Сплавы вольфрама с медью (обозначаются WCu или CuW) применяются в изготовлении контактов высоковольтных выключателей с элегазом в качестве среды гашения электрической дуги. Материал испытывает экстремальные тепловые нагрузки, пусть и кратковременные. Температура в дуговом разряде достигает 20 000°К и выше. В такой атмосфере даже стандартное механическое воздействие влияет разрушающе, поэтому здесь и востребованы вольфрамо-медные материалы.
Что представляет собой сплав вольфрама с медью
Сочетание вольфрама с медью относится к псевдосплавам. И все из-за невозможности растворить частицы медного расплава в вольфрамовом пришлось разработать технологию рассеивания одного материала в матрице другого. В итоге получается сплав, равномерно сочетающий преимущества от обоих «первоначальных» металлов. И основное из них заключается в высокой термостойкости. От меди ему досталась приличная электро-, теплопроводность.
Особенности WCu-материалов:
- хорошая проводимость электрического тока;
- механическая прочность даже в раскаленном состоянии;
- восприимчивость к обработке на производственной линии;
- устойчивость к появлению эрозии из-за регулярных дуговых разрядов;
- низкий уровень теплового расширения при хорошей теплопроводности контактов.
Стойкость изделий к эрозии, возникающей во время дуговых разрядов, легко менять соотношением вольфрама и меди. Наибольший эффект достигается при содержании в материале более 80% тугоплавкого металла. Но при изготовлении выключателей приходится рассматривать и вопросы экономии. Тем более выпускаются электротовары под разные напряжения и силы тока, из-за чего не всегда есть смысл гнаться за максимальными показателями.
В таких случаях допускается уменьшение массовой доли вольфрама до 60%. Меняются параметры сплава и в зависимости от зернистости. Этот критерий лучше рассматривать в совокупности с рядом других. Например, из материала изготовлен катод или анод, находятся контакты в элегазе или на открытом воздухе. Наличие защитной газовой среды и увеличение зерна вольфрама положительно сказывается на уровне устойчивости к эрозии.
Как подбираются параметры вольфрамо-медного сплава
Благодаря особой технологии, включающей в себя методику активации никелем, полученный сплав обладает достаточной электропроводностью. И отличается низкими рисками растрескивания при высоких нагрузках. Зернистость вольфрама подбирается в зависимости от нагрузочной способности изделий. Чем выше напряжение и сила тока, тем более устойчивым к эрозии от электродуги будет контактная группа из вольфрамово-медных материалов.
Качество продукции достигается контролем производственного процесса — от спекания и заливки жидким металлом до соединения, машинной обработки, покрытия защитным слоем и сборкой уже готового изделия. Всем должны заниматься профильные специалисты. Тогда покупатель получает надежные, долговечные, соответствующие условиям эксплуатации высоковольтные выключатели.
Отдельного внимания достойны изделия, предназначенные для работы в вакуумных камерах. Это кольцевые магистрали, автоматы повторного включения. В таких условиях хорошо показывает себя серия выключателей VFG. Их отличительная черта — очень мелкая зернистость WCu материала. За счет такой особенности контактные пары обладают высокой электропроводностью. Выпускается несколько марок материала:
- VFG10 — массовая доля вольфрама 90%, меди 10%;
- VFG20 — массовая доля вольфрама 80%, меди 20%;
- VFG30 — массовая доля вольфрама 70%, меди 30%.
Все перечисленные сплавы изготавливаются с применением технологии порошковой металлургии. Первый шаг — сделать однородную смесь с выбранным соотношением долей металлов. Затем она прессуется и отправляется на спекание. В результате получается достаточно экономный, прочный и устойчивый к дуговым разрядам материал. Главное, заранее подобрать оптимальное содержание сплава.
Выпуск нескольких марок вольфрамо-медного сплава необходим, чтобы была возможность выбора материала по цене с учетом тепловых, механических условий, в которых будут функционировать выключатели. Их надежность, долговечность также зависит от тщательности проработки проекта — механизма замыкания, размыкания контактных групп, способа гашения дугового разряда. Работают лучше приборы, разработанные с применением технологии FEM (метод конечных элементов), CAD (автоматизация процесса просчета проекта).
Такой подход позволяет воплощать в жизнь идеи заказчика. Новые разработки легко сочетаются с эффективными методиками изготовления контактов со свойствами быстро гасить дугу. Благодаря внедрению прогрессивных технологий на вольфрамо-медных материалах владелец экономит на техническом обслуживании камеры переключения, увеличивает производительность объекта.
В компании «Специальные материалы» представлен следующий сплав из вольфрама:
AERIS 1750 — Российский аналог ВЧ — Сплав W 99.9%
Если вас интересуют полуфабрикаты из металлов, которые не упомянуты на текущей странице, отправляйте запрос на нашу электронную почту info@special-materials.com или звоните по телефону +7 (499)504−04−46
Мы рады предложить нашим клиентам возможность заказа нашей продукции с минимальной партией от 100 килограмм.
