应用领域

钨铜复合材料是由体心立方的钨和面心立方的铜组成的一种既不相互溶解也不形成金属间化合物的复合材料，因此被称为两相结构的假合金。它具有良好的耐电弧烧蚀性、抗熔焊性、以及截止电流小、热电子发射能力低，高强度和高的导电导热性能等优点。而且，可以通过其组成比例的改变，控制和调整它各个相应的机械和物理的性能。此外，它还具有由于两者组合而产生的新的性能，如它在高温条件下，由于所含有的铜的蒸发吸热而产生的自冷却作用。因此，它可以广泛应用于以下领域：1、机械和电力工业，超高压电触头材料和电极材料；2、电子工业，如基片、连接件和散热元件等电子封装材料；3、冶金工业，如精密轧机组椭圆孔型导卫等；4、军事和航空航天工业，如穿甲弹、电磁炮的导轨材料和火箭引擎上的喷嘴、鼻锥等。表1所示为钨铜复合材料的主要性能。

技术指标

表1  铜钨电触头代表符号、化学成份和物理机械性能（GB/T8320-2003）

表2 铜、钨主要物理性能

生产工艺

由于钨的熔点很高（3410^oC），而且钨铜互不固溶，这使得钨铜材料的制备一直以来均采用粉末冶金方法。近年钨铜材料应用范围的日益增大，对其性能的要求的不断提高，钨铜材料的制备技术得到了新的发展。钨铜复合材料的制备方法可大致分为4种：混合—压制烧结法、溶渗法、活化烧结法、纳米\超细混合粉烧结法。

目前制备钨铜材料的方法还是以熔渗法为主，该方法的优点是材料成分比较均匀，致密度高，综合性能优良。熔渗法制备钨铜材料是先制备一定密度、强度的多孔钨骨架，再渗以熔点相对较低的铜，利用毛细管作用使铜填充入钨骨架中从而形成致密的复合材料。熔渗法制备钨铜材料的关键之一是制备结构均匀、对铜润湿性能好、杂质含量少、具有一定量连通孔隙的钨骨架。

图1 粉末冶金车间烧结工段

混粉：粉末是制取粉末冶金材料和制品的原料，粉末的纯度和性能对制品的成形、烧结及产品的最终性能都有直接的影响，因此，混粉前应对粉末进行预处理。然后将钨粉、铜粉按所需比例（重量）配制，同时添加少量有机混合剂，采用机械搅拌制成铜钨混合粉，通常活化烧结也添加微量Ni元素。

成形：成形是粉末冶金生产的重要工序之一。成形是将粉末密实成具有一定形状、尺寸、密度、强度的压坯。成形可分为钢模压制成形和特殊成形两大类。钢模压制成形是将混合粉装入钢制压模内，在模冲压力的作用下，对混合粉加压，随后卸压，再将压坯从阴模中脱出。对于高径比大于3倍的钨铜坯，通常采用冷、热等静压等特殊成形方式制造。

烧结：烧结是粉末冶金生产中最重要的工序。对产品最终性能起着决定性的作用。铜钨合金的烧结一般采用液相烧结，采用1280～1500℃在 2小时以上真空或惰性气氛保护下烧结熔渗。为保证其孔隙度＜2%，通常熔渗的铜需过量。

原材料

表3 铜钨合金使用原材料指标（GB/T3458-2006、GB/T5426-2007）