Was ist C12200-Kupferbarren?
C12200, international bekannt als Cu-DHP oder desoxidiertes Kupfer mit hohem Phosphorgehalt, ist ein mit Phosphor-desoxidiertes Knetkupfer mit einem Kupfer-Silber-Gehalt von mindestens 99,90 % und einem Restphosphorbereich, der Sauerstoff aus der Schmelze freisetzt, anstatt sie als Oxid zurückzulassen. Da das Metall chemisch desoxidiert ist, kann es in reduzierenden Atmosphären geglüht und gelötet werden, ohne dass es zu einer Wasserstoffversprödung kommt, die bei gewöhnlichem zähem Pechkupfer auftritt.
Stangen- und Stabformen sind in ASTM B187 für Sammelschienen, Stäbe und Formen aus Kupfer, in EN 13601 für Kupferstangen, -stäbe und -drähte für allgemeine elektrische Zwecke und in GB/T 5231 für Kupferproduktchemie spezifiziert, wo die entsprechende Bezeichnung TP2 ist. Typische gelieferte Härtegrade sind weichgeglüht für maximale Formbarkeit und leicht gezogen oder hart für Festigkeit und Bearbeitbarkeit.
Chemische Zusammensetzung und ihre Wirkung
| Element | Limit | Rolle |
|---|---|---|
| Cu + Ag, % min | 99.90 | Unedles Metall, steuert die Leitfähigkeit |
| Phosphor, % | 0,015 bis 0,040 | Desoxidation, verbessert die Fließfähigkeit und Festigkeit |
| Zinn, % max | 0.01 | Verunreinigungen werden kontrolliert, um die Leitfähigkeit zu schützen |
| Blei, % max | 0.005 | Verunreinigung, kontrolliert |
| Eisen, % max | 0.05 | Verunreinigung, kontrolliert |
| Nickel, % max | 0.01 | Verunreinigung, kontrolliert |
| Antimon, % max | 0.002 | Verunreinigung, die die Leitfähigkeit stark beeinträchtigt |
| Schwefel, % max | 0.005 | Verunreinigung, kontrolliert |
| Arsen, % max | 0.005 | Verunreinigung, kontrolliert |
| Wismut, % max | 0.002 | Verunreinigung, versprödend, wenn sie über dem Grenzwert liegt |
| Sauerstoff, % max | 0.01 | Durch Phosphordesoxidation niedrig gehalten |
Phosphor ist das Element, das die Qualität definiert. Es entfernt Sauerstoff und stoppt Wasserstoffkrankheiten, löst sich aber auch im Kupfergitter auf und verringert die Leitfähigkeit, weshalb der Phosphorbereich an beiden Enden begrenzt und nicht einfach minimiert wird. Der über der Obergrenze hergestellte Stab verliert an Leitfähigkeit; Unterhalb der Untergrenze hergestellter Stab verliert seinen Schutz gegen Wasserstoffversprödung.
Eigenschaften der C12200-Stange
| Eigentum | Typischer Wert |
|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | ca. 85 % IACS |
| Durchgangswiderstand bei 20 Grad | etwa 2,03 µΩ·cm |
| Wärmeleitfähigkeit | ca. 340 W/m·K |
| Dichte | 8,94 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 1083 Grad |
| Elastizitätsmodul | etwa 115 GPa |
| Zugfestigkeit im weichen Zustand | etwa 220 bis 240 MPa |
| Weiche Temperdehnung | ca. 40 % |
| Zugfestigkeit bei hartem Anlass | etwa 340 bis 400 MPa |
| Weiche Anlasshärte | ca. 45 bis 55 HB |
Verglichen mit zähem Pechkupfer muss bei C12200 etwa fünfzehn Prozent der elektrischen Leitfähigkeit gegen Wasserstoffversprödung, etwas höhere Festigkeit und bessere Bearbeitbarkeit eingetauscht werden. - Ein Kompromiss, der sich normalerweise bei Stangenmaterial lohnt, das bearbeitet, gebogen und gelötet wird, anstatt als langer Leiter verwendet zu werden.
Verarbeitungstechnik vom Knüppel bis zur Stange
Schmelzen und Gießen:Kathodenkupfer wird geschmolzen und Phosphor als Vorlegierung oder Phosphorkupfer hinzugefügt, wonach die Schmelze zu Drahtbarren oder Stranggussbarren gegossen wird.
Warmbearbeitung:Durch Extrusion oder kontinuierliches Gießen und Walzen wird die Gussstruktur aufgebrochen, Porositäten geschlossen und die Stangen- oder Stangengeometrie erzeugt.
Kaltziehen und Walzen:Durch aufeinanderfolgende Durchgänge wird der Querschnitt verringert und die erforderliche Härte aufgebaut, mit Zwischenglühen zur Wiederherstellung der Duktilität.
Glühen:Die Rekristallisation erfolgt zwischen etwa 400 und 650 Grad unter Schutzatmosphäre, um die Oberfläche glänzend zu halten.
Richten und Finishen:Der Stab wird gerichtet, auf Länge geschnitten, angefast und schließlich auf Abmessungen, Geradheit und Härte geprüft.
Bearbeitung:Verwenden Sie scharfe Werkzeuge mit positivem Spanwinkel, hoher Schnittgeschwindigkeit und guter Schmierung. Kupfer leitet Wärme in das Werkzeug, daher ist der Kühlmittelfluss wichtiger als die Schnitttiefe.
Schweißen und Löten:C12200 kann frei gelötet und gelötet sowie problemlos widerstandsgeschweißt werden; Da es kein Kupferoxid enthält, kann es auch in reduzierenden Atmosphären geglüht werden.
Anwendungen von C12200 Bar
Elektrische Schalter- und Kontaktteile, Steckerstifte, Klemmen und Erdungsbolzen.
Sammelschienenverbindungen, Transformatorklemmen und stromführende Hardware, bei denen durch den Lötprozess eine Desoxidation erforderlich ist.
Mechanische Teile wie Wellen, Buchsen, Zahnräder, Ventilschäfte und Lagerkäfige, die Festigkeit mit guter Wärmeleitfähigkeit benötigen.
Armaturen für Automobilkühler und Wasserleitungen, Kraftstoffsystemkomponenten und Wärmetauscherkrümmer.
Elektrische Armaturen für den Schiffbau und die Schifffahrt, bei denen Beständigkeit gegen feuchte und salzhaltige Luft erforderlich ist.
Wärmeübertragungs- und Sanitärkomponenten, hergestellt durch maschinelle Bearbeitung, Schmieden oder Löten.
Inspektionspunkte, die Feldausfälle verhindern
Überprüfen Sie den Phosphorgehalt anhand der zertifizierten Wärmeanalyse, da er sowohl die Leitfähigkeit als auch die Resistenz gegen Wasserstoffkrankheiten kontrolliert. Bestätigen Sie die Leitfähigkeit durch Messung des spezifischen Widerstands oder anhand der für das Produkt geltenden Standardkriterien für die halbe Härte, überprüfen Sie die Härte anhand des Zugtests und der Härte und messen Sie Geradheit, Durchmesser und Länge anhand der Bestellung. Bestätigen Sie bei gelöteten Baugruppen den Fluss des Fugenfüllers durch Anschneiden einer Probe. In Bestellungen sollten die Norm, der Härtegrad und die Leitfähigkeitsanforderung zusammen angegeben werden, da die Angabe nur der Sorte die kommerziell wichtigste Variable offen lässt.
FAQ
F: Warum enthält der Kupferbarren C12200 Phosphor?
Als Desoxidationsmittel wird Phosphor zugesetzt. Es entfernt Sauerstoff aus der Schmelze, sodass das Metall keine Wasserstoffkrankheit entwickeln kann, und erhöht leicht die Festigkeit auf Kosten einer gewissen Leitfähigkeit.
F: Wie hoch ist die Leitfähigkeit von C12200 bar?
Etwa 85 % IACS, bestimmt durch den Restphosphorgehalt im angegebenen Bereich von 0,015 % bis 0,040 %.
F: Kann C12200 in einer Wasserstoffatmosphäre geglüht werden?
Ja. Da es kein Kupferoxid enthält, kann es in reduzierenden Atmosphären ohne Wasserstoffversprödung geglüht und gelötet werden, was bei gewöhnlichem zähem Pechkupfer nicht der Fall ist.
F: Wie wird die C12200-Stange bearbeitet?
Verwenden Sie scharfe Werkzeuge mit positiven Spanwinkeln, großzügiger Schnittgeschwindigkeit, fester Halterung und kontinuierlicher Schmierung. Kupfer ist gummiartig und leitet die Wärme von der Kante weg, sodass die Schärfe des Werkzeugs das Finish dominiert.
F: Welche Normbezeichnungen sind gleichwertig?
UNS C12200, die europäische Cu-DHP-Bezeichnung und die Sorte GB/T 5231 TP2 beschreiben die gleiche phosphor-desoxidierte Kupferfamilie mit hoher-Leitfähigkeit.
F: Was ist der Unterschied zwischen C12200 und C11000 bar?
C11000 ist ein zähes Pechkupfer, das für 100 % IACS ausgelegt ist, aber empfindlich gegenüber Wasserstoffversprödung ist; C12200 ist desoxidiert, hat einen IACS-Wert von etwa 85 % und ist in reduzierenden Atmosphären sicher.
