钨铜材料加工工艺——变形加工

钨铜合金材料通常采用粉末冶金（Powder Metallurgy，PM）以及熔渗法相结合的工艺制备。由于钨和铜两种金属硬度和熔点相差较大且完全不互溶，因此也被称为二相假合金。其通过钨粉或是掺入部分铜粉的混合粉特殊压制后形成内部连通孔的钨骨架，再通过熔渗铜工艺形成的钨铜合金相对密度较高，各项性能优良。现如今已经出现了超细纳米晶钨铜合金材料，其微观结构更为合理稳定，相对密度和强度也大幅度提高，但是其可塑性和延展性相对较低，无法满足在一些产品的应用中（如薄板、丝材、箔材等）的特殊要求，因此对钨铜合金材料的变形加工工艺的研究也成为了一大热点。

对于钨铜合金材料的变形加工工艺，我们可以在大体上分为两类，一类为冷变形加工，另一类则为热变形加工。从定义上讲，冷变形加工就是在再结晶温度以下的塑性变形加工。随着机械加工工业的核心技术的发展，生产中依靠冷作模制造的零件越来越多，使用的冷变形模具种类越来越多。冷体积模锻（冷镦、冷挤压、压印等）；板料冲压（如拉伸、落料、切边、冲孔等）；材料轧制（冷轧、轧轮成型等）。虽然冷变形模具的种类繁多，工作条件不一，性能要求也有所不同，但基础工作情况相近：即均在冷状态下使金属变形，工作时承受较大的剪切力、压力、弯曲力、冲击力和摩擦力。有相关研究人员对熔渗后的不同配比的钨铜合金（W-20Cu，W-30Cu，W-40Cu）产品进行冷轧变形并在变形加工中进行中间退火处理，每一道次压缩5%-10%，最终可达到总变形量的50%。其中，在变形量＜25%时，发生变形的仅仅是材料中的铜；而当变形量达到50%时，材料中的钨开始沿轧制方向伸长。还有一些国外学者将烧结后所得到的低密度的钨铜W-40Cu材料进行挤压、热锻和冷锻后得到钨铜棒材；用烧结密度仅为75%的钨铜W-40Cu板坯经过冷轧变形后可制成钨铜薄板；而用冷轧方坯，再经冷轧、冷拔还可制得直径为0.3mm的钨铜丝材。这种变形加工后的钨铜合金具有完全致密的组织、机械强度以及优良的导电导热性，可以实现在多个领域的应用以及满足不同需求的产品。

与冷变形加工工艺相反，热变形加工工艺指的就是在金属再结晶温度以上的塑性变形加工，其常见的加工方法有锻造和型材的热弯、热压以及热拉成型等。与冷加工变形工艺（由于加工过程打破了原金属内部的力平衡，从而造成了应力的释放，是原力平衡被打破而产生的变形，未达到金属材料的屈服点）不同，金属热变形加工发生了塑性变形达到了材料的屈服点。但是该工艺相比于冷加工变形，由于温度更难控制，在变形加工过程中无法完全确保钨铜合金材料的组织结构和各项性能的稳定性。