Kupfer C103 (T1)

Einführung in Kupfer C103 (T1)

Kupfer C103, auch bekannt als C10300, ist eine sauerstofffreie Kupferlegierung mit einem Reinheitsgrad von 99,9% und bietet eine verbesserte elektrische und thermische Leitfähigkeit. Es wird häufig als Oxygen-Free High Conductivity (OFHC)-Kupfer bezeichnet – vor allem aufgrund seines sehr niedrigen Sauerstoffgehalts, der es besonders geeignet für Hochleistungsanwendungen macht, bei denen Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit entscheidend sind.

Kupfer C103 wird in den Bereichen Energieverteilung, Elektronik und Telekommunikation in großem Umfang eingesetzt. Es findet breite Anwendung bei der Herstellung hochpräziser, hochleitfähiger Komponenten, darunter Steckverbinder, Drähte und Sammelschienen, bei denen Zuverlässigkeit und Performance entscheidend sind.

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Kupfer C103 häufig für Projekte im CNC-Bearbeitungsservice ausgewählt, insbesondere zur Fertigung von CNC-bearbeiteten Kupferteilen, die für elektrische und industrielle Anwendungen eine hohe Reinheit und überlegene Leitfähigkeit erfordern.

Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Kupfer C103 (T1)

Chemische Zusammensetzung (typisch)

Physikalische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften (weichgeglühter Zustand)

Hinweis: Diese Werte sind repräsentativ für weichgeglühtes (weiches) C103-Kupfer bei Raumtemperatur. Die mechanische Festigkeit steigt durch Kaltverformung, die Bruchdehnung kann jedoch abnehmen.

Wesentliche Eigenschaften von Kupfer C103 (T1)

Außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit (≥101% IACS)

Kupfer C103 ist bekannt für seine herausragende elektrische Leitfähigkeit und erreicht gemäß ASTM B193 mindestens 101% nach dem International Annealed Copper Standard (IACS). Damit gehört es zu den besten Optionen für Anwendungen, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit erfordern, z. B. Stromkabel, elektrische Steckverbinder und weitere Komponenten, bei denen eine effiziente Stromübertragung entscheidend ist. Mit einer Leitfähigkeit von ≥101% IACS bei 20°C gewährleistet Kupfer C103 minimale ohmsche Verluste und maximiert die Effizienz elektrischer Systeme.

Hervorragende Wärmeleitfähigkeit (398 W/m·K)

Nach ASTM E1952 weist Kupfer C103 bei 20°C eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 398 W/m·K auf und ist damit ein exzellenter Werkstoff für Wärmeaustauschanwendungen. Diese überlegene Wärmeleitfähigkeit sorgt dafür, dass Kupfer C103 Wärme in Komponenten der Energieverteilung, Transformatoren und anderen Anlagen mit hohem Bedarf an effizientem Wärmemanagement wirkungsvoll ableiten kann.

Exzellente Duktilität und gute Verarbeitbarkeit

Kupfer C103 besitzt eine sehr gute Duktilität, wobei die Bruchdehnung typischerweise über 35% liegt (ASTM E8/E8M). Diese hohe Duktilität ermöglicht es, Kupfer C103 leicht zu formen, zu ziehen oder zu biegen und dabei die strukturelle Integrität zu erhalten. Es lässt sich kalt in verschiedene Formen wie Draht, Sammelschienen und dünne Bleche umarbeiten und bietet damit eine hohe Vielseitigkeit in der Fertigung. Seine Umformbarkeit macht es ideal für hochpräzise CNC-Bearbeitung und ermöglicht die Herstellung komplexer Teile mit engen Toleranzen.

Nichtmagnetisch und korrosionsbeständig

Kupfer C103 ist von Natur aus nichtmagnetisch und damit ideal für Anwendungen, bei denen Magnetfelder minimiert werden müssen, z. B. in hochfrequenten Kommunikationssystemen oder MRT-Geräten. Zudem besitzt Kupfer C103 eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu anderen Kupferlegierungen, insbesondere in feuchten oder salzhaltigen Umgebungen. Der niedrige Sauerstoffgehalt verhindert die Bildung von Kupferoxid (grüne Patina) und macht den Werkstoff äußerst langlebig sowie widerstandsfähig gegen Korrosion unter rauen Bedingungen – für eine langfristige Zuverlässigkeit.

Stabiler geglühter Zustand (nicht wärmebehandelbar)

Kupfer C103 ist nicht wärmebehandelbar, d. h. seine Festigkeit wird durch mechanische Bearbeitung wie Kaltverformung und nicht durch Wärmebehandlung erzeugt. Es behält seine hohe Leitfähigkeit und Maßstabilität auch nach umfangreicher Umformung bei und eignet sich daher für Teile, die weitere Prozessschritte durchlaufen oder eine hohe Präzision erfordern. Der Werkstoff bewahrt seine sehr guten mechanischen Eigenschaften auch in dünnwandigen Bereichen und komplexen Geometrien.

Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Kupfer C103 (T1)

Bearbeitungsherausforderungen

Kaltverfestigung

Kupfer C103 neigt stark zur Kaltverfestigung, insbesondere bei hohen Schnittgeschwindigkeiten oder ungeeigneter Werkzeugauswahl. Dadurch wird das Material härter und weniger duktil, was den Werkzeugverschleiß erhöhen und die Bearbeitungseffizienz verringern kann.

• Lösung: Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und optimierte Vorschübe verwenden, um Kaltverfestigung zu vermeiden. Werkzeuge mit Beschichtungen wie TiAlN einsetzen, um Reibung und Verschleiß zu reduzieren.

Spanbildung

Kupfer C103 erzeugt lange, fadenförmige Späne, die sich verfangen können, den Bearbeitungsprozess stören und Werkzeugverschleiß oder sogar Bauteilschäden verursachen.

• Lösung: Spanbrecher oder Werkzeuge mit positivem Spanwinkel verwenden, um den Spanfluss zu verbessern und Verwicklungen zu vermeiden. Eine effiziente Spanabfuhr durch geeignete Kühlmittelzufuhr sicherstellen.

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit leitet Kupfer C103 Wärme sehr schnell von der Schneidkante in das Werkzeug ab, was zu Überhitzung und vorzeitigem Werkzeugverschleiß führen kann.

• Lösung: Hochleistungs-Kühlschmierstoffe und Hartmetallwerkzeuge einsetzen, um die Werkzeugtemperatur zu kontrollieren. Auch niedrigere Schnittgeschwindigkeiten können den Wärmeaufbau während der Bearbeitung reduzieren.

Optimierte Bearbeitungsstrategien

Werkzeugauswahl

Schnittparameter für Kupfer C103 (ISO 513-konform)

Typische Bearbeitungsservices für Kupfer C103 (T1)

Kupfer C103 lässt sich gut zerspanen, erfordert jedoch eine sorgfältige Auswahl der Schnittparameter, um übermäßigen Werkzeugverschleiß zu vermeiden und hochwertige Oberflächen zu erzielen. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht typischer Bearbeitungsservices für Kupfer C103:

Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Kupfer C103

• Galvanisieren: Eine Beschichtung von Kupfer mit Zinn, Nickel oder Silber erhöht die Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Lötbarkeit für elektrische Kontakte und Steckverbinder.

• Polieren: Erzielt eine glänzende, glatte Oberfläche (Ra 0,1–0,6 µm) und verbessert sowohl die Optik als auch die Kontaktqualität in elektronischen Bauteilen.

• Bürsten: Erzeugt satinierte oder matte Oberflächen, reduziert Blendung und verbessert das Erscheinungsbild sichtbarer Teile in Konsumprodukten und elektrischen Geräten.

• PVD-Beschichtung: Dünne Schichten (2–3 µm), die die Verschleißfestigkeit, Farbstabilität und Haltbarkeit von Hochleistungs-Elektrokomponenten verbessern.

• Passivieren: Eine chemische Behandlung, die Restöle und Oxide von der Kupferoberfläche entfernt und so die Korrosionsbeständigkeit erhöht.

• Pulverbeschichtung: Eine langlebige Polymerbeschichtung, ideal für Komponenten in rauen Umgebungen, mit hervorragendem Schutz gegen Feuchtigkeit, UV-Strahlung und Abrieb.

• Teflon-Beschichtung: Bietet eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und Antihaft-Eigenschaften – ideal für Komponenten, die aggressiven Medien ausgesetzt sind.

• Chrombeschichtung: Fügt eine dünne Chromschicht hinzu, um Verschleißfestigkeit, Oberflächenhärte und eine glänzende Optik für hochwertige elektrische Teile zu verbessern.

Industrieanwendungen von Kupfer C103 (T1)

• Elektrik & Energieverteilung: Kupfer C103 wird aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit häufig für Sammelschienen, Stromsteckverbinder und Kabel eingesetzt.

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: Ideal für Komponenten, die eine niedrige magnetische Permeabilität erfordern, z. B. elektrische Systeme in Flugzeugen und hochpräzise Steckverbinder.

• Medizintechnik: Eingesetzt in MRT-Geräten und anderen Anlagen, die nichtmagnetische, leitfähige Komponenten erfordern.

• Automobil: Hochstrom-Steckverbinder, elektrische Klemmen und Sicherungskästen.

• Unterhaltungselektronik: Lautsprecherklemmen, Hochleistungs-Steckverbinder und weitere elektrische Teile, bei denen Leitfähigkeit entscheidend ist.