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Aplicaciones principales de la aleación de tungsteno-cobre
La aleación de tungsteno-cobre combina las ventajas del tungsteno metálico y el cobre, donde el tungsteno tiene un alto punto de fusión (el punto de fusión del tungsteno es 3410℃, el punto de fusión del hierro es 1534℃), alta densidad (la densidad del tungsteno es 19.34g/cm3, la densidad del hierro es 7.8 g/cm3); el cobre tiene una excelente conductividad eléctrica y térmica, la aleación de tungsteno-cobre (el rango de composición general es WCu7~WCu50) tiene una microestructura uniforme, resistencia a altas temperaturas, alta resistencia, resistencia a la erosión por arco, alta densidad; conductividad eléctrica y térmica moderada, ampliamente utilizada en materiales resistentes a altas temperaturas, aleaciones eléctricas para interruptores de alto voltaje, electrodos para mecanizado por descarga eléctrica, materiales microelectrónicos, y como componentes y elementos, ampliamente utilizada en aeroespacial, aviación, electrónica, energía eléctrica, metalurgia, maquinaria, equipos deportivos y otras industrias.
La aleación de tungsteno-cobre se utiliza en la industria aeroespacial para toberas de motores de misiles y cohetes, timones de gas, timones de aire y ojivas. Los requisitos principales son la resistencia a altas temperaturas (3000K~5000K) y la resistencia a la erosión por flujo de gas a alta temperatura. El efecto de enfriamiento por sudoración formado por la evaporación del cobre a altas temperaturas (punto de fusión del cobre 1083℃) se utiliza principalmente para reducir la temperatura superficial del tungsteno-cobre, asegurando el uso en condiciones de alta temperatura.
La aleación de tungsteno-cobre se utiliza ampliamente en interruptores de alta tensión 128kV interruptor automático de SF6 WCu/CuCr, e interruptores de carga de vacío de alta tensión (12kV 40.5KV 1000A), pararrayos, los interruptores de vacío de alta tensión son de tamaño pequeño, fáciles de mantener, tienen un amplio rango de uso y pueden usarse en ambientes húmedos, inflamables y explosivos, y corrosivos. Los principales requisitos de rendimiento son resistencia a la erosión por arco, resistencia a la soldadura por fusión, baja corriente de corte, bajo contenido de gas, baja capacidad de emisión termoiónica, etc. Además de los requisitos de rendimiento macroscópico convencionales, también se requieren el rendimiento de la porosidad y la microestructura, por lo que se necesitan procesos especiales como el desgasificado al vacío y la infiltración al vacío.
Los electrodos EDM tempranos usaban electrodos de cobre o grafito, que eran baratos pero no resistentes a la ablación. Ahora, han sido básicamente reemplazados por electrodos de cobre tungsteno. Los electrodos de cobre tungsteno tienen las ventajas de alta resistencia a la temperatura, alta resistencia a alta temperatura, resistencia a la erosión por arco y buena conductividad eléctrica y térmica, lo que permite una rápida disipación del calor. Sus aplicaciones se concentran en electrodos EDM, electrodos de soldadura por resistencia y electrodos de tubos de descarga de alta presión.
Las electrodos para electroerosión se caracterizan por una amplia variedad de especificaciones, tamaños de lote pequeños y grandes cantidades totales. El material de cobre tungsteno para electrodos de EDM debe tener la mayor densidad y uniformidad de estructura posible, especialmente para electrodos esbeltos con forma de varilla, tubulares y de formas especiales.
Los materiales de empaque electrónico y disipadores de calor de tungsteno-cobre, que poseen tanto las características de baja expansión del tungsteno como las características de alta conductividad térmica del cobre, su coeficiente de expansión térmica y conductividad térmica/eléctrica pueden modificarse ajustando la composición del tungsteno-cobre, proporcionando así un rango más amplio de aplicaciones para el tungsteno-cobre. Debido a su muy alta resistencia al calor y buena conductividad térmica/eléctrica, y también a su coincidencia del coeficiente de expansión térmica con obleas de silicio, arseniuro de galio y materiales cerámicos, el tungsteno-cobre se utiliza ampliamente en materiales semiconductores. Es adecuado para materiales de empaque para dispositivos de alta potencia, materiales de disipadores de calor, componentes de disipación de calor, cerámicas y sustratos de arseniuro de galio, etc.