Cobre C101 (T2)
Introducción al Cobre C101 (T2)
El cobre C101, también conocido como cobre T2 o cobre Electrolítico de Paso Tenaz (ETP), es una de las formas más puras de cobre disponibles comercialmente, con un contenido mínimo de cobre del 99,9%. Ofrece una conductividad eléctrica y térmica excepcional, buena ductilidad y excelente conformabilidad, lo que lo convierte en el grado de cobre más utilizado en aplicaciones eléctricas y electrónicas.
Gracias a su sobresaliente conductividad y facilidad de fabricación, el cobre C101 se selecciona con frecuencia para aplicaciones de Servicio de Mecanizado CNC, especialmente para Piezas de Cobre Mecanizadas por CNC como conectores eléctricos, barras colectoras, bloques de terminales y componentes de transformadores en las industrias de generación de energía, electrónica y aeroespacial.
Propiedades Químicas, Físicas y Mecánicas del Cobre C101 (T2)
Composición Química (Típica)
Elemento | Rango de Composición (peso %) | Función Clave |
|---|---|---|
Cobre (Cu) | ≥99.90 | Garantiza la máxima conductividad eléctrica y térmica |
Oxígeno (O) | 0.02–0.04 | Presente como óxido de cobre; mejora la conductividad |
Otros | ≤0.03 (total) | Residuos con influencia mínima en las propiedades |
Propiedades Físicas
Propiedad | Valor (Típico) | Norma/Condición de Ensayo |
|---|---|---|
Densidad | 8.94 g/cm³ | ASTM B311 |
Punto de Fusión | 1083°C | ASTM E29 |
Conductividad Térmica | 391 W/m·K a 20°C | ASTM E1952 |
Conductividad Eléctrica | ≥101% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de Expansión | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidad Calorífica Específica | 385 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo Elástico | 110 GPa | ASTM E111 |
Propiedades Mecánicas (Estado Recocido)
Propiedad | Valor (Típico) | Norma de Ensayo |
|---|---|---|
Resistencia a la Tracción | 220 MPa | ASTM E8/E8M – probetas de sección completa |
Límite Elástico (0.2%) | 70 MPa | ASTM E8/E8M – método de offset |
Elongación | 38% | ASTM E8/E8M – longitud de calibración = 50 mm |
Dureza | 50 HB | ASTM E10 – dureza Brinell, bola de 10 mm / carga 500 kg |
Resistencia a la Fatiga | ~90 MPa | ASTM E466 – fatiga por flexión rotativa a 10⁷ ciclos |
Resistencia al Impacto | 130–160 J (Charpy) | ASTM E23 – entallado, temperatura ambiente |
Nota: Estos valores son representativos del cobre C101 recocido (blando) a temperatura ambiente. La resistencia mecánica aumenta con el trabajo en frío, pero puede reducir la elongación.
Características Clave del Cobre C101 (T2)
Conductividad Eléctrica Excepcional (≥101% IACS)
Según ASTM B193, el cobre C101 ofrece una conductividad eléctrica de al menos el 101% del Estándar Internacional de Cobre Recocido (IACS), lo que lo convierte en uno de los materiales de ingeniería más conductores. Esto permite una transmisión eficiente de corriente en sistemas eléctricos de alta frecuencia y alta carga.
Conductividad Térmica Superior (391 W/m·K)
De acuerdo con ASTM E1952, la aleación presenta una conductividad térmica aproximada de 391 W/m·K a temperatura ambiente, lo que permite una disipación eficaz del calor en electrónica de potencia, transformadores y conjuntos de intercambiadores de calor.
Excelente Ductilidad (≥35% de Elongación)
Con valores de elongación que suelen superar el 35% (ASTM E8/E8M), el cobre C101 demuestra una ductilidad excelente, lo que permite su conformado en frío, doblado o embutición profunda en geometrías complejas sin agrietarse.
Alta Trabajabilidad y Conformabilidad en Frío
El C101 ofrece una calificación de trabajabilidad en frío del 90–95% en comparación con el cobre puro, lo que lo hace adecuado para operaciones de mecanizado, estampado y conformado tanto en estado blando como semiduro. Mantiene la estabilidad dimensional incluso en configuraciones de pared delgada.
No Magnético y No Generador de Chispas
Como material completamente no ferroso, no magnético y no generador de chispas, el cobre C101 es ideal para aplicaciones en equipos de resonancia magnética, componentes a prueba de explosiones y entornos donde la interferencia magnética debe minimizarse.
Estado Recocido Estable (No Tratamiento Térmico)
Esta aleación no es tratable térmicamente y suele suministrarse en condición recocida o trabajada en frío. Su resistencia (200–250 MPa a tracción) se desarrolla mediante deformación mecánica, garantizando estabilidad térmica y facilidad en procesos posteriores al mecanizado.
Desafíos y Soluciones en el Mecanizado CNC del Cobre C101 (T2)
Desafíos de Mecanizado
Adherencia del Material: La alta ductilidad provoca adhesión de viruta y embotamiento de la herramienta.
Desgaste de la Herramienta: La alta conductividad térmica incrementa la transferencia de calor a la herramienta, acelerando el desgaste.
Control Deficiente de Viruta: Produce virutas largas y filamentosas que se enredan con herramientas y fijaciones.
Daños Superficiales: Propenso a rayaduras durante y después del mecanizado.
Estrategias de Mecanizado Optimizadas
Selección de Herramientas
Parámetro | Recomendación | Justificación |
|---|---|---|
Material de la Herramienta | Carburo sin recubrimiento o con recubrimiento PVD | Resiste la adhesión y proporciona un filo de corte afilado |
Geometría | Bordes afilados, gran ángulo de desprendimiento | Favorece un corte limpio y minimiza el endurecimiento por trabajo |
Velocidad de Corte | 180–300 m/min | Equilibra la vida útil de la herramienta y la integridad superficial |
Avance | 0.10–0.30 mm/rev | Mantiene el control de viruta y la precisión dimensional |
Refrigerante | Fluido de corte soluble en agua | Reduce el calor y mejora la evacuación de virutas |
Parámetros de Corte del Cobre C101 (Cumplimiento ISO 513)
Operación | Velocidad (m/min) | Avance (mm/rev) | Profundidad de Corte (mm) | Presión del Refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 180–240 | 0.20–0.30 | 1.5–3.0 | 20–35 (Emulsión) |
Acabado | 240–300 | 0.10–0.15 | 0.5–1.0 | 25–40 (Refrigeración por inundación) |
Servicios de Mecanizado Típicos para el Cobre C101 (T2)
Proceso de Mecanizado | Adecuación para el Cobre C101 (T2) |
|---|---|
Conformado de uso general con alta precisión | |
Ideal para superficies planas, ranuras y cavidades | |
Eficiente para piezas cilíndricas y tolerancias concéntricas | |
Perforación precisa con reducción de rebabas | |
Mejora la precisión de los diámetros internos | |
Logra acabados superficiales < Ra 0.8 µm y tolerancias estrictas | |
Permite mecanizar geometrías complejas en una sola sujeción | |
Mantiene la precisión dimensional dentro de ±0.01 mm o mejor | |
Útil para perfiles complejos en zonas de difícil acceso o detalles finos |
Tratamientos Superficiales para Piezas CNC de Cobre C101
Galvanizado: Normalmente incluye recubrimientos de estaño (3–5 µm), plata (2–10 µm) o níquel (5–25 µm). Mejora la resistencia a la corrosión, proporciona soldabilidad y mantiene el rendimiento eléctrico en conectores y terminales.
Pulido: Utiliza pulido mecánico o electrolítico para alcanzar una rugosidad superficial de Ra 0.2–0.8 µm. Mejora la estética, la calidad del contacto eléctrico y el rendimiento higiénico en entornos médicos o alimentarios.
Cepillado: Produce texturas satinadas o mate con una dirección de grano controlada. Se utiliza para reducir la reflectividad y mejorar la apariencia cosmética de productos arquitectónicos o de consumo.
Recubrimiento PVD: Deposita recubrimientos duros (2–5 µm) como TiN o CrN, aumentando la dureza superficial (hasta 2000 HV) y la resistencia al desgaste sin comprometer tolerancias finas.
Pasivado: Elimina óxidos y contaminantes superficiales para preparar las piezas para tratamientos posteriores. Mejora la adhesión de recubrimientos y la estabilidad superficial a largo plazo.
Recubrimiento en Polvo: Proporciona una capa polimérica gruesa (60–100 µm), mejorando la resistencia a la humedad, abrasión y degradación UV. Ideal para carcasas, cajas de control y componentes exteriores.
Recubrimiento de Teflón: Añade propiedades antiadherentes y resistencia química mediante películas de PTFE de 10–50 µm. Común en sistemas de flujo y equipos de procesamiento químico.
Cromado: El cromado funcional (10–100 µm) incrementa la dureza superficial (700–1000 HV), la resistencia al desgaste y aporta un acabado tipo espejo. Utilizado en contactos eléctricos y conjuntos deslizantes.
Aplicaciones Industriales del Cobre C101 (T2)
Distribución Eléctrica y Energía: Barras colectoras, terminales, contactos eléctricos y componentes de transformadores.
Aeroespacial y Defensa: Blindaje EMI, rutas de señal de alta frecuencia y placas de gestión térmica.
Dispositivos Médicos: Equipos de imagen, sistemas de puesta a tierra e instrumentos no magnéticos.
Automoción: Terminales de batería, cajas de fusibles y sistemas de cableado de alta corriente.
Electrónica de Consumo: Terminales de altavoces, componentes de antenas y placas de puesta a tierra para PCB.
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