鎢銅合金(W-Cu合金)是一種結合了鎢和銅的獨特性能的材料,已經逐漸在各個領域展現出其卓越的性能。而在評價W-Cu合金性能的各種指標中,相對密度占據了至關重要的地位。相對密度是實測密度與理論密度的比值,它能夠準確反映合金內部的結構緊密程度,甚至可以作為衡量合金質量的標準。
理想情況下,合金的相對密度應為100%,但在實際生產過程中,由于各種因素的影響,這一數值很難達到。因此,相對密度不低于97%的銅鎢合金就被視為理想的W-Cu合金。那么,究竟哪些因素會影響到合金的相對密度呢?
首先,我們不得不提的是原料成分。鎢粉末中的含氧量是一個關鍵因素。當鎢粉中含有過多的氧化物時,這些氧化物會阻礙金屬單質之間的緊密結合,因為金屬單質與氧化物之間的浸潤性很差。這就意味著,控制粉末中的含氧量是提高合金致密度的關鍵步驟。
其次,表面氧化物也是一個不可忽視的因素。在壓制成形的過程中,表面氧化物由于其高彈性模量,使得粉末難以產生塑性變形,進而導致成形毛坯的相對密度降低。同樣,在燒結過程中,未充分還原的粉末會產生水蒸氣,這對產品的致密化也是不利的。
此外,純度及含氧量對鎢粉的浸潤性有著直接的影響。高純度、低含氧量的鎢粉能夠提供良好的浸潤性,從而確保良好的滲銅效果。而當鎢粉的含氧量增加時,鎢和銅液之間的浸潤角會增大,浸潤性變差。
最后,鎢粉的粒徑也是一個重要的影響因素。不同粒徑的鎢粉在壓制過程中會有不同的搭橋效應和接觸面,這直接影響到壓制至相同密度時所需的壓力。一般來說,較粗的鎢粉顆粒在壓制時更容易達到所需的密度,這是因為粗顆粒的搭橋效應較強,能夠更好地傳遞壓制壓力,從而使顆粒之間更加緊密地結合。相比之下,細粉多孔鎢粉的孔隙度相對較小,這意味著細粉在燒結時具有更大的自由能,更有利于燒結的進行。因此,細粉更有利于鎢銅合金致密化。
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