Cuivre C101 (T2)

Introduction au cuivre C101 (T2)

Le cuivre C101, également connu sous le nom de cuivre T2 ou cuivre à pas tenace électrolytique (ETP), est l’une des formes de cuivre commercial les plus pures, avec une teneur minimale en cuivre de 99,9 %. Il offre une conductivité électrique et thermique exceptionnelle, une bonne ductilité et une excellente aptitude à la mise en forme, ce qui en fait la nuance de cuivre la plus utilisée dans les applications électriques et électroniques.

Grâce à sa conductivité remarquable et à sa facilité de fabrication, le cuivre C101 est fréquemment choisi pour les applications de service d’usinage CNC, notamment pour les pièces en cuivre usinées CNC telles que les connecteurs électriques, les barres omnibus, les borniers et les pièces de transformateurs dans les secteurs de la production d’énergie, de l’électronique et de l’aérospatiale.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C101 (T2)

Composition chimique (typique)

Propriétés physiques

Propriétés mécaniques (état recuit)

Remarque : ces valeurs sont représentatives du cuivre C101 recuit (état doux) à température ambiante. La résistance mécanique augmente avec l’écrouissage, mais l’allongement peut diminuer.

Caractéristiques clés du cuivre C101 (T2)

Conductivité électrique exceptionnelle (≥101% IACS)

Selon l’ASTM B193, le cuivre C101 offre une conductivité électrique d’au moins 101 % de l’International Annealed Copper Standard (IACS), ce qui en fait l’un des matériaux d’ingénierie les plus conducteurs. Cela permet une transmission efficace du courant dans les systèmes électriques à haute fréquence et à forte charge.

Conductivité thermique supérieure (391 W/m·K)

Conformément à l’ASTM E1952, l’alliage présente une conductivité thermique d’environ 391 W/m·K à température ambiante, permettant une dissipation efficace de la chaleur dans l’électronique de puissance, les transformateurs et les ensembles d’échangeurs thermiques.

Excellente ductilité (≥35 % d’allongement)

Avec des valeurs d’allongement dépassant généralement 35 % (ASTM E8/E8M), le cuivre C101 montre une excellente ductilité, ce qui lui permet d’être formé à froid, plié ou embouti en profondeur dans des géométries complexes sans fissuration.

Haute usinabilité et aptitude au formage à froid

Le C101 offre une aptitude au travail à froid de 90–95 % par rapport au cuivre pur, ce qui le rend adapté aux opérations d’usinage, d’emboutissage et de formage, en états doux et demi-dur. Il conserve une stabilité dimensionnelle même en configurations à parois minces.

Non magnétique et anti-étincelles

En tant que matériau entièrement non ferreux, non magnétique et ne produisant pas d’étincelles, le cuivre C101 est idéal pour les applications d’imagerie IRM, les composants antidéflagrants et les environnements où les interférences magnétiques doivent être minimisées.

État recuit stable (non traitable thermiquement)

Cet alliage n’est pas traitable thermiquement et est généralement fourni à l’état recuit ou écroui. Sa résistance (200–250 MPa en traction) est obtenue par déformation mécanique, garantissant une stabilité thermique et une facilité des opérations post-usinage.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C101 (T2)

Défis d’usinage

• Gommage du matériau : la forte ductilité entraîne l’adhérence des copeaux et le « collage » sur l’outil.

• Usure des outils : la forte conductivité thermique augmente le transfert de chaleur vers les outils, accélérant l’usure.

• Mauvais contrôle des copeaux : production de copeaux longs et filandreux qui s’emmêlent avec les outils et les montages.

• Marquage de surface : matériau sujet aux rayures pendant et après l’usinage.

Stratégies d’usinage optimisées

Choix des outils

Paramètres de coupe du cuivre C101 (conformité ISO 513)

Services d’usinage typiques pour le cuivre C101 (T2)

Traitement de surface pour les pièces CNC en cuivre C101

• Placage électrolytique : implique généralement un placage d’étain (3–5 µm), d’argent (2–10 µm) ou de nickel (5–25 µm). Il améliore la résistance à la corrosion, offre une bonne soudabilité et maintient les performances électriques des connecteurs et des bornes.

• Polissage : utilisez un polissage mécanique ou électrolytique pour obtenir une rugosité de surface Ra 0,2–0,8 µm. Améliore l’esthétique, la qualité du contact électrique et les performances hygiéniques dans les environnements médicaux ou agroalimentaires.

• Brossage : crée des textures satinées ou mates avec une direction de grain contrôlée. Généralement utilisé pour réduire la réflectivité et améliorer l’apparence cosmétique des produits architecturaux ou grand public.

• Revêtement PVD : dépose des couches dures (2–5 µm) telles que TiN ou CrN, augmentant la dureté de surface (jusqu’à 2000 HV) et la résistance à l’usure sans compromettre les tolérances fines.

• Passivation : élimine les oxydes et contaminants de surface afin de préparer les pièces à des traitements ultérieurs. Améliore l’adhérence des revêtements et la stabilité de surface à long terme.

• Thermolaquage (powder coating) : fournit une couche polymère épaisse (60–100 µm), améliorant la résistance à l’humidité, à l’abrasion et aux UV. Idéal pour les boîtiers, armoires de commande et composants extérieurs.

• Revêtement Téflon : ajoute des propriétés antiadhésives et une résistance chimique avec des films PTFE de 10–50 µm. Courant dans les systèmes d’écoulement et les équipements de procédés chimiques.

• Chromage : le chrome fonctionnel (10–100 µm) augmente la dureté de surface (700–1000 HV) et la résistance à l’usure, tout en ajoutant une finition miroir. Utilisé dans les contacts électriques et les ensembles coulissants.

Applications industrielles du cuivre C101 (T2)

• Électricité & distribution d’énergie : barres omnibus, cosses de terminaison, contacts électriques, composants de transformateurs.

• Aérospatiale & défense : blindage EMI, chemins de signal haute fréquence, plaques de gestion thermique.

• Dispositifs médicaux : équipements d’imagerie, systèmes de mise à la terre, instruments non magnétiques.

• Automobile : bornes de batterie, boîtiers de fusibles, systèmes de câblage à fort courant.

• Électronique grand public : bornes de haut-parleurs, composants d’antenne, plaques de mise à la masse PCB.