Deutsch

Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Kupfer C510 (Phosphorbronze) ist eine hochfeste und korrosionsbeständige Kupferlegierung, die für die CNC-Bearbeitung mechanischer Komponenten in anspruchsvollen Anwendungen entwickelt wurde.

Einführung in Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Kupfer C510, allgemein bekannt als Phosphorbronze, ist eine Kupferlegierung, die geringe Mengen Phosphor und Zinn enthält, um Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Dauerfestigkeit zu verbessern. Gleichzeitig behält sie eine gute elektrische Leitfähigkeit bei und bietet eine höhere Zähigkeit sowie eine bessere Korrosionsbeständigkeit. Diese Legierung wird häufig in CNC-Bearbeitungsdienstleistungen eingesetzt, bei denen hohe Festigkeit, Langlebigkeit und zuverlässige Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen gefordert sind.

Kupfer C510 eignet sich ideal für präzise CNC-gefertigte Kupferteile in der Elektronik-, Automobil- und Fertigungsindustrie. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es perfekt für elektrische Steckverbinder, Federn und andere mechanische Komponenten geeignet, die eine hohe Ausdauer sowie Beständigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung erfordern.

Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Chemische Zusammensetzung (typisch)

Element	Zusammensetzungsbereich (Gew.-%)	Hauptfunktion
Kupfer (Cu)	90,0%	Sorgt für elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Zinn (Sn)	4,0–6,0%	Verbessert Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Korrosionsschutz
Phosphor (P)	0,01–0,35%	Erhöht Festigkeit und Verschleißbeständigkeit und reduziert Oxidation
Weitere Elemente	≤0,5%	Restbestandteile mit geringem Einfluss auf die Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm / Bedingung
Dichte	8,73 g/cm³	ASTM B311
Schmelzpunkt	930°C	ASTM E29
Wärmeleitfähigkeit	60 W/m·K bei 20°C	ASTM E1952
Elektrische Leitfähigkeit	15–25% IACS bei 20°C	ASTM B193
Wärmeausdehnungskoeffizient	19,5 µm/m·°C	ASTM E228
Spezifische Wärmekapazität	380 J/kg·K	ASTM E1269
Elastizitätsmodul	105 GPa	ASTM E111

Mechanische Eigenschaften (weichgeglüht)

Eigenschaft	Typischer Wert	Prüfnorm
Zugfestigkeit	450–650 MPa	ASTM E8/E8M
Streckgrenze (0,2%)	300–450 MPa	ASTM E8/E8M
Dehnung	12–25%	ASTM E8/E8M
Härte	85–130 HB	ASTM E10
Dauerfestigkeit	~200 MPa	ASTM E466
Schlagzähigkeit	Mittel	ASTM E23

Hinweis: Diese Werte sind typisch für weichgeglühtes Kupfer C510 und können je nach spezifischen Verarbeitungsbedingungen variieren.

Haupteigenschaften von Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Ausgezeichnete Festigkeit und Langlebigkeit

Kupfer C510 bietet eine hohe Zugfestigkeit und ist damit ideal für mechanische Anwendungen, die Langlebigkeit erfordern, wie Federn, Lager und Buchsen.

Mittlere elektrische Leitfähigkeit

Mit 15–25% IACS eignet sich Kupfer C510 für elektrische Anwendungen, die hohe Festigkeit erfordern und gleichzeitig eine brauchbare elektrische Leitfähigkeit beibehalten müssen.

Hohe Beständigkeit gegen Verschleiß und Ermüdung

Die Phosphorzugabe erhöht die Verschleißbeständigkeit, wodurch Kupfer C510 für Anwendungen geeignet ist, bei denen Komponenten wiederholter Bewegung oder mechanischer Belastung ausgesetzt sind.

Korrosionsbeständigkeit

Kupfer C510 ist sehr korrosionsbeständig, insbesondere in Meerwasser und anderen mild korrosiven Umgebungen, was es ideal für Marine- und Industrieanwendungen macht.

Verbesserte Zerspanbarkeit

Die Legierungszusammensetzung bietet eine gute Zerspanbarkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Festigkeit und ermöglicht eine effiziente sowie präzise CNC-Bearbeitung.

Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Bearbeitungsherausforderungen

Werkzeugverschleiß

Die hohe Festigkeit von Kupfer C510 kann zu erheblichem Werkzeugverschleiß führen, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.

Lösung: Hartmetallwerkzeuge mit TiN- oder TiAlN-Beschichtungen verwenden und Schnittgeschwindigkeiten überwachen, um Verschleiß zu reduzieren und die Standzeit zu verlängern.

Spanbildung

Festigkeit und Zähigkeit des Materials können lange, fadenförmige Späne erzeugen, was die Bearbeitungseffizienz beeinträchtigt.

Lösung: Spanbrecher einsetzen und den Kühlschmierstofffluss optimieren, um eine reibungslose Spanabfuhr zu unterstützen.

Kaltverfestigung

Kupfer C510 kann sich während der Bearbeitung schnell kaltverfestigen, was nachfolgende Bearbeitungsschritte erschwert.

Lösung: Moderate Schnittgeschwindigkeiten verwenden, ausreichend Kühlschmierstoff einsetzen und scharfe, hochwertige Werkzeuge nutzen, um Kaltverfestigung 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 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 C510 (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	120–150	0,05–0,08	0,5–1,0	30–50

Wichtige Merkmale und Anwendungen für Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Bearbeitungsverfahren	Funktion und Nutzen für Kupfer C510 (Phosphorbronze)
CNC-Bearbeitung	Ermöglicht enge Toleranzen für hochfeste mechanische Komponenten.
CNC-Fräsen	Ideal zur Fertigung komplexer Teile wie Zahnräder, Federn und Lager.
CNC-Drehen	Geeignet für die Bearbeitung zylindrischer Teile mit hoher Maßgenauigkeit.
CNC-Bohren	Fertigt präzise Bohrungen für Steckverbinder und leistungsfähige mechanische Teile.
CNC-Ausdrehen	Ideal für Innenbearbeitungen mit engen Toleranzen und glatten Oberflächen.
CNC-Schleifen	Erzeugt feine Oberflächen für mechanische und elektrische Komponenten.
Mehrachsbearbeitung	Ideal zur Herstellung komplexer Teile mit anspruchsvollen Geometrien und präzisen Merkmalen.
Präzisionsbearbeitung	Liefert enge Toleranzen für Teile, die hoher mechanischer Belastung ausgesetzt sind.
EDM-Bearbeitung	Für filigrane Merkmale und Kleinbauteile in mechanischen Baugruppen.

Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Kupfer C510

Galvanisieren: Eine Nickel- oder Goldbeschichtung kann aufgebracht werden, um die Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit insbesondere in maritimen Umgebungen zu erhöhen.
Polieren: Erzeugt glatte, glänzende Oberflächen mit Ra 0,2–0,4 µm und verbessert sowohl Leitfähigkeit als auch Optik.
Bürsten: Liefert ein gleichmäßiges Satin-Finish, ideal für dekorative Teile und mechanische Komponenten.
PVD-Beschichtung: Fügt eine 2–5 µm robuste Beschichtung hinzu, um vor Verschleiß und Korrosion in Heavy-Duty-Anwendungen zu schützen.
Passivierung: Erhöht die Korrosionsbeständigkeit, besonders in industriellen und maritimen Umgebungen, und verlängert die Lebensdauer der Teile.
Pulverbeschichtung: Bietet eine gleichmäßige 50–100 µm Schutzschicht für erhöhte UV- und Witterungsbeständigkeit.
Teflonbeschichtung: Fügt eine reibungsarme, chemikalienbeständige Schicht hinzu – ideal für gleitende mechanische Komponenten.
Chrombeschichtung: Erzeugt ein glänzendes, langlebiges Finish (10–20 µm Schichtdicke) für hochbelastete Anwendungen mit Korrosionsanforderungen.

Industrieanwendungen von Kupfer C510 (Phosphorbronze)

Luft- und Raumfahrtindustrie: Kupfer C510 wird für leistungsfähige elektrische Steckverbinder und Schalter in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt.
Elektro & Energie: Ideal für Energieerzeugungsanlagen, einschließlich Stromschienen (Busbars), Steckverbinder und Schalter.
Automobilindustrie: Verwendet in Automobilsystemen für elektrische Kontakte, Klemmen und weitere Komponenten in Hochstromanwendungen.