鎢銅合金的水熱合成共還原法中鎢銅合金粉體的尺寸需達到微納米級的要求，達到改善鎢銅合金燒結性能的目的，製備出具有優異導電導熱性能且高緻密度的鎢銅合金。

水熱合成共還原法的前驅體材料為鎢酸鈉和硝酸銅，通過水熱合成法制備氧化鎢銅中間產物，鎢銅複合粉體經由氫氣還原製備而成，再通過不同的放電等離子燒結後獲得鎢銅合金，製備的粉體與合金通過X射線衍射、高分辨透射電鏡和掃描電鏡進行物理性能測試和顯微組織表徵。

以前驅體原料為偏鎢酸銨和硝酸銅的水熱合成法制備的鎢銅合金其銅含量基本無損失，將前驅體混合溶液調整為鹼性，PH值控制在9左右，在550℃下焙燒使水解產物完全分解成為由WO₃、CuO和CuWO₄-x組成的氧化複合粉體。

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鎢銅合金之直接燒結法：

1.將鎢和銅的氧化物或鹽類混合進行簡單的球磨細化，從而獲得超細或納米晶鎢銅化合物混合粉。

1.熔燒後在氫氣中還原得到超細或納米晶鎢銅混合粉末。

2.再經壓制成型、燒結取得細緻、組織均勻和高緻密的鎢銅合金。

鎢和銅兩者物理性質相差懸殊並且互不固溶。因此，在正常情況下既使鎢銅合金直接燒結後的溫度超過銅的熔點，出現液相的情況下，也不可能得到高緻密的鎢銅產品。

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鎢銅合金之熱壓燒結法是壓制和燒結兩道工序同時進行，並在較低的壓力下迅速取得冷壓燒結所達不到的密度。

鎢銅合金的緻密度在保溫度於1000-1300℃的範圍內隨溫度的升高而增大。燒結最佳保溫時間是5-6小時，此時試樣孔隙率低、緻密度更高，晶粒長大充分且液相擴散均勻。

通過採用熱壓燒結法完成近全緻密的鎢銅功能梯度熱沉材料的結果表明，該方法製備的鎢銅合金梯度層分界清晰、各層組織緻密，成分保持為最初的設計。

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鎢銅合金之金屬注射成形技術：因為鎢銅合金燒結後機械加工相對困難，強度與硬度較高，燒結後機械加工相對困難，所以只能採用粉末冶金方法生產零件。長徑比較大的產品，壓制的過程中會導致燒結後出現變形和尺寸偏差。採用金屬注射成形技術，不僅因為喂料均勻流動填充模腔，而且也可以直接一次成形形狀複雜的零部件

其基本工藝過程是：

1.選擇符合成形要求的金屬粉末和粘結劑。

2.在一定溫度下將粉末和粘結劑混合成均勻的注射成形喂料，制粒後在注射成形機上注射成形。

3.獲得的成形坯經過脫脂處理、燒結緻密化成為最終產品。

緻密度達到99%銅含量為10%、15%、20%的鎢銅合金是採用金屬注射成形技術製備了而成。運用混合鎢銅粉末直接注射成形，經過脫脂處理後得到所需的相對完善的緻密鎢銅合金。但是由於該工藝複雜且成本較高，工藝中又引入了大量的粘結劑，如果這些粘結劑在後續的燒結工藝中沒有完全脫脂，會極大地影響材料的各項性能。

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鎢銅合金之活化液相燒結法：

由於高溫液相燒結法不能獲得接近理論密度的鎢銅合金，採用燒結後再處理的生產成本高，工藝複雜程度也隨之上升。在純鎢的活化固態燒結理論的基礎上，產生了在鎢銅合金製備過程中採用加入微量活化元素來提高燒結活性的方法。

與高溫液相燒結法相比，採用該方法降低了燒結溫度，燒結緻密度進一步的提高，同時也縮短了燒結時間。但由於活化燒結工藝尚不完善，仍有待於進一步深入的進行理論研究和工藝探討。

鎢銅合金的活化液相燒結法是指採用化學活化鎢銅粉體進行活化液相燒結的方法，能起到活化作用的元素包括Fe, Co, Ni等。

活化燒結從方法上可分為兩種：一種是提高粉末活性，另一種是靠外界因素活化燒結過程提高粉末活性如氣氛中添加活化劑。

鎢銅合金液相燒結過程可分為固相燒結和液相燒結兩部分。由於混合粉末之間的化學勢驅動，大部分固相擴散緻密化發生在加熱過程。液相形成後，緻密化過程主要依賴顆粒重排和溶解沉澱機制，以及顆粒形狀的球和顆粒堆積。由於固相鎢在液相銅中只有極小的溶解度，所以這個系統很難實現緻密化。

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鎢銅合金的物理性能：鎢銅合金綜合了金屬鎢和銅的優點，其中鎢熔點高(鎢熔點為3410℃，銅的熔點1080℃)，密度大(鎢密度為19.34g/cm，銅的密度為8.89/cm3)；銅導電導熱性能優越，鎢銅合金的導電、導熱性適中，但微觀組織均勻、耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕且密度較大。

鎢銅合金 （鎢W=70 銅Cu=30 ）

硬度≥184HV

密度=13.8-14g/cm3

電導率%IACS≥42

抗拉強度≥66Mpa

軟化溫度℃≥700

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鎢銅合金由難熔的鎢和導電性較高的銅組成，因為鎢和銅的熔點相差甚大，二者完全不相溶，所以傳統的方法製造的鎢銅合金過程困難，為了達到粉末的合金化高能球磨過程中產生了多種應變、缺陷及納米級的微結構，鎢銅合金粉末的混合物在機械合金化中也經歷了重複變形、冷焊、粉碎的過程。

機械合金化法是通過高能球磨，使合金化的粉末和欲活化在多次的摩擦中被發現，從而產生嚴重的塑性變形，冷焊形成具有片層狀結構的複合粉末，經過加工硬化複合粉末破碎，破碎的粉末展現出新鮮的院子表面易於發生焊合，粉末經過不斷的發生新的冷焊、再焊接、碎裂等過程，組織結構不斷被細化，最終獲得原子級混合實現合金化的目的。與此同時，晶粒在機械合金化的過程中被細化，晶粒的尺寸達到一定程度時，粉末燒結的表面積增加且溫度隨之下降，從而獲得高均勻分佈的鎢銅合金粉體，並有利於促進粉末的合金化。

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鎢銅合金九種不同的型號有著不同的化學成分，九種型號中CuW50的銅含量相對較高，而CuW90的銅含量最低，以下所有型號的雜質在≤0.5的範圍內，鎢含量在所有型號中都呈現均勻分佈的狀態。

鎢銅合金的化學成分：

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鎢銅合金之熔滲法：原理主要是在毛細管力作用下，金屬液相濕潤多孔基體時，金屬液沿顆粒間隙流動，從而填充多孔W骨架孔隙，以此獲得較緻密的材料。採用該方法可以改善鎢銅合金的韌性。

熔滲法分為高溫燒結鎢骨架後滲銅和低溫燒結部分混和粉後滲銅兩種方法。高溫燒結鎢骨架後滲銅是把鎢粉壓制成形，而後在高溫的氫氣中燒結形成骨架，再在真空或保護氣氛中高於銅熔點的溫度下燒結鎢坯。在毛細管作用下，使熔融的銅滲入鎢骨架。從而研製出相對密度大於99.2%的鎢銅合金。燒結鎢骨架適宜於制取低銅含量的真空鎢銅合金。該方法可以獲得較高強度的骨架，使該材料更耐電弧燒損。鎢粉還原較充分，低熔點的雜質較難還原的低價氧化物也可以通過揮發和熱分解除去。目前，此方法被運用在一些大中型高壓斷路器和真空開關用鎢銅基觸頭生產中。

總的來說，熔滲燒結時，液相銅僅以鎢骨架孔隙的毛細管作用滲入，緻密化速度慢且程度低。此方法存在一些難以克服的問題，例如不能用來製造Cu含量低的和形狀複雜的鎢銅元件。由於對燒結條件要求苛刻，在產業化應用時，這種方法有很大的局限性。

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鎢銅合金電極：鎢銅合金電極是一種具有良好的導電性、熱膨脹小、高溫不軟化、高強度、高密度和高硬度，由高純度鎢粉與純度高塑性好的高導電性銅粉結合而成的複合金屬材料。可分為電阻焊電極，電火花加工電極，高壓放電管電極。

電阻焊電極：因為具有鎢的高硬度、高熔點，抗粘附的特點，經常用來做有一定耐磨性，抗高溫的凸焊、對焊電極。綜合了鎢和銅耐高溫、耐電弧燒蝕、強度高，比重大，導電導熱性好，易於切削加工，並具有發汗冷卻等特性的良好性能。

高壓放電管電極：高壓真空放電管在工作時，觸頭材料會在零點幾秒鐘的時間內溫度升高幾千攝氏度，而鎢銅較高的抗燒蝕性能、高韌性、良好的導電導熱性能所以為放電管的穩定工作提供了必要的條件。

電火花電極：針對鎢鋼、耐高溫超硬合金製作的模具需電蝕時，鎢銅具有高的電腐蝕速度，低的損耗率，精准的電極形狀，優良的加工性能，不同於普通電極損耗大且速度慢。所以能保證全面提高被加工件的精確度。

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