Hva C14500 Tellurium Copper er
C14500 er en kobberlegering med høy-konduktivitet der en liten, bevisst tilsetning av tellur brukes til å løse et spesifikt produksjonsproblem. Rent kobber leder varme og elektrisitet utmerket, men maskinerer dårlig: det danner lange, trevlete spon som river den maskinerte overflaten, floker seg rundt verktøyet og tvinger skruemaskiner til å gå sakte. Tellur danner en sprø kobbertelluridfase inne i metallet som bryter brikken under skjæring, slik at legeringen kan maskineres med høy hastighet mens den fortsatt holder en ledningsevne nær den til ulegert kobber.
I UNS-systemet er materialet betegnet som C14500, og det er også kjent under den eldre beskrivelsen av tellur- som bærer tøff kobber. Den europeiske betegnelsen er CuTeP med materialnummeret CW118C, og den er standardisert i smide kobberproduktstandarder for stang, stang og wire samt i C14500 gratis-skjærestangspesifikasjonene.
Komposisjonen er bevisst mager. Tellur er tilstede i omtrent 0,40–0,70 vektprosent, balansert med en fosfortilsetning på omtrent 0,004–0,012 %, mens resten er kobber med høy renhet. Tellurnivået holdes under punktet der det ville forringe ledningsevnen, fordi hele formålet med karakteren er å bytte ut en svært liten mengde elektrisk ytelse for en stor gevinst i bearbeidbarhet.
Klargjøringsruter
| Rute | Prosessegenskaper | Hvor det brukes |
|---|---|---|
| Elektrolytisk avsetning | Bygger legeringen lag for lag fra løsning, noe som gir høy dimensjonsnøyaktighet | Tynne filmer og belegg på komplekse former der stram toleranse betyr mer enn masseutgang |
| Smelting og støping (smelting) | Tellur tilsettes til kobbersmelten under kontrollerte forhold, og støpes deretter til ingots | Bulkproduksjon av blokker med høy-renhet for påfølgende valsing, ekstrudering og trekking |
| Pulvermetallurgi | Elementære eller ferdiglegerte pulvere blandes, komprimeres og sintres | Små komponenter og blandinger hvis sammensetning må justeres nøyaktig |
Tellur har lav løselighet i kobber og en sterk tendens til å oksidere, så smeltingspraksis er viktig: tilsetningen gjøres normalt sent i varmen, under en beskyttende atmosfære eller et passende deksel, og smelten holdes bare kort. Overoppheting eller lange bløtleggingstider gjør at telluridfasen gror til, noe som hjelper til med sponbrudd, men kan redusere duktiliteten i det ferdige produktet.
Fysiske, kjemiske og strukturelle egenskaper
| Eiendom | Typisk verdi eller oppførsel | Praktisk betydning |
|---|---|---|
| Tetthet | Omtrent 8,9 g/cm³ | Nærmer seg rent kobber, så komponentmassen er forutsigbar |
| Hardhet | Ca 110–140 HV avhengig av temperament | Maskiner er rene, men deformeres fortsatt uten å sprekke |
| Elektrisk ledningsevne | Minst 90 % IACS | Beholder hoveddelen av rent kobberytelse |
| Termisk ledningsevne | Omtrent 355 W/(m·K) | Avleder varme i motstands-sveising og kontaktdeler |
| Korrosjonsbestandighet | Bedre enn ulegert kobber i marine atmosfærer og sjøvann | Egnet for sprut-sone og marin elektrisk maskinvare |
| Duktilitet og formbarhet | Bra, med fin og jevn struktur | Tillater kaldtrekking, smiing, oppstuving og bøying |
| Bearbeidbarhet | Omtrent 90 % av gratis-skjærende messing på standard vurderingsskala | Korte spon, god overflatefinish, lang verktøylevetid |
| Fasestruktur | Kobbermatrise med dispergerte kobbertelluridpartikler | Forklarer brikken-brudd |
Elektrisk og termisk ytelse
Konduktivitet er egenskapen som skiller C14500 fra andre gratis-bearbeidende kobberlegeringer. Tilsetninger som svovel eller bly, som brukes i andre gratis-kobber, reduserer elektrisk ledningsevne kraftig fordi de løses opp i kobbergitteret og sprer elektroner. Tellur oppfører seg annerledes: dets løselighet i fast kobber er ekstremt lav, så det etterlater gitteret nesten uforstyrret og det meste av det sitter i de spredte telluridpartiklene. Resultatet er en legering som forblir over omtrent 90 % IACS samtidig som den leverer sponkontroll med en gratis-bearbeidingsgrad.
Termisk ledningsevne følger det samme mønsteret gjennom Wiedemann-Franz-forholdet mellom elektronisk og termisk transport, som er grunnen til at legeringen beholder en termisk ledningsevne i området 355 W/(m·K). Denne kombinasjonen av høy strøm-bærekapasitet, høy varmefjerning og ren maskinering er grunnen til at karakteren er spesifisert overalt hvor en ledende del også må produseres i store antall på automatiske maskiner.
Industrielle applikasjoner
Elektriske kontakter og terminaler:stifter, stikkontakter, kontaktorer og samleskinnelenker som dreies eller freses fra stanglager i høyt volum.
Motstandssveising:elektrodespisser, holdere, shunter og søm-sveisehjul, der høy strøm og rask varmefjerning skjer på samme punkt.
Koblingsutstyr og kommutatorer:kontaktstøtter, kommutatorsegmenter og-buebestandige komponenter som trenger ledningsevne med god sliteatferd.
Elektronikk og termisk styring:blyrammer, varmespredere, komponenter til vakuumanordninger og deler i mikrobølgerom.
Maskinert maskinvare:plasmaskjæredyser, loddespisser, ventilhus og presisjonsbeslag der fine gjenger og tette toleranser er spesifisert.
I hver av disse applikasjonene er legeringen valgt av samme grunn: designeren trenger ledningsevnen til kobber, men produksjonsveien er automatisert maskinering, så materialet må produsere en kontrollert chip og en god overflatefinish uten en sekundær operasjon.
Begrensninger og utviklingsprioriteringer
Tellur er et lite og relativt dyrt grunnstoff, og smelte- og støpingsruten krever strengere prosesskontroll enn vanlig kobber, så C14500 koster mer enn standard kobber med høy-ledningsevne. Dens varmebearbeidbarhet og sveisbarhet er også mer begrenset enn ulegert kobber, noe som begrenser bruken i sveisede sammenstillinger og betyr at sammenføyning vanligvis gjøres ved lodding eller mekanisk festing i stedet for ved smeltesveising. Publiserte egenskapsdata for karakteren er tynnere enn for vanlige messinger, og de praktiske prioriteringene for bredere bruk er derfor en reduksjon av råmateriale- og prosesseringskostnader, en optimalisering av støpe-, tegnings- og maskineringsparametere, og videreutvikling av sammenføyningsprosesser tilpasset tellur-førende kobber.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hvor mye tellur inneholder C14500?
Tilsetningen av tellur er normalt i området 0,40–0,70 vektprosent, med omtrent 0,004–0,012 % fosfor og kobber med høy-renhet som utgjør resten.
Spørsmål: Hvorfor forbedrer tilsetning av tellur bearbeidbarheten?
Tellur har svært lav fast løselighet i kobber, så det utfelles som sprø kobbertelluridpartikler som avbryter brikken og forhindrer den lange, trevlete sponen som er typisk for rent kobber.
Spørsmål: Reduserer tellur elektrisk ledningsevne?
Bare litt. Fordi nesten alt telluret sitter i den dispergerte telluridfasen i stedet for i fast løsning, oppfyller legeringen fortsatt et konduktivitetskrav på minst 90 % IACS.
Spørsmål: Hva er hovedapplikasjonene til C14500?
Elektriske koblinger, motstandssveiseelektrodespisser og holdere, kommutator- og koblingsutstyrskomponenter, blyrammer, varmespredere og presisjonsmaskinerte deler som plasmadyser og loddespisser.
Spørsmål: Kan C14500 sveises?
Fusjonssveising er vanskelig og unngås generelt, fordi telluridfasen og restfosfor påvirker sveisekvaliteten. Lodding, lodding og mekaniske skjøter er de vanlige skjøtemetodene.
Spørsmål: Hvordan er C14500 sammenlignet med andre gratis-skjærende kobber?
Svovel- og blytilsetninger gir lignende brikkekontroll, men reduserer ledningsevnen mye mer, så tellurkobber foretrekkes der høy-strømbærekapasitet må kombineres med høy-bearbeiding.
