Kupfer C101 (T2)

Einführung in Kupfer C101 (T2)

Kupfer C101, auch bekannt als T2-Kupfer oder Electrolytic Tough Pitch (ETP)-Kupfer, ist eine der reinsten kommerziell verfügbaren Kupferqualitäten mit einem Mindestkupfergehalt von 99,9%. Es bietet eine außergewöhnliche elektrische und thermische Leitfähigkeit, eine gute Duktilität sowie eine hervorragende Umformbarkeit – und ist damit die am weitesten verbreitete Kupfersorte für elektrische und elektronische Anwendungen.

Aufgrund seiner herausragenden Leitfähigkeit und der einfachen Verarbeitung wird Kupfer C101 häufig für Anwendungen im CNC-Bearbeitungsservice ausgewählt, insbesondere für CNC-bearbeitete Kupferteile wie elektrische Steckverbinder, Sammelschienen, Klemmenblöcke und Transformatorbauteile in den Branchen Energieerzeugung, Elektronik und Luft- und Raumfahrt.

Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Kupfer C101 (T2)

Chemische Zusammensetzung (typisch)

Physikalische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften (weichgeglühter Zustand)

Hinweis: Diese Werte sind repräsentativ für weichgeglühtes (weiches) C101-Kupfer bei Raumtemperatur. Die mechanische Festigkeit steigt durch Kaltverformung, die Bruchdehnung kann jedoch abnehmen.

Wesentliche Eigenschaften von Kupfer C101 (T2)

Außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit (≥101% IACS)

Gemäß ASTM B193 erreicht Kupfer C101 eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 101% nach dem International Annealed Copper Standard (IACS) und gehört damit zu den leitfähigsten Konstruktionswerkstoffen. Das ermöglicht eine effiziente Stromübertragung in hochfrequenten und hochbelasteten elektrischen Systemen.

Hervorragende Wärmeleitfähigkeit (391 W/m·K)

Nach ASTM E1952 besitzt die Legierung bei Raumtemperatur eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 391 W/m·K und ermöglicht eine effektive Wärmeabfuhr in Leistungselektronik, Transformatoren und Wärmetauscherbaugruppen.

Exzellente Duktilität (≥35% Bruchdehnung)

Mit typischen Bruchdehnungswerten von über 35% (ASTM E8/E8M) zeigt Kupfer C101 eine sehr gute Duktilität und lässt sich kalt umformen, biegen oder tiefziehen – auch zu komplexen Geometrien – ohne zu reißen.

Hohe Bearbeitbarkeit und Kaltumformbarkeit

C101 erreicht eine Kaltumformbarkeitsbewertung von 90–95% im Vergleich zu reinem Kupfer und eignet sich damit für Zerspanung, Stanzen und Umformprozesse sowohl im weichen als auch im halbharten Zustand. Auch bei dünnwandigen Ausführungen bleibt eine gute Maßstabilität erhalten.

Nichtmagnetisch und funkenfrei

Als vollständig nichteisenhaltiger, nichtmagnetischer und funkenfreier Werkstoff ist Kupfer C101 ideal für Anwendungen in MRT-Geräten, explosionsgeschützten Komponenten sowie Umgebungen, in denen magnetische Störungen minimiert werden müssen.

Stabiler geglühter Zustand (nicht wärmebehandelbar)

Diese Legierung ist nicht wärmebehandelbar und wird typischerweise im geglühten oder kaltverfestigten Zustand geliefert. Ihre Festigkeit (200–250 MPa Zugfestigkeit) entsteht durch mechanische Verformung – das sorgt für thermische Stabilität und erleichtert Nachbearbeitungsprozesse nach der Zerspanung.

Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Kupfer C101 (T2)

Bearbeitungsherausforderungen

• Schmieren/Ankleben des Materials: Die hohe Duktilität führt zu Spanadhäsion und Aufschmieren am Werkzeug.

• Werkzeugverschleiß: Die hohe Wärmeleitfähigkeit erhöht den Wärmeeintrag ins Werkzeug und beschleunigt den Verschleiß.

• Schlechte Spanbildung: Es entstehen lange, fadenförmige Späne, die sich an Werkzeugen und Spannmitteln verfangen.

• Oberflächenbeschädigung: Neigt während und nach der Bearbeitung zu Kratzern.

Optimierte Bearbeitungsstrategien

Werkzeugauswahl

Schnittparameter für Kupfer C101 (ISO 513-konform)

Typische Bearbeitungsservices für Kupfer C101 (T2)

Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Kupfer C101

• Galvanisieren: Umfasst typischerweise Zinn (3–5 µm), Silber (2–10 µm) oder Nickel (5–25 µm). Verbessert die Korrosionsbeständigkeit, erhöht die Lötbarkeit und erhält die elektrische Leistung für Steckverbinder und Klemmen.

• Polieren: Mechanisches oder elektrolytisches Polieren zur Erreichung einer Oberflächenrauheit von Ra 0,2–0,8 µm. Verbessert Optik, Kontaktqualität und hygienische Eigenschaften in medizinischen oder lebensmitteltauglichen Umgebungen.

• Bürsten: Erzeugt satinierte oder matte Texturen in kontrollierter Schliffrichtung. Wird häufig genutzt, um Reflexionen zu reduzieren und die optische Anmutung von Architektur- oder Konsumprodukten zu verbessern.

• PVD-Beschichtung: Bringt harte Schichten (2–5 µm) wie TiN oder CrN auf, erhöht die Oberflächenhärte (bis zu 2000 HV) und die Verschleißfestigkeit, ohne feine Toleranzen zu beeinträchtigen.

• Passivieren: Entfernt Oxide und Verunreinigungen von der Oberfläche, um Teile für weitere Behandlungen vorzubereiten. Verbessert die Haftung von Beschichtungen und die langfristige Oberflächenstabilität.

• Pulverbeschichtung: Liefert eine dicke Polymerschicht (60–100 µm) und erhöht die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Abrieb und UV-Abbau. Ideal für Gehäuse, Schaltschränke und Außenkomponenten.

• Teflon-Beschichtung: Fügt Antihaft-Eigenschaften und chemische Beständigkeit hinzu; PTFE-Schichten liegen typischerweise bei 10–50 µm. Häufig in Durchflusssystemen und Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik.

• Chrombeschichtung: Funktionelles Chrom (10–100 µm) erhöht die Oberflächenhärte (700–1000 HV) und die Verschleißfestigkeit und verleiht eine spiegelähnliche Oberfläche. Eingesetzt bei elektrischen Kontakten und gleitenden Baugruppen.

Industrieanwendungen von Kupfer C101 (T2)

• Elektrik & Energieverteilung: Sammelschienen, Kabelschuhe, elektrische Kontakte, Transformatorbauteile.

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: EMI-Abschirmung, hochfrequente Signalpfade, Wärmemanagementplatten.

• Medizintechnik: Bildgebungssysteme, Erdungssysteme, nichtmagnetische Instrumente.

• Automobil: Batterieklemmen, Sicherungskästen, Hochstrom-Verkabelungssysteme.

• Unterhaltungselektronik: Lautsprecherklemmen, Antennenkomponenten, PCB-Erdungsplatten.