Qu'est-ce que le cuivre C10100
Le C10100 est du cuivre électrolytique sans oxygène-, généralement abrégé OFE. Il est produit par affinage électrolytique suivi d'une fusion et d'un moulage sous atmosphère protectrice ou sous vide afin d'éviter la capture d'oxygène -, et il est fini sans les désoxydants résiduels qui sont utilisés dans le cuivre dur ordinaire -. Le résultat est un cuivre dont la teneur en cuivre est d'au moins 99,99 pour cent et dont la teneur en oxygène ne dépasse pas 0,0005 pour cent, soit environ 5 parties par million.
Ce très faible niveau d’oxygène est tout l’intérêt de ce grade. Les cuivres oxygénés-tels que le C11000 contiennent une dispersion de particules d'oxyde cuivreux. Dans une atmosphère contenant de l'hydrogène-à température élevée, l'hydrogène réduit cet oxyde, génère de la vapeur aux joints de grains et fragilise le métal. Le C10100 ne contient pas d'oxygène avec lequel réagir, il est donc immunisé contre ce mécanisme de fragilisation par l'hydrogène et il ne dégage pas de vapeur d'eau lorsqu'il est utilisé dans une enveloppe sous vide poussé.
La nuance se caractérise également par une conductivité électrique et thermique très élevée, normalement indiquée comme un minimum de 101 pour cent de la norme internationale du cuivre recuit à l'état recuit, ainsi que par une excellente ductilité, formabilité et comportement au brasage.
Les normes ASTM qui couvrent les produits C10100
Il n’existe pas de spécification unique pour le C10100. La norme applicable dépend de la forme du produit acheté et le tableau ci-dessous présente les principaux documents.
| Norme ASTM | Forme du produit | Portée pour C10100 |
|---|---|---|
| ASTM B170 | Formes de raffinerie | Formes d'affinage de cuivre électrolytique sans oxygène-, y compris barres métalliques et lingots pour un traitement ultérieur. |
| ASTM F68 | Formes forgées pour appareils électroniques | Cuivre-sans oxygène sous formes corroyées destiné aux tubes électroniques, aux appareils à vide et aux applications similaires, avec des exigences de propreté et de teneur en gaz-. |
| ASTMB152/B152M | Tôle, bande, plaque, barre laminée | Exigences générales, états, dimensions et propriétés mécaniques pour les produits C10100 laminés plats. |
| ASTMB187/B187M | Barre omnibus, tige et formes | Barres omnibus, tiges, barres et formes-à usage général en cuivre, y compris les exigences de conductivité électrique. |
| ASTM B49 | Tige à usage électrique | Tige de cuivre destinée à être tirée dans des fils pour conducteurs électriques. |
| ASTM B75/B75M | Tube de cuivre sans soudure | Tube sans soudure dans les cuivres non alliés répertoriés dans la norme, C10100 inclus, où la forme du tube est requise. |
Les équivalents européens et internationaux suivent la même logique selon la norme EN 13601 pour les tiges, barres et fils et la norme EN 13602 pour le fil tréfilé, tandis que la norme GB/T 5231 couvre les désignations chinoises analogues. Quelle que soit la voie choisie, les limites de pureté, la trempe, la conductivité ou les propriétés mécaniques doivent être indiquées sur le bon de commande.
Exigences de composition et de propriété
ASTM B170 et les spécifications des laminés plats-fixent la chimie du C10100 à 99,99 % de cuivre au minimum, l'argent étant compté comme du cuivre et l'oxygène à 0,0005 % au maximum. Parce que la qualité est définie par son absence d'oxygène et de désoxydants résiduels, les éléments d'impuretés sont maintenus à des limites individuelles très basses plutôt que de pouvoir s'accumuler.
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Teneur en cuivre, y compris en argent | 99,99 pour cent minimum |
| Teneur en oxygène | 0,0005 pour cent maximum |
| Conductivité électrique, recuit | 101 pour cent minimum du SIGC |
| Résidus désoxydants | Aucun permis |
| Formes typiques | Plaque, feuille, bande, barre laminée, barre omnibus, tige, fil, tube, pièce forgéee |
Les valeurs mécaniques dépendent de la trempe-, de sorte que la résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'allongement spécifiques proviennent de la norme de produit applicable et de la désignation de la trempe plutôt que de la seule nuance.
Tempères et formes disponibles
Le C10100 est fourni dans une gamme d'états afin que les fabricants puissent équilibrer la formabilité et la résistance.
Recuit, désigné O60 ou doux : ductilité maximale, utilisé là où un formage, un estampage ou un pliage sévère est requis et où une conductivité la plus élevée est souhaitée.
Étiré dur, désigné H04 et états plus durs : résistance supérieure et allongement réduit pour les barres omnibus, les contacts et les conducteurs structurels.
Tel que fabriqué : propriétés telles que produites, utilisées lorsque les opérations suivantes domineront l'état final.
Étant donné que l'alliage ne contient pas de désoxydants, les bords et les surfaces du broyeur sont normalement protégés pendant le traitement pour éviter toute contamination. Les exigences de propreté sont plus strictes pour les formes de dispositifs électroniques - couvertes par l'ASTM F68 que pour les barres omnibus générales.
Applications du C10100
La combinaison d'une pureté extrême, d'une conductivité élevée et de l'absence d'oxygène détermine la liste des applications. Dans le secteur de l'électricité et de l'énergie, il apparaît sous forme de barres omnibus, de segments de collecteur, de guides d'ondes et de conducteurs à haute -conductivité. Dans la technologie du vide et des électrons, il est utilisé pour les joints sous vide, les composants klystron et magnétron, les pièces de tubes à rayons X, les conducteurs de câbles coaxiaux et le matériel de support de transistors et de semi-conducteurs, précisément parce qu'il ne libère pas de vapeur d'eau dans l'espace sous vide.
D'autres utilisations incluent les enroulements magnétiques pour les équipements cryogéniques et à champ élevé, les bobines de chauffage par induction, les composants de torches à plasma, les cavités d'accélérateur où la résistance de surface doit rester faible, et les composants acoustiques ou audio où l'absence d'inclusions d'oxyde maintient les chemins électriques et thermiques uniformes. Le matériel de l’aérospatiale et de la défense repose sur une qualité pour laquelle le risque de fragilisation par l’oxygène ou de dégazage ne peut être toléré.
Conseils pour le soudage, le brasage et la fabrication
Le C10100 se soude et brase facilement, mais le plan de fabrication doit préserver la pureté même qui définit la nuance. Le soudage au gaz inerte au tungstène, le soudage par faisceau d'électrons et le soudage par résistance sont tous utilisés, et les joints sont généralement réalisés dans une atmosphère inerte ou réductrice qui ne réintroduit pas d'oxygène. Le brasage au four sous atmosphère protectrice est courant pour les assemblages, avec des métaux d'apport à base d'argent - choisis pour leur conductivité.
Lorsqu'un joint doit combiner le C10100 avec un autre matériau, il convient de prêter attention à la dilatation thermique différentielle et aux effets galvaniques dans l'environnement final. L'usinage est simple mais le matériau est gommeux, c'est pourquoi un outillage pointu, des angles de coupe généreux et un contrôle efficace des copeaux sont recommandés. La détente après un travail à froid intense est effectuée à une température inférieure à la plage de recristallisation afin que l'état soit conservé.
FAQ
Q : Quelles normes ASTM couvrent C10100 ?
Les principaux sont ASTM B170 pour les formes de raffinerie, ASTM F68 pour les formes corroyées pour dispositifs électroniques, ASTM B152 pour les feuilles, plaques, bandes et barres laminées, et ASTM B187 pour les barres omnibus, les tiges et les formes, avec ASTM B49 et ASTM B75 couvrant les formes de tiges et de tubes.
Q : Pourquoi le C10100 est-il utilisé dans les applications-de vide poussé et aérospatiales ?
Sa teneur en oxygène est limitée à 0,0005 pour cent, de sorte qu'il ne peut pas dégazer la vapeur d'eau ou d'autres oxydes dans un vide poussé, ce qui préserve l'intégrité de l'environnement sous vide. La même absence d’oxygène le rend insensible à la fragilisation par l’hydrogène.
Q : Le C10100 est-il résistant à la fragilisation par l’hydrogène ?
Oui. Contrairement aux cuivres contenant de l'oxygène-tels que le C11000, le C10100 ne contient pas d'oxygène avec lequel l'hydrogène pourrait réagir à température élevée, de sorte que le mécanisme de fragilisation de la poche de vapeur-ne peut pas se produire.
Q : Quelles trempes sont disponibles pour le C10100 ?
Les états courants sont le recuit O60 pour une ductilité et une conductivité maximales, le H04 étiré et les états similaires pour une résistance plus élevée, et l'état tel que -fabriqué où le traitement ultérieur contrôle les propriétés finales.
Q : Le C10100 peut-il être soudé et brasé ?
Oui. Il présente une excellente soudabilité et brasabilité. Les procédés typiques sont le soudage au gaz inerte au tungstène, le soudage par faisceau d'électrons et le brasage au four dans une atmosphère protectrice qui empêche la ré-oxydation.
Q : En quoi le C10100 diffère-t-il du C11000 ?
Le C11000 est du cuivre électrolytique à brai résistante avec une teneur en oxygène contrôlée et 99,90 % de cuivre minimum, tandis que le C10100 est sans oxygène-avec 99,99 % de cuivre minimum et aucune inclusion contenant de l'oxygène-.
