Messing C174
Einführung in C174 (Berylliumkupfer)
C174, auch als Berylliumkupfer bekannt, ist eine Legierung, die überwiegend aus Kupfer mit einem geringen Anteil Beryllium besteht. Sie ist für ihre außergewöhnliche Festigkeit, hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit sowie sehr gute Verschleißbeständigkeit bekannt und eignet sich damit ideal für anspruchsvolle Anwendungen. Im Vergleich zu anderen Kupferlegierungen zeichnet sich C174 durch seine überlegenen mechanischen Eigenschaften aus – insbesondere durch hohe Zugfestigkeit und Härte, die durch den Berylliumzusatz weiter gesteigert werden. Dadurch ist es eine bevorzugte Werkstoffwahl für die Präzisionsbearbeitung in Hochleistungsbranchen.
C174 wird häufig für CNC-bearbeitete Teile wie elektrische Kontakte, Steckverbinder und Federn eingesetzt. Seine hohe Leitfähigkeit und Dauerfestigkeit machen es ideal für Elektronik, Luft- und Raumfahrt sowie Telekommunikation, wo mechanische Festigkeit und elektrische Effizienz entscheidend sind.
Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von C174
Chemische Zusammensetzung (typisch)
Element | Zusammensetzungsbereich (Gew.-%) | Wesentliche Funktion |
|---|---|---|
Kupfer (Cu) | 96.0–98.5% | Sorgt für Festigkeit, Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit |
Beryllium (Be) | 0.2–2.0% | Erhöht Festigkeit, Härte und Verschleißbeständigkeit |
Eisen (Fe) | ≤0.2% | Restbestandteil, geringer Einfluss auf die Eigenschaften |
Nickel (Ni) | ≤0.5% | Verbessert Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften |
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm/Bedingung |
|---|---|---|
Dichte | 8.3 g/cm³ | ASTM B311 |
Schmelzpunkt | 900–940°C | ASTM E29 |
Wärmeleitfähigkeit | 120 W/m·K bei 20°C | ASTM E1952 |
Elektrische Leitfähigkeit | 35% IACS bei 20°C | ASTM B193 |
Ausdehnungskoeffizient | 17 µm/m·°C | ASTM E228 |
Spezifische Wärmekapazität | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastizitätsmodul | 135 GPa | ASTM E111 |
Mechanische Eigenschaften (weichgeglüht)
Eigenschaft | Wert (typisch) | Prüfnorm |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 1100–1300 MPa | ASTM E8/E8M |
Streckgrenze (0.2%) | 900–1100 MPa | ASTM E8/E8M |
Bruchdehnung | 4–10% | ASTM E8/E8M |
Härte | 175–230 HB | ASTM E10 |
Dauerfestigkeit | ~500 MPa | ASTM E466 |
Schlagzähigkeit | Mäßig | ASTM E23 |
Wesentliche Merkmale von C174
Außergewöhnliche Festigkeit
C174 gehört aufgrund des Berylliumzusatzes zu den festesten Kupferlegierungen und ist dadurch sehr widerstandsfähig gegen Verschleiß und plastische Verformung. Es ist ideal für hochbelastete Anwendungen.
Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit
Trotz seiner hohen Festigkeit behält C174 eine sehr gute elektrische und thermische Leitfähigkeit bei und eignet sich daher für elektrische Komponenten sowie Anwendungen im Wärmeübergang.
Korrosionsbeständigkeit
C174 bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen, und ist damit ein zuverlässiger Werkstoff für industrielle und hochtemperaturbelastete Anwendungen.
Gute Zerspanbarkeit
C174 lässt sich gut zerspanen und zeigt eine starke Leistung in Hochgeschwindigkeits-CNC-Prozessen – dank des ausgewogenen Verhältnisses von Festigkeit und Duktilität.
Verschleißbeständigkeit
Der Berylliumzusatz erhöht die Verschleißbeständigkeit von C174 deutlich und macht es ideal für Bauteile mit Reib- und Verschleißbeanspruchung, z. B. elektrische Kontakte und Federn.
Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von C174
Bearbeitungsherausforderungen
Spanbildung C174 kann bei der Bearbeitung lange Späne erzeugen, die den Prozess stören können.
Lösung: Spanbrecher einsetzen, Vorschübe anpassen und Luft oder Kühlschmierstoff zur effizienten Spanabfuhr nutzen.
Werkzeugverschleiß C174 ist eine hochfeste Legierung; bei der Bearbeitung kann es insbesondere bei hohen Schnittgeschwindigkeiten zu erhöhtem Werkzeugverschleiß kommen.
Lösung: Hartmetall- oder Keramikwerkzeuge verwenden, da diese eine hohe Verschleißbeständigkeit bieten und für hochfeste Werkstoffe geeignet sind.
Oberflächenqualität Eine sehr glatte Oberfläche kann aufgrund der Härte und möglicher Gratbildung anspruchsvoll sein.
Lösung: Hochgeschwindigkeitsbearbeitung mit scharfen Werkzeugen und geeigneter Schmierung anwenden, um glatte Oberflächen zu erzielen.
Kaltverfestigung C174 kann kaltverfestigen, wenn Schnittgeschwindigkeiten oder Anpressdrücke zu hoch sind.
Lösung: Moderate Schnittgeschwindigkeiten wählen, scharfe Werkzeuge einsetzen und ausreichend Kühlschmierstoff zuführen, um Kaltverfestigung zu vermeiden.
Optimierte Bearbeitungsstrategien
Parameter | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
Werkzeugmaterial | Hartmetall- oder Keramikwerkzeuge | Bieten hohe Verschleißbeständigkeit und bessere Schneidleistung. |
Geometrie | Positiver Spanwinkel, scharfe Kanten | Verbessert Spanfluss und Oberflächenqualität. |
Schnittgeschwindigkeit | 100–200 m/min | Reduziert Wärmestau und verhindert Materialverformung. |
Vorschub | 0.05–0.15 mm/U | Sorgt für ruhigen Schnitt und reduziert Gratbildung. |
Kühlschmierstoff | Flutkühlung oder Luftstrahl | Senkt Wärmeeintrag und verbessert die Oberflächenqualität. |
Schnittparameter für C174 (ISO-513-Konformität)
Operation | Geschwindigkeit (m/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Kühlmitteldruck (bar) |
|---|---|---|---|---|
Schruppen | 100–150 | 0.15–0.20 | 2.0–3.0 | 25–35 |
Schlichten | 150–200 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 |
Typische Bearbeitungsverfahren für C174
Bearbeitungsverfahren | Funktion und Nutzen für C174 |
|---|---|
Ideal für hochpräzise, schnelle Bearbeitung von Komponenten wie elektrischen Kontakten und Federn – insbesondere in Elektronik und Luftfahrt. | |
Geeignet für präzise Formen, Schlitze und Nuten in Bauteilen wie Steckverbindern und Buchsen – z. B. in Automotive und Telekommunikation. | |
Für zylindrische Teile wie Steckverbinder, Buchsen und Zahnräder in Automobil- und Luftfahrtsystemen. | |
Ideal für präzise Bohrungen in Bauteilen wie elektrischen Klemmen und mechanischen Komponenten – besonders in Luftfahrt und Elektronik. | |
Ermöglicht präzise Innenbearbeitung für Teile wie Buchsen und Lager – in Industrie- und Automobilanwendungen. | |
Erzielt sehr glatte Oberflächen für verschleißbeanspruchte Teile wie Kontakte und Federn – in industriellen Anwendungen. | |
Ideal für komplexe, mehrmerkmalige Teile in Luftfahrt und Elektronik, wo höchste Präzision erforderlich ist. | |
Ermöglicht extrem enge Toleranzen für Hochleistungsbauteile – häufig in Luftfahrt und Medizintechnik erforderlich. | |
Für filigrane Details und komplexe Geometrien in Bauteilen wie Steckverbindern und Schaltern – üblich in Elektronik und Luftfahrt. |
Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus C174
Galvanisieren: Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und erzeugt ein glänzendes Finish für elektrische Kontakte und andere Komponenten.
Polieren: Erzeugt ein Hochglanz-Finish und verbessert Optik sowie Funktion dekorativer Teile.
Bürsten: Erzeugt satinierte oder matte Oberflächen für Teile mit häufiger Handhabung oder Umwelteinfluss.
PVD-Beschichtung: Erhöht die Verschleißbeständigkeit und verlängert die Lebensdauer des Bauteils.
Passivierung: Verbessert die Korrosionsbeständigkeit, insbesondere bei Kontakt mit Chemikalien.
Pulverbeschichtung: Bietet eine dicke Schutzschicht – ideal bei UV- und harschen Umgebungsbedingungen.
Teflon-Beschichtung: Verleiht Antihaft- und chemikalienbeständige Eigenschaften für anspruchsvolle mechanische Anwendungen.
Chrombeschichtung: Liefert eine glänzende, langlebige Oberfläche, die Korrosion widersteht und die Optik aufwertet.
Industrieanwendungen von C174
Luft- und Raumfahrtindustrie: Für elektrische Kontakte, Steckverbinder und Bauteile, die hohen Belastungen standhalten müssen.
Elektrik & Energie: Ideal für Steckverbinder, Klemmen und Komponenten, die hohe Leitfähigkeit und Dauerfestigkeit erfordern.
Automobilindustrie: Häufig eingesetzt für präzise Zahnräder, Befestigungselemente und Steckverbinder in Fahrzeugsystemen.
Medizintechnik: Für präzise Komponenten von Medizinprodukten und Geräten mit hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Leistung.
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