C10200 Kupferlegierung: Definition und Geltungsbereich
C10200 ist die UNS-Bezeichnung für sauerstofffreies Kupfer (OF-Kupfer), eine hochreine Kupfersorte, die so hergestellt wird, dass der Restsauerstoffgehalt der Schmelze auf einem extrem niedrigen Niveau gehalten wird. In gewöhnlichem elektrolytisch zähem Pechkupfer liegt der Sauerstoff in Form dispergierter Kupferoxidpartikel vor; In C10200 fehlen diese Partikel im Wesentlichen, was sowohl das metallurgische Verhalten als auch das Verarbeitungsfenster des Materials verändert.
Die praktische Konsequenz besteht darin, dass C10200 gelötet, geschweißt, geglüht oder auf andere Weise wasserstoffhaltigen Atmosphären ausgesetzt werden kann, ohne dass es zu inneren Rissen kommt, die als Wasserstoffversprödung bekannt sind. Dampf aus der Reaktion zwischen Wasserstoff und Kupferoxid ist die übliche Ursache für diesen Fehlermodus und kann sich einfach nicht in einer wirklich sauerstofffreien Struktur bilden.
Chemische Zusammensetzung und anwendbare Standards
C10200 ist in ASTM B152 für Kupferbleche, -bänder, -platten und gewalzte Stangen spezifiziert, und die gleiche Qualität wird in ASTM B124 für Stangen und Stangen, ASTM B188 und ASTM B68 für nahtlose Rohre und ASTM B170 für Draht abgedeckt. Im europäischen System lautet die entsprechende Bezeichnung CW008A gemäß EN 1412, im japanischen System C1020 und im chinesischen System TU2 gemäß GB/T 5231. Die folgenden Zusammensetzungsanforderungen sind die Grenzwerte, die den ASTM- und EN-Spezifikationen gemeinsam sind.
| Element | Erfordernis | Funktion |
|---|---|---|
| Kupfer (Cu), inkl. Silber | Mindestens 99,95 % | Unedles Metall; steuert die Leitfähigkeit |
| Sauerstoff (O) | Maximal 0,001 % | Niedrig gehalten, um Wasserstoffversprödung zu verhindern |
| Silber (Ag) | Maximal 0,0025 % (in Cu gezählt) | Spurenverunreinigung, kein separater Zusatz |
| Phosphor (P) | Maximal 0,0003 % | Nur Rest; Ein hoher P-Wert würde die Leitfähigkeit verringern |
| Gesamte sonstige Verunreinigungen | Maximal 0,05 % | Summe aller Elemente außer Cu und Ag |
Physikalische und mechanische Eigenschaften
Da es sich bei der Sorte im Wesentlichen um reines Kupfer handelt, entsprechen ihre physikalischen Konstanten denen des reinen Metalls und nicht denen einer verdünnten Legierung. Mechanische Werte hängen stark von der Härte ab, daher sollte in einer Kaufspezifikation neben der UNS-Nummer immer auch die Härte genannt werden.
| Eigentum | Typischer Wert | Bemerkung |
|---|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | Mindestens 100 % IACS (58 MS/m). | Erfüllt oder übertrifft den Standard für geglühtes Kupfer |
| Elektrischer Widerstand | 1,724 Mikro-Ohm-cm bei 20 C | Gemäß ASTM B193-Testmethode |
| Wärmeleitfähigkeit | ca. 390 W/(m·K) | Kernvorteil bei der Wärmeübertragungshardware |
| Dichte | 8,94 g/cm³ | Wird für die Umrechnung von Masse-in-Volumen verwendet |
| Schmelzpunkt | 1083 C | Enger Erstarrungsbereich |
| Zugfestigkeit im Glühzustand | typischerweise 200-250 MPa | O60/O61 weiches Temperament |
| Geglühte Dehnung | typischerweise 40 % und mehr | Bestätigt die Eignung zum Tiefziehen |
Die Zustandsbezeichnungen folgen dem üblichen Knet{0}}-Kupfersystem: O60 oder O61 für weichgeglüht, H01 und H02 für viertel-hart und halb-hart und H04 bis H08 für zunehmend kaltumgeformte Bedingungen. Kaltumformung erhöht die Zugfestigkeit und Härte auf Kosten der Dehnung und in geringem Maße auch der Leitfähigkeit.
Verarbeitungs- und Herstellungseigenschaften
C10200 gilt als eine der verträglichsten Kupfersorten in der Herstellung. Es kann zwischen etwa 700 °C und 900 °C warmgewalzt, mit starken Reduzierungen kaltgewalzt und gezogen, tiefgezogen und gestanzt sowie zu Armaturen und elektrischer Hardware geschmiedet werden. Da das Material weich ist, müssen die Werkzeuge scharf gehalten und die Oberflächenkontaktpunkte geschützt werden, um mechanische Kratzer auf der fertigen Oberfläche zu vermeiden.
Kaltumformung: ausgezeichnet; Reduzierungen über 80 % werden routinemäßig durch Zwischenglühen erreicht.
Glühen: Weichglühen im Bereich von 375–650 °C in einer schützenden oder reduzierenden Atmosphäre.
Fügen: Weichlöten, Silberlöten und Widerstandsschweißen funktionieren alle gut; Schmelzschweißen ist möglich, erfordert jedoch Beachtung der Porositätskontrolle.
Bearbeitung: Automaten-Das Schnittverhalten ist mäßig, da weder Blei noch Schwefel vorhanden sind. Hartmetallwerkzeuge mit großzügiger Kühlmittelzufuhr werden bevorzugt.
Oberflächenschutz: Blankgeglühte oder verzinnte Oberflächen sind üblich, wenn das gelagerte Material nicht oxidieren darf.
Bewerbungs- und Auswahlberatung
Die Leitfähigkeit und Sauberkeit von C10200 machen es überall dort zur ersten Wahl, wo Stromdichte, Signalintegrität oder Vakuumdichtheit entscheidend sind. Zu den typischen Anwendungen gehören Sammelschienen und Schaltanlagenleiter, Transformatorwicklungen, Innenleiter von Hochfrequenz-Koaxialkabeln, Leiterrahmen und Steckverbindermaterial, Vakuumunterbrecher und Übertragungsröhren, Wärmetauscher- und Kühlplattenkomponenten sowie akustische oder dekorative Teile, die später plattiert werden.
Bestätigen Sie bei der Auswahl der Sorte drei Punkte: den Sauerstoffgrenzwert, den Ihr Fügeprozess tatsächlich erfordert, die Härte, die die erforderliche Streckgrenze liefert, und die Oberflächenbeschaffenheit, die für die nachfolgende Galvanisierung oder Verklebung erforderlich ist. Wenn eine höhere Festigkeit unerlässlich ist, sollte stattdessen eine verdünnte Legierung wie ein silberhaltiges Kupfer oder eine ausscheidungshärtende Qualität in Betracht gezogen werden, da C10200 seine Eigenschaften eher durch Reinheit als durch Legierung erhält.
FAQ
F: Was bedeutet „sauerstofffrei“ für C10200?
Dies bedeutet, dass der Sauerstoffgehalt auf maximal 0,001 % gehalten wird, sodass praktisch keine Kupferoxidpartikel in der Struktur verbleiben und keine Wasserstoffversprödung auftreten kann.
F: Ist C10200 dasselbe wie C11000?
Nein. Bei beiden handelt es sich um Kupfer mit hoher -Leitfähigkeit, aber C11000 ist elektrolytisch zähes Kupfer mit etwa 0,015-0,040 % Sauerstoff, während C10200 sauerstofffrei ist und für den Einsatz im Vakuum und in reduzierender Atmosphäre bevorzugt wird.
F: Welche Standards gelten für C10200-Produkte?
ASTM B152 für Bleche, Bänder, Platten und gewalzte Stangen; ASTM B124 für Stangen und Stangen; ASTM B68 und B188 für nahtlose Rohre; ASTM B170 für Draht. Äquivalente Bezeichnungen sind CW008A gemäß EN 1412, C1020 gemäß JIS und TU2 gemäß GB/T 5231.
F: Kann C10200 geschweißt werden?
Es lässt sich problemlos löten, hartlöten und widerstandsschweißen. Schmelzschweißen ist möglich, erfordert jedoch eine saubere Verbindungsvorbereitung und eine kontrollierte Abschirmung, da das Material keine desoxidierenden Zusätze enthält.
F: Wie wird der Sauerstoffgehalt überprüft?
Durch Inertgasschmelzen oder durch die standardmäßige metallografische Untersuchung auf Kupferoxid, die normalerweise einmal pro Schmelze an einer Probe durchgeführt wird, die dem gegossenen oder gewalzten Produkt entnommen wurde.
F: Welche Härtegrade sind normalerweise vorrätig?
Weichgeglühte O60/O61-Streifen und -Bleche, viertel-harte und halb-harte Härtegrade für Steckverbindermaterial und Federhärtegrade für kleine elektrische Teile.
