Tre classi, tre lavori diversi
Le tre designazioni vengono spesso citate insieme perché vengono tutte fornite sotto forma di piastra e lamiera, ma risolvono diversi problemi ingegneristici. C11000 e C10200 sono rame ad alta-conduttività che differiscono principalmente per il contenuto di ossigeno; C17200 è una lega di rame-berillio indurente per precipitazione che scambia conduttività con resistenza e durezza molto elevate.
La selezione inizia quindi con una domanda: la parte necessita della massima conduttività o della massima resistenza? Tutto il resto, compreso il comportamento alla corrosione, la formabilità e i costi, deriva da questa risposta.
Confronto della composizione
| Elemento | C11000 | C10200 | C17200 |
|---|---|---|---|
| Rame | Minimo 99,90% compreso l'argento | Minimo 99,95% compreso l'argento | Bilancia |
| Ossigeno | 0,040% massimo (0,02-0,04% tipico) | 0,001% massimo | Non applicabile |
| Berillio | - | - | 1.80-2.00% |
| Nichel più cobalto | - | - | 0,20% minimo |
| Altre impurità | 0,05% massimo totale | 0,05% massimo totale | Secondo i limiti ASTM B194 |
| Norma principale | ASTM B152, B124, B187 | ASTM B152, B124, B188 | ASTM B194, B196 |
C11000 è rame elettrolitico tenace e C10200 è rame privo di ossigeno-; entrambi sono descritti nella norma ASTM B152 per i prodotti laminati piatti, con C11000 inoltre coperto dalla norma ASTM B187 per le sbarre collettrici. C17200 è coperto da ASTM B194 per lamiere, fogli, nastri e barre laminate e porta la designazione europea CuBe2. C11000 e C10200 compaiono anche a livello internazionale rispettivamente come CW004A e CW008A secondo la norma EN 1412 e come C1100 e C1020 nel sistema giapponese.
Confronto delle proprietà
| Proprietà | C11000 | C10200 | C17200 |
|---|---|---|---|
| Conduttività elettrica | Minimo IACS al 100%. | Minimo IACS al 100%. | circa il 22% IACS nel carattere invecchiato |
| Conduttività termica | circa 390 W/(m·K) | circa 390 W/(m·K) | sostanzialmente inferiore a quello del rame puro |
| Resistenza alla trazione, morbido | circa 210-250 MPa | circa 200-250MPa | soluzione ricotta di circa 400-580 MPa |
| Resistenza alla trazione, duro/invecchiato | fino a circa 400 MPa | fino a circa 400 MPa | circa 1140-1380 MPa di picco invecchiato |
| Durezza, invecchiato o duro | circa 90-110 HV | circa 90-110 HV | circa 36-42 HRC |
| Densità | 8,94 g/cm³ | 8,94 g/cm³ | circa 8,25 g/cm³ |
| Risposta al trattamento termico | Nessuno | Nessuno | Induribile con l'età |
Condizioni di Fornitura di Lastre e Lamiere
Il rame laminato piatto è normalmente definito in modo tale che la lamiera si estenda fino a circa 4,8 mm di spessore e la lamiera inizi al di sopra di tale cifra. Le larghezze standard comunemente vanno fino a 1220 mm e oltre, con lunghezze da circa 900 mm fino a 3600 mm e superiori su richiesta. Le finiture superficiali includono finitura di lavorazione, ricottura lucida, lucidatura, spazzolatura e pre-verniciata per lavori architettonici.
La selezione dello stato d'animo varia in base al grado. C11000 e C10200 sono ordinati nelle condizioni morbide O60/O61 per la formatura e nelle condizioni H02 o H04 dove la parte finita necessita di rigidità. C17200 viene ordinato nella condizione ricotta quando la parte deve essere formata prima dell'indurimento e nella condizione lavorata a freddo e invecchiata quando la resistenza deve essere presente come consegnata. L'indurimento per invecchiamento viene effettuato a circa 315-345 C per due o tre ore, il che sviluppa la resistenza ripristinando parte della conduttività.
Candidature e guida alla selezione
Le piastre e le lamiere C11000 vengono utilizzate per sbarre collettrici, componenti di quadri, coperture e pannelli architettonici e fabbricazione elettrica generale. C10200 viene selezionato ogni volta che il servizio prevede il vuoto, atmosfere contenenti idrogeno-o brasatura ad alta-integrità, come nel caso di componenti di dispositivi per vuoto, parti di scambiatori di calore e hardware elettrico ad elevata purezza. C17200 viene scelto per contatti a molla, diaframmi, parti di strumenti di precisione, inserti di stampi e altri componenti che richiedono elevata robustezza, durezza e resistenza alla fatica in un materiale a base di rame-.
Una pratica sequenza di selezione consiste nel definire prima il requisito di conducibilità, poi il requisito di resistenza, quindi il percorso di fabbricazione. Se è essenziale una conduttività superiore a circa l'80% IACS, solo i rame puri sono vitali e la resistenza deve essere ottenuta attraverso la tempra e la geometria. Se prevale l'elevata resistenza ed è accettabile una conduttività moderata, il grado di indurimento per precipitazione- è la scelta appropriata.
Domande frequenti
D: Qual è la differenza principale tra C11000 e C10200?
Contenuto di ossigeno. C11000 è rame tenace con una percentuale di ossigeno fino allo 0,040%, mentre C10200 è privo di ossigeno-allo 0,001% massimo, il che lo rende adatto per il servizio sotto vuoto e in atmosfera riducente-.
D: Perché C17200 è molto più potente?
Contiene 1,80-2,00% di berillio più nichel e cobalto, che formano precipitati fini durante l'indurimento per invecchiamento e bloccano il movimento delle dislocazioni, aumentando la resistenza a scapito della conduttività.
D: Quale grado dovrebbe essere utilizzato per le sbarre elettriche?
C11000 è la scelta convenzionale per le sbarre collettrici perché combina piena conduttività con formabilità adeguata e costi inferiori rispetto al grado privo di ossigeno-.
D: C17200 è fornito pronto per l'uso?
Può essere fornito già indurito, oppure allo stato solubilizzato per formatura prima del trattamento di invecchiamento.
D: Quanto è spesso il foglio che diventa lastra?
La linea di demarcazione abituale è di circa 4,8 mm, al di sopra della quale il prodotto viene descritto come piastra.
D: Questi gradi possono essere saldati?
I rame puri si saldano e brasano facilmente e possono essere saldati a resistenza; la lega contenente berillio-richiede procedure controllate a causa del contenuto di berillio nei fumi e nella polvere.
