +2,5 % Cu-Pulver + statische Säure – Dem entsprechenden Schmelzverbundklebstoff wurde ein Mittel zugesetzt (enthält 35 % Polypropylen, 60 % Paraffinwachs, 5 % Salpetersäure) – Kühlgranulat-Injektionsform – Bindemittelentfernung – Heptane - 3 °C/min Aufheizen auf 500 °C, 10 °C/min Aufheizen auf 900 °C – Übertragen auf den Hochtemperatur-Sinterofen zum Abkühlen – Aufheizen mit 10 °C/min auf 1030 °C – Aufheizen mit 10 °C/min auf 1200-16200 °C Schmelzlaugung – Abkühlen auf Raumtemperatur. Der Herstellungsprozess von Wolframkupferplatten erfolgt gemäß diesen Schritten, die Eigenschaften von Wolfram und Kupfer aufweisen.
Wolfram-Kupfer-Legierung vs. Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung
Sowohl Wolfram-Kupfer-Legierungen als auch Wolfram-Nickel-Eisen-Legierungen zeichnen sich durch hohe Dichte, hohe Festigkeit, geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, gute Hochtemperaturbeständigkeit und Strahlenschutzwirkung aus. Aufgrund der unterschiedlichen Bindephasenlegierungen und Herstellungsverfahren gibt es jedoch viele Leistungsunterschiede.
Wolfram-Kupfer-Legierung
Wolframkupferlegierung, auch W-Cu-Legierung oder auf Englisch Wolframkupfer genannt, ist eine Legierung auf Wolframbasis mit Zusatz von Kupfer (Gehalt 6 % bis 45 %).
Zusätzlich zu den Eigenschaften von Wolfram verfügt es auch über die Eigenschaften von Kupfer.
Die überlegene elektrische und thermische Leitfähigkeit von metallischem Kupfer verleiht der W-Cu-Legierung hervorragende elektrochemische Leistung und Wärmeableitung. Sie eignet sich für den Einsatz in Hochspannungsschaltern, Elektroden für elektrische Bearbeitungen und mikroelektronischen Verpackungsmaterialien.
Es ist anzumerken, dass der Schmelzpunkt von Wolfram (3410 Grad) und Kupfer (1080 Grad) ziemlich unterschiedlich ist. Wenn die Temperatur über 3000 Grad liegt, wird das Kupfer in der Legierung verflüssigt und verdampft, wobei es eine große Menge Wärme absorbiert und dadurch die Oberflächentemperatur des Materials senkt. Diese Legierung wird als metallisches Schwitzmaterial bezeichnet, das für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt als Raketen, Raketentriebwerksdüsen, Gasruder, Luftruder, Nasenkegel usw. geeignet ist.
Zu den üblichen Herstellungsverfahren für Wolframkupferlegierungen gehören Pulvermetallurgie, Spritzguss, Kupferoxidpulververfahren und Wolframrahmeninfiltrationsverfahren.
Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung
Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung, auch bekannt als W-Ni-Fe-Legierung, ist eine Legierung auf Wolframbasis (ca. 90-98 %) mit zusätzlichen Nickel-, Eisen- und Kupferkomponenten. Hinweis: Das geeignete Verhältnis von Nickel zu Eisen beträgt 7:3 oder 1:1. Obwohl es nicht die gute elektrische und thermische Leitfähigkeit von Kupfer hat, hat es eine bessere Zugfestigkeit und Duktilität als W-Cu-Legierung.
Die W-Ni-Fe-Legierung eignet sich für Gegengewichte, Strahlenschutzvorrichtungen, militärische Ausrüstung und elektrische Produkte. Das gängige Herstellungsverfahren dieser Legierung ist die Pulvermetallurgie.
Der Produktionsprozess der Wolfram-Kupfer-Legierung
Wolfram-Kupfer-Infiltrationsprozess
Beim Infiltrationsverfahren wird Wolframpulver zu einem Halbzeug gepresst und bei einer bestimmten Temperatur zu einem porösen Wolframmatrixskelett mit einer bestimmten Dichte und Festigkeit gesintert. Anschließend wird geschmolzenes Kupfer in das Wolframskelett infiltriert. Auf diese Weise wird ein dichtes Wolframkupferlegierungsmaterial hergestellt.
Hochtemperatur-Flüssigphasensintern
Hochtemperatur-Flüssigphasensintern ist ein Verfahren zur Herstellung einer Wolfram-Kupfer-Legierung durch Mischen von Wolframpulver und Kupferpulver in einem bestimmten Verhältnis, isostatisches Pressen und Sintern. Hochtemperatur-Flüssigphasensintern wird normalerweise bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt von Kupfer (300 Grad) durchgeführt und ist ein einfacher Herstellungsprozess. Um die Materialdichte zu verbessern, muss der Bearbeitungsprozess nach dem Flüssigphasensintern mehrmals erhöht werden, z. B. durch erneutes Pressen, Heißpressen, Heißschmieden usw.
Leistungsnanokristallisation und Vollverdichtung
Nanopulver weisen eine Reihe hervorragender Eigenschaften auf, wie z. B. geringe Korngröße, große spezifische Oberfläche, große Kontaktfläche zwischen Pulver, hohe Oberflächenaktivität, starke Sinterantriebskraft, keine Notwendigkeit zur Zugabe eines Aktivators, niedrige Sintertemperatur und schnelle Verdichtung sowie hohe Dichte, gute Eigenschaften.
Aktiviertes Flüssigphasensintern
Aktiviertes Flüssigphasensintern ist eine Methode, bei der dem Wolframkupfermaterial Spurenelemente ({{0}},1 ~0,5) Pd, Ni, Co, Fe und andere Metallelemente hinzugefügt werden, um die Wolframphase in der Kupferphase aufzulösen. Beim Flüssigphasensintern entsteht die Phase, die diese Metallelemente enthält. Im Vergleich zur Methode des Hochtemperatur-Flüssigphasensinterns reduziert diese Methode nicht nur die Sintertemperatur, verkürzt die Sinterzeit, sondern verbessert auch die Sinterdichte erheblich. Die Übergangselemente Pd, Ni, Co und Fe haben eine aktivierende Wirkung beim Sintern von Wolframkupfermaterialien. Die Ergebnisse zeigen, dass die aktivierende Wirkung von Co und Fe am besten ist und die Dichte von Wolframkupfer deutlich verbessert werden kann. Die aktivierende Wirkung von Ni und Pd ist bei WCu nicht offensichtlich und die aktivierende Wirkung ist geringer als bei reinem Wolframpulver. Der Grund dafür ist, dass Ni, Pd und Cu eine unendliche feste Lösung bilden und keine aktivierende Wirkung haben, während Co, Fe und Cu nur eine begrenzte feste Lösung bilden. Während des Sinterprozesses trennt sich die Phase des Spurenelements von der Korngrenze und bildet eine intermetallische Verbindung, die die Verdichtung von Wolfram fördern kann. Es ist jedoch anzumerken, dass der Aktivator die elektrische und thermische Leitfähigkeit von hochleitfähigem Kupfer beeinflusst und dadurch die Wärmeleitfähigkeit des Materials erheblich verringert, was sich nachteilig auf mikroelektronische Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit auswirkt. Daher ist diese Methode nur auf Bereiche anwendbar, in denen keine hohe Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit erforderlich sind.
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