鎢鎳銅合金的物理性質(zhì)表現(xiàn)為高密度、較高硬度與良好韌性,鎢鎳銅合金無(wú)磁性且輻射屏蔽能力優(yōu)異,適用于精密儀表與醫(yī)療防護(hù)領(lǐng)域。相較于鎢鎳鐵合金,鎢鎳銅合金具有更好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性與可加工性,但強(qiáng)度略低,因此多用于電極、散熱部件及中等應(yīng)力的配重件。
1.鎢鎳銅合金的高密度
鎢鎳銅合金的密度范圍一般為16.5~18.5g/cm3。具體密度主要由鎢鎳銅合金中鎢元素的含量決定,鎢含量通常維持在90%以上。這一顯著的高密度特性,構(gòu)成了鎢鎳銅合金在航空航天器中陀螺儀轉(zhuǎn)子等對(duì)質(zhì)量有苛刻要求的慣性配重元件,以及屏蔽X射線或γ射線的高效輻射防護(hù)體這兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域得以應(yīng)用的基礎(chǔ)。
2.鎢鎳銅合金的高硬度
鎢鎳銅合金的維氏硬度范圍通常在280~350HV之間。它繼承了鎢基體的高硬度特性,而鎳銅粘結(jié)相的引入,使鎢鎳銅合金在維持較高硬度的基礎(chǔ)上,有效提升了材料的韌性及抗沖擊性能。不過(guò),與以鐵為粘結(jié)相的鎢鎳鐵合金相比,鎢鎳銅合金的整體硬度水平通常略低一些。
3.鎢鎳銅合金的高強(qiáng)度
鎢鎳銅合金具有較高的強(qiáng)度,這是因?yàn)楹辖鹬泻墟嚭豌~構(gòu)成的粘結(jié)相,這些相把鎢顆粒連在一起,提高了整體的承載能力。鎢鎳銅合金的抗拉強(qiáng)度大致在800~1000MPa之間,具體數(shù)值取決于成分比例和加工方法,它比純鎢更有韌性,脆性有所降低,但相較鎢鎳鐵合金,鎢鎳銅合金的強(qiáng)度更低一些。所以,鎢鎳銅合金更適合用在承受中等應(yīng)力的地方,比如做配重塊或電極這類部件。
鎢鎳銅合金的高強(qiáng)度

4.鎢鎳銅合金良好的韌性
鎢鎳銅合金中的鎳銅粘結(jié)相在燒結(jié)后會(huì)形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以將鎢顆粒相互連接起來(lái),當(dāng)材料受到?jīng)_擊或產(chǎn)生裂紋時(shí),粘結(jié)相能夠起到緩沖和阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。所以,與純鎢或碳化鎢相比,鎢鎳銅合金具有較好的韌性,抗沖擊性能更好,不容易發(fā)生脆性斷裂。
5.鎢鎳銅合金的無(wú)磁性
鎢鎳銅合金沒(méi)有磁性。燒結(jié)后的鎳銅粘結(jié)相會(huì)形成無(wú)磁性的固溶體結(jié)構(gòu),這一點(diǎn)與含鐵的鎢鎳鐵合金有明顯區(qū)別,也是鎢鎳銅合金的一項(xiàng)重要特性?;跓o(wú)磁性這一特性,鎢鎳銅合金特別適合用于對(duì)磁場(chǎng)干擾要求很嚴(yán)格的場(chǎng)合,例如磁共振成像設(shè)備、高精度傳感器,以及其他精密儀器和電子系統(tǒng)。
6.鎢鎳銅合金優(yōu)異的輻射屏蔽性能
鎢鎳銅合金能有效屏蔽X射線和γ射線,是一種很好的防護(hù)材料。這種優(yōu)異的屏蔽能力主要來(lái)自兩個(gè)方面,一方面是鎢鎳銅合金密度很高,而密度越大,內(nèi)部電子數(shù)量越多,對(duì)輻射能量的阻擋和消耗效果就越強(qiáng),另一方面是鎢鎳銅合金中含有原子序數(shù)高的鎢元素,能通過(guò)光電效應(yīng)、康普頓散射等作用顯著吸收和減弱輻射。所以鎢鎳銅合金在醫(yī)療放射防護(hù),如CT機(jī)、直線加速器屏蔽塊,工業(yè)無(wú)損檢測(cè)以及核設(shè)施屏蔽等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,由于鎢鎳銅合金的屏蔽效率高,相關(guān)的防護(hù)裝置也可以做得更輕薄和緊湊。

7.鎢鎳銅合金良好的導(dǎo)熱性
鎢鎳銅合金的導(dǎo)熱性能比較好。銅本身的熱導(dǎo)率很高,在合金中形成連續(xù)或半連續(xù)的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),所以鎢鎳銅合金整體熱導(dǎo)率明顯高于鎢鎳鐵合金。鎢鎳銅合金在電子器件散熱器、功率模塊熱沉、雷達(dá)發(fā)射機(jī)基板以及其他對(duì)散熱效率要求較高的場(chǎng)合中應(yīng)用比較廣泛。
8.鎢鎳銅合金良好的導(dǎo)電性
鎢鎳銅合金的導(dǎo)電性能良好。銅的加入使合金的電導(dǎo)率得到明顯提升,顯著高于鎢鎳鐵合金,這一特性讓鎢鎳銅合金在電氣領(lǐng)域有較好的適用性,尤其適合制造高壓電觸頭、放電電極以及其他對(duì)導(dǎo)電性要求較高的部件。在實(shí)際應(yīng)用中,這種較高的電導(dǎo)率有助于降低接觸電阻,提高電流傳輸效率和使用可靠性。
9.鎢鎳銅合金較低的熱膨脹系數(shù)
鎢鎳銅合金的熱膨脹系數(shù)一般在6.0×10??/K到7.5×10??/K之間。這個(gè)數(shù)值比純鎢稍高,但明顯低于銅、鎳等常見金屬,也比大多數(shù)鋼和鋁合金低得多。由于熱膨脹系數(shù)較低,鎢鎳銅合金在溫度變化時(shí)尺寸和形狀都能保持相對(duì)穩(wěn)定,所以特別適合用在對(duì)尺寸精度要求較高的場(chǎng)合,比如精密儀器零件、電子封裝材料,以及一些高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)部件,而這種較好的尺寸穩(wěn)定性可以有效減少因熱應(yīng)力導(dǎo)致的變形或開裂,從而延長(zhǎng)部件的使用壽命。
10.鎢鎳銅合金的可加工性
鎢鎳銅合金雖然硬度較高,但因加入了鎳和銅,材料韌性得到改善,所以可以采用常規(guī)的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工,例如車削、銑削、磨削和鉆孔,這些方法能夠完成零件的成形以及表面精加工。與純鎢或碳化鎢相比,鎢鎳銅合金的切削性能更好,加工時(shí)刀具磨損相對(duì)較小,也更容易達(dá)到較高的表面光潔度。