C10500 KupferlegierungZusammensetzung, Eigenschaften und Verwendung

Die chemische Zusammensetzung der Legierung C105 besteht aus 99 % Kupfer, kombiniert mit 0.9-1.4 % Nickel und 0.05-0.35 % Eisen. Diese Elemente verleihen der Legierung verschiedene wünschenswerte Eigenschaften, darunter gute Formbarkeit, Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, ausgezeichnete Schweißbarkeit und Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion.

Die mechanischen Eigenschaften der Güteklasse C105 umfassen eine Zugfestigkeit (Rm) von 400-550 MPa (58-81 ksi), eine Streckgrenze (Rp0,2) von 60 MPa (9 ksi) oder mehr, je nach der vom Hersteller gewählten Formel. Die Härte (HB) liegt typischerweise zwischen 50-80 HBW, die Dehnung (A50) beträgt typischerweise 28 %, während die Scherfestigkeit bei etwa 150 MPa (22 ksi) liegt.

Zu den physikalischen Eigenschaften der Kupfer-C105-Legierung gehören eine Dichte von 8,89 g/cm3, ein Schmelzpunkt von 1040 Grad, ein Wärmeausdehnungskoeffizient von 9×10−6/K, ein elektrischer Widerstand bei 20 Grad von 0,55×10−6 Ω·m, eine spezifische Wärmekapazität bei 20 Grad von 386 J/(kg·K), ein Elastizitätsmodul von 183 GPa und eine Wärmeleitfähigkeit von 140 W/(m·K).

Aufgrund seiner beeindruckenden Kombination mechanischer Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit und gute Formbarkeit sowie seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit bei erhöhten Temperaturen kann Kupfer C105 für eine Vielzahl von Anwendungen in unterschiedlichen Branchen eingesetzt werden, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrttechnik, in Kraftwerken oder in der Unterhaltungselektronik, um nur einige Beispiele zu nennen.

Kupfer C105 weist im Vergleich zu anderen Werkstoffen eine ausgezeichnete atmosphärische Korrosionsbeständigkeit auf. Grund dafür ist sein hoher Nickelgehalt. Dadurch widersteht es der Oxidation in der Luft bei höheren Temperaturen, als andere Legierungen unter ähnlichen Bedingungen ohne zusätzliche Beschichtung oder Schutz der Oberfläche, wie z. B. Farbe oder Plattierung usw., standhalten könnten.

Für die Wärmebehandlung ist Kupfer C105 nicht zu empfehlen, da es durch diesen Prozess weder gehärtet noch verstärkt werden kann. Grund dafür ist seine bereits relativ hohe Härte. Der Grund dafür ist seine chemische Zusammensetzung, die hauptsächlich aus Kupfer und kleinen Mengen Eisen und Nickel besteht. Diese Stoffe sind auch ohne Wärmebehandlung für ihre Härte bekannt und steigern diese noch weiter.

Beim Bearbeiten von Kupfer C105 sollte die Schnittgeschwindigkeit niedrig gehalten werden, da diese Legierung keine freischneidenden Elemente enthält, die die Durchlaufzeiten bei Bearbeitungsprozessen wie Drehen, Bohren usw. verlängern würden. Beim Bearbeiten dieses Materials sollte außerdem ein Schmiermittel verwendet werden, um die bei höheren Geschwindigkeiten entstehende Reibung zu verringern, die zu vorzeitigem Ausfall bestimmter Komponenten führen könnte, insbesondere wenn sie aus dünneren Blechen statt aus dickeren Blöcken usw. bearbeitet werden.

Schweißen ist bei Kupfer C105 möglich, allerdings nur mit speziellen Techniken wie WIG-Schweißen, bei dem Inertgase verwendet werden, um das geschmolzene Metall während der Schweißbadbildung vor Oxidation zu schützen. Diese Techniken erfordern ein höheres Maß an Können, erzielen aber auch bessere Ergebnisse als traditionellere Methoden wie MIG-Schweißen, das bei unsachgemäßer Ausführung aufgrund von Sauerstoffverunreinigungen usw. zu Porositätsproblemen führen kann.