钨铜电极是一种由钨和铜两种金属组成的复合材料,兼具钨的高熔点(3410℃)和铜的优良导电性(电导率58MS/m)。这种特殊组合使其成为工业应用中不可或缺的导电材料,特别是在需要承受极端温度环境的场合。材料中的铜含量通常在10-50%范围内可调,根据不同应用需求可以制备出不同配比的钨铜合金。
在制造工艺方面,粉末冶金是最常用的生产方法,通过将高纯度钨粉和铜粉均匀混合后压制烧结而成。这种工艺能够确保材料获得均匀的微观结构,其中钨骨架提供机械强度和耐高温性能,而铜相则赋予材料优异的导热导电特性。需要重点关注的是烧结温度控制,特别是要精确控制在铜熔点(1083℃)以上但低于钨熔点的范围。
钨铜电极最显著的特性是其出色的抗电弧侵蚀能力(电弧能量承受可达200J/cm²)和低热膨胀系数(6.5×10⁻⁶/K)。这些特性使其在电阻焊、EDM加工和高压开关等领域有着广泛应用。比如在点焊过程中,电极需要承受瞬时高温(可达1500℃)而不变形,这正是钨铜材料的优势所在。
与纯钨电极相比,钨铜电极的加工性能明显提升,这主要得益于铜相的加入改善了材料的可切削性。但在使用过程中需要注意避免氧化问题,特别是在高温氧气环境下,铜组分会优先氧化影响材料性能。因此在600℃以上工作时,通常需要采用保护气氛或表面镀层处理。
随着现代制造业对加工精度要求的提高,钨铜电极的配方和制造工艺也在不断优化。新型纳米结构钨铜复合材料正在研发中,其性能参数如硬度(HV可达350)和导电性都有显著提升。这种进步使得钨铜电极在高精密电子封装和航空航天等高端领域展现出更广阔的应用前景。