2022国庆期间，中钨在线计划为大家呈现系列短文简要而全面地介绍除作为特殊商品的钨矿山之外的钨制品，包括钨精矿、氧化钨、金属钨制品、硬质合金、高比重合金、钨铜、钨银、钨钢等知识。
第五篇 钨合金
1. 什么是钨合金？
钨合金（Tungsten Heavy Alloy, WHA）又称为钨基合金，突出特点是密度可高达19.10g/cm³以上，最为知名和常用的大部分钨合金属于钨镍铁和钨镍铜等高比重钨合金或高密度钨合金，所以钨合金也被称为高密度钨合金，日常工作中也常常把钨合金与高密度合金视为同一产品。
钨合金是一种以钨为硬质相，以镍、铁、铜、钴、钼等元素为黏结相的合金材料，因此钨合金不仅包括利用钨合金高密度特性的高比重合金，不仅包括钨铜、钨银、钨金等两相合金，也包括含有钼、镍、锰、铬等材料多项合金或称之为近年来逐步进入人们视野的高熵合金（High Entropy Alloy，HEA）。
钨合金具有具有一系列优异的特性：比重大、强度高、吸收射线能力强、导热系数大、热膨胀系数小、可导电性能等良好的热学、力学、电学、化学和磁学等性能，并具良好的可焊接性和可加工性而广泛应用于电子、汽车、国防、军工、航天、航海、光电、医疗等领域。
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各种形状的高比重钨合金坯料
2. 高密度钨合金性能及标准有哪些？
钨合金具有具有无毒，无放射性，高熔点（~3422°C），高密度（16.5~18.75g/cm³），高硬度，大强度，低蒸汽压，强抗辐射能力，耐磨，耐高温，耐冲击，耐腐蚀，良好的延伸性和机械加工性能等物理新功能和特点；当然不同的原料配比、黏结剂种类、数量差异，钨基合金的物理性能、生产工艺和用途等方面也会有所不同。现行的钨合金生产大多是企业自行设定的标准，或有关用途需要的标准，如军工领域相关的军标，国际上则多采用美国的军标等标准。
我国的主要钨基高密度合金标准主要有两个，见附件。
3. 钨合金有哪些种类？
钨合金有多种分类方法。根据外观形状的不同，其可以分为合金球、合金块、合金棒、合金板、合金针、合金管等各种形状；根据黏结剂种类数量的不同，可以分为两相合金（如钨铜、钨银合金）、三相合金（如钨镍铁合金和钨镍铜合金）和高熵合金（多主元合金）；根据有无磁性，可以分为磁性合金和无磁性合金；根据用途的不同，其可以分为合金配重件、合金屏蔽件、合金首饰、合金军用产品等林林种种数不胜数的产品。
关于钨合金配重件种类，可以参考http://www.ctia.com.cn/news/62841.html
4. 什么是高比重钨合金？
高比重钨合金是一类以钨为基体（W含量80-99%），并添加有Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成的合金。按合金组成特性及用途分为W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WC-Cu、W-Ag等主要系列，其密度高达16 .5-19.0g/cm3，而被世人称为高比重合金。它具有一系列优异的特性：比重大、强度高、吸收射线能力强、导热系数大、热膨胀系数小、良好的可导电性能、具有良好的可焊性和加工性等。根据钨合金的主要成分分类有两种：
高比重钨合金有那些种类？
钨镍铁合金
W-Ni-Cu系一般含钨90～95％，镍铜含量比多为 3:2。铜可以降低镍粘结相的熔点和改善合金的烧结性能。这类合金无铁磁性，制备工艺简便。钨镍铁合金（W-Ni-Fe alloy）是一种以钨为基并加入镍和铁黏结剂的合金，具有高强度、良好耐磨性、较强抗辐射能力、不易变形和一定铁磁性等特点，适合用传统粉末冶金工艺和注射成形技术来生产，用途包括作工业配重件、防辐射屏蔽装置、军用设备以及电器产品。
钨镍铜合金
W-Ni-Fe系一般含钨 90～98％，镍铁含量比多为7:3或1:1，这类合金可进行热处理和塑性加工。在上述两类合金的基础上，还可以加入钼、铬、钴、铌、铂、钌、钯和金属氧化物(或金属纤维)等，以改善合金的工艺性能、耐蚀性能和力学性能。钨镍铜合金（W-Ni-Cu alloy）是一种以钨为硬质相，以镍和铜元素为黏结相的合金产品，具有无磁性，高比重，低热膨胀系数，良好的导电导热性、加工性和可焊接等特点。与钨镍铁相比，钨镍铜块更适合应用于对磁性敏感的领域。钨镍铜钨合金可以用作屏蔽材料，且适合应用于对磁性环境敏感的射线屏蔽领域；作高压电器开关电触头和电加工用的电极；作陀螺仪转子和一些需要在磁场环境下工作的设备的零部件。
5. 高比重钨合金用途有哪些？
（1）配重材料：机械用平衡锤，飞锤，石油钻井配重杆，赛车配重块，手机、游戏机振子。
（2）航空器：民用航空飞机配重、无人机平衡配重
（3）航天：航天返回舱等设备的陀螺仪转子。
（4）医疗器械屏蔽：钨合金光栅叶片，钨合金防护罐，钨合金存储器，屏蔽针管，存放射性物质罐，医疗直线加速器、准直器，集装箱检测系统准直器等。
（5）电器材料：电火花加工电极，电阻焊，电极，开关触点，空气断路器的触头等。
（6）军用：弹芯、穿甲弹弹芯，弹头预制破碎片，手榴弹预制破碎片、钻地弹弹头等。
（7）体育：飞镖杆、高尔夫球配重、渔坠子、潜水配重、铅球芯、球拍甜点，船艇配重。
（8）热沉材料：微电子行业热沉材料、封装材料。
（9）机械制：压铸模、刀夹、镗杆以及自动手表重锤等
（10）首饰饰物：项链、吊坠、戒指、手镯、手链、手表链、脚链、钟表外壳及摆锤等。
（11）屏蔽件：放射性材料，医疗、核电、勘探设备放射性材料屏蔽和储运材料。
（12）金属铸造模具材料。
（13）仿金、代币制品：镀金条、镀金生肖等等重镀金装饰制品；比特币等代币产品。
（14）信用卡：钨合金信用卡卡身。
6. 高比重钨合金应用实例
中钨在线采用3D打印技术设计生产的钨合金准直器
医用高密度合金材料
高密度合金配重块
高密度合金配重球
飞机维修用钨合金铆钉顶棒
散弹用高比重合金球粒
高比重合金板材
高比重钨合金渔坠子
高密度钨合金预制破碎片
高密度钨合金信用卡用薄片
高密度钨合金精磨飞镖杆用棒材
弹头型高密度钨合金
弹头型高密度钨合金
高密度钨合金马掌钉
高密度钨合金高尔夫球配重
高比重钨合金潜水配重
钻地用高密度钨合金动能头
钨基高熵合金在全超导托卡马克核聚变实验装置中的应用
镗杆等机械制造中导向装置、减震装置、压铸模、刀夹也是钨合金的重要用途
7. 附件：
1. 中华人民共和国国家标准 GB/T 26038-2010《钨基高比重合金板材Tungsten Base, High-Density Alloy Plate》
2. 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T1148-2016《钨基高比重合金Tungsten Base High Density Alloy》
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