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Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Kupfer C172 (Berylliumkupfer – hochfest) ist eine hochfeste Kupferlegierung, die sich ideal für die CNC-Bearbeitung elektrischer und mechanischer Komponenten eignet, bei denen gute elektrische Leitfähigkeit und hohe Verschleißfestigkeit erforderlich sind.

Einführung in Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Kupfer C172, auch bekannt als Berylliumkupfer – Hochfest, ist eine leistungsstarke Kupferlegierung, die Beryllium enthält und dadurch eine überragende Festigkeit, Härte und elektrische Leitfähigkeit bietet. Diese Legierung ist für ihre außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften bekannt, insbesondere bei Anwendungen, die hohe Festigkeit und ausgezeichnete Leitfähigkeit erfordern. Kupfer C172 eignet sich ideal für CNC-Bearbeitungsdienstleistungen, bei denen sowohl Langlebigkeit als auch Präzision entscheidend sind.

Kupfer C172 überzeugt in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil- sowie der Elektroindustrie, wo hohe Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und zuverlässige Leistung essenziell sind. CNC-gefertigte Kupfer-C172-Teile werden für Steckverbinder, Schalter, Federn und hochbelastete Komponenten eingesetzt, die Haltbarkeit verlangen, ohne die elektrische Leitfähigkeit zu beeinträchtigen.

Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Chemische Zusammensetzung (typisch)

Element	Zusammensetzungsbereich (Gew.-%)	Hauptfunktion
Kupfer (Cu)	97,0%	Sorgt für elektrische und thermische Leitfähigkeit
Beryllium (Be)	1,8–2,0%	Erhöht Festigkeit, Härte und Verschleißbeständigkeit
Weitere Elemente	≤0,5%	Restbestandteile mit minimalem Einfluss auf die Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm / Bedingung
Dichte	8,28 g/cm³	ASTM B311
Schmelzpunkt	890°C	ASTM E29
Wärmeleitfähigkeit	130 W/m·K bei 20°C	ASTM E1952
Elektrische Leitfähigkeit	40% IACS bei 20°C	ASTM B193
Wärmeausdehnungskoeffizient	17,0 µm/m·°C	ASTM E228
Spezifische Wärmekapazität	390 J/kg·K	ASTM E1269
Elastizitätsmodul	130 GPa	ASTM E111

Mechanische Eigenschaften (weichgeglüht)

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm
Zugfestigkeit	750–900 MPa	ASTM E8/E8M
Streckgrenze (0,2%)	500–650 MPa	ASTM E8/E8M
Dehnung	4–10%	ASTM E8/E8M
Härte	200–250 HB	ASTM E10
Dauerfestigkeit	~300 MPa	ASTM E466
Schlagzähigkeit	Mittel	ASTM E23

Hinweis: Diese Werte sind typisch für weichgeglühtes Kupfer C172 und können je nach spezifischen Verarbeitungsbedingungen variieren.

Haupteigenschaften von Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Außergewöhnliche Festigkeit und Härte

Kupfer C172 bietet eine Zugfestigkeit von bis zu 900 MPa und Härtewerte über 200 HB, wodurch es ideal für hochbelastete Anwendungen ist.

Mittlere elektrische und thermische Leitfähigkeit

Mit 40% IACS-Leitfähigkeit ist es für elektrische Anwendungen geeignet, die eine gute Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit erfordern.

Hohe Verschleißbeständigkeit

Der Berylliumzusatz erhöht die Verschleißbeständigkeit, wodurch Kupfer C172 ideal für Gleit- oder wiederholte Kontaktanwendungen ist.

Gute Korrosionsbeständigkeit

Kupfer C172 bietet Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in feuchten oder mild sauren Umgebungen, und verlängert so die Lebensdauer der Teile.

Ausgezeichnete Dauerfestigkeit

Mit einer Dauerfestigkeit von etwa 300 MPa eignet sich Kupfer C172 hervorragend für dynamische Anwendungen, die eine lange Nutzung ohne Ausfall erfordern.

Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Bearbeitungsherausforderungen

Hohe Härte

Die Härte von Kupfer C172 kann während der Bearbeitung zu erheblichem Werkzeugverschleiß führen, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsschnitten.

Lösung: Hartmetallwerkzeuge mit TiN- oder TiAlN-Beschichtungen verwenden und moderate Schnittgeschwindigkeiten einhalten, um den Verschleiß zu reduzieren.

Werkzeugverschleiß und Aufbauschneiden

Aufgrund der Härte und des Berylliumgehalts kann Kupfer C172 zu schnellem Werkzeugverschleiß führen, was die Oberflächengüte beeinträchtigt.

Lösung: Scharfe Werkzeuge verwenden und wirksame Kühlmethoden, z. B. Überflutungskühlung, einsetzen, um die Werkzeugintegrität zu erhalten.

Kaltverfestigung

Kupfer C172 kann sich schnell kaltverfestigen, wodurch nachfolgende Bearbeitungsschritte schwieriger werden.

Lösung: Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten einsetzen und scharfe, hochwertige Werkzeuge verwenden, um Kaltverfestigungseffekte zu minimieren.

Optimierte Bearbeitungsstrategien

Werkzeugauswahl

Parameter	Empfehlung	Begründung
Werkzeugmaterial	Hartmetallwerkzeuge mit TiN-Beschichtung	Reduziert Verschleiß und erhöht die Standzeit
Geometrie	Positiver Spanwinkel, scharfe Schneiden	Verbessert den Spanfluss und reduziert Materialaufbau
Schnittgeschwindigkeit	80–150 m/min	Verhindert übermäßige Erwärmung und reduziert Werkzeugverschleiß
Vorschub	0,08–0,12 mm/U	Sichert ruhigen Schnitt und reduziert Kaltverfestigung
Kühlschmierstoff	Überflutungskühlung oder Luftblasung	Reduziert Wärmestau und unterstützt die Spanabfuhr

Schnittparameter für Kupfer C172 (ISO 513 Konformität)

Operation	Geschwindigkeit (m/min)	Vorschub (mm/U)	Schnitttiefe (mm)	Kühlmitteldruck (bar)
Schruppen	80–120	0,10–0,15	2,0–3,0	25–40
Schlichten	120–180	0,05–0,08	0,5–1,0	30–50

Wichtige Merkmale und Anwendungen von Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Bearbeitungsverfahren	Funktion und Nutzen für Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)
CNC-Bearbeitung	Erreicht ±0,01 mm Präzision für hochfeste elektrische Kontakte und Steckverbinder.
CNC-Fräsen	Ideal zur Herstellung von Schlitzen, Nuten und komplexen Formen in Steckverbindern und Kontaktteilen.
CNC-Drehen	Geeignet für die Fertigung zylindrischer Teile wie Buchsen und elektrischer Klemmen mit hoher Genauigkeit.
CNC-Bohren	Bearbeitet Bohrungen präzise für Pins und Steckverbinder in elektrischen und mechanischen Anwendungen.
CNC-Ausdrehen	Ermöglicht präzise Innendurchmesser-Toleranzen, ideal für Teile mit hohen Passungsanforderungen.
CNC-Schleifen	Sichert feine Oberflächengüten mit Ra 0,2–0,4 µm für hochleitfähige elektrische Teile.
Mehrachsbearbeitung	Unterstützt komplexe Teile mit mehreren Winkeln und filigranen Merkmalen für Hochleistungs-Steckverbinder.
Präzisionsbearbeitung	Liefert enge Toleranzen und Oberflächengüten für anspruchsvolle Anwendungen in Hochspannungsbauteilen.
EDM-Bearbeitung	Wird zur Erzeugung filigraner Merkmale in kleinformatigen Hochleistungs-Steckverbindern und elektrischen Kontakten eingesetzt.

Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Kupfer C172

Galvanisieren: Fügt eine 5–10 µm Nickelbeschichtung hinzu, um Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen.
Polieren: Erzielt glatte, glänzende Oberflächen mit Ra 0,2–0,4 µm für bessere elektrische Leistung und ansprechende Optik.
Bürsten: Sorgt für ein gleichmäßiges Satin-Finish bei mechanischen Teilen und Steckverbindern, die glatte Oberflächen benötigen.
PVD-Beschichtung: Fügt eine 2–5 µm harte, langlebige Beschichtung hinzu, um die Verschleißbeständigkeit und die Optik zu verbessern.
Passivierung: Erhöht die Korrosionsbeständigkeit um bis zu 30% und verlängert die Lebensdauer der Teile in rauen Umgebungen.
Pulverbeschichtung: Bietet eine 50–100 µm Schutzschicht für verbesserte Haltbarkeit und UV-Beständigkeit.
Teflonbeschichtung: Fügt eine reibungsarme, chemikalienbeständige Schicht hinzu, ideal für bewegte und gleitende Komponenten.
Chrombeschichtung: Fügt ein glänzendes, langlebiges Finish (10–20 µm Schichtdicke) hinzu – für verbesserte Korrosionsbeständigkeit und hohe Belastbarkeit.

Industrieanwendungen von Kupfer C172 (Berylliumkupfer – Hochfest)

Luft- und Raumfahrtindustrie: Verwendet für leistungsfähige elektrische Steckverbinder und Komponenten, die in Flugzeugsystemen mechanischer Belastung ausgesetzt sind.
Elektro & Energie: Ideal für Komponenten der Energieverteilung, einschließlich Hochstromkontakte und Klemmen, die Festigkeit und Leitfähigkeit erfordern.
Automobilindustrie: Eingesetzt für leistungsfähige elektrische Steckverbinder und Schaltkomponenten in Elektro- und Hybridfahrzeugen.