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Principais aplicações da liga de tungstênio-cobre

A liga de tungstênio-cobre combina as vantagens do tungstênio metálico e do cobre, onde o tungstênio tem um alto ponto de fusão (o ponto de fusão do tungstênio é 3410℃, o ponto de fusão do ferro é 1534℃), alta densidade (a densidade do tungstênio é 19,34g/cm³, a densidade do ferro é 7,8 g/cm³); o cobre tem excelente condutividade elétrica e térmica, a liga de tungstênio-cobre (faixa de composição geral é WCu7~WCu50) tem microestrutura uniforme, resistência a altas temperaturas, alta resistência, resistência à erosão por arco, alta densidade; condutividade elétrica e térmica moderada, amplamente utilizada em materiais resistentes a altas temperaturas, ligas elétricas para chaves de alta tensão, eletrodos para usinagem por descarga elétrica, materiais microeletrônicos e como componentes e elementos, amplamente utilizada em aeroespacial, aviação, eletrônica, energia elétrica, metalurgia, máquinas, equipamentos esportivos e outras indústrias.

A liga de tungstênio-cobre é usada na indústria aeroespacial para bicos de motores de mísseis e foguetes, lemes de gás, lemes de ar e ogivas. Os principais requisitos são resistência a altas temperaturas (3000K~5000K) e resistência à erosão pelo fluxo de gás em alta temperatura. O efeito de resfriamento por transpiração, formado pela evaporação do cobre em altas temperaturas (ponto de fusão do cobre 1083℃), é utilizado principalmente para reduzir a temperatura da superfície do tungstênio-cobre, garantindo o uso sob condições de alta temperatura.

A liga de tungstênio-cobre é amplamente utilizada em disjuntores de alta tensão 128kV SF6 WCu/CuCr, e em chaves de carga a vácuo de alta tensão (12kV 40.5KV 1000A), supressores de surto, chaves a vácuo de alta tensão são pequenas em tamanho, fáceis de manter, têm uma ampla gama de uso e podem ser usadas em ambientes úmidos, inflamáveis e explosivos, e corrosivos. Os principais requisitos de desempenho são resistência à erosão por arco, resistência à soldagem por fusão, pequena corrente de corte, baixo teor de gás, baixa capacidade de emissão termiônica, etc. Além dos requisitos convencionais de desempenho macroscópico, o desempenho da porosidade e da microestrutura também é exigido, portanto, processos especiais como desgaseificação a vácuo e infiltração a vácuo são necessários.

Os eletrodos de Eletroerosão (EDM) iniciais usavam eletrodos de cobre ou grafite, que eram baratos, mas não resistentes à ablação. Atualmente, eles foram basicamente substituídos por eletrodos de cobre-tungstênio. Os eletrodos de cobre-tungstênio possuem as vantagens de alta resistência à temperatura, alta resistência em alta temperatura, resistência à erosão por arco e boa condutividade elétrica e térmica, permitindo rápida dissipação de calor. Suas aplicações estão concentradas em eletrodos de EDM, eletrodos de soldagem por resistência e eletrodos de tubos de descarga de alta pressão.

Eletrodos para eletroerosão são caracterizados por uma grande variedade de especificações, tamanhos de lote pequenos e grandes quantidades totais. O material de cobre-tungstênio para eletrodos de EDM deve ter a maior densidade e uniformidade de estrutura possível, especialmente para eletrodos finos em forma de haste, tubulares e de formato especial.

Materiais de embalagem eletrônica e dissipadores de calor de cobre-tungstênio, que possuem tanto as características de baixa expansão do tungstênio quanto as características de alta condutividade térmica do cobre, seu coeficiente de expansão térmica e condutividade térmica/elétrica podem ser alterados ajustando a composição do cobre-tungstênio, fornecendo assim uma gama mais ampla de aplicações para o cobre-tungstênio. Devido à sua altíssima resistência ao calor e boa condutividade térmica/elétrica, e também à sua correspondência de coeficiente de expansão térmica com wafers de silício, arsenieto de gálio e materiais cerâmicos, o cobre-tungstênio é amplamente utilizado em materiais semicondutores. É adequado para materiais de embalagem para dispositivos de alta potência, materiais de dissipador de calor, componentes de dissipação de calor, cerâmicas e substratos de arsenieto de gálio, etc.