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Cuivre C172 (Cuivre au béryllium – haute résistance)

Le cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance) est un alliage à haute résistance, idéal pour l’usinage CNC de composants électriques et mécaniques nécessitant une excellente conductivité et une bonne résistance à l’usure.

Introduction au cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Le cuivre C172, également appelé cuivre au béryllium – haute résistance, est un alliage de cuivre haute performance intégrant du béryllium afin d’offrir une résistance mécanique, une dureté et une conductivité électrique supérieures. Cet alliage est réputé pour ses propriétés mécaniques exceptionnelles, notamment dans les applications nécessitant une haute résistance et une excellente conductivité. Le cuivre C172 est idéal pour les services d’usinage CNC où la durabilité et la précision sont cruciales.

Le cuivre C172 excelle dans les secteurs aérospatial, automobile et électrique, où une haute résistance, une résistance à l’usure et des performances fiables sont essentielles. Les pièces en cuivre C172 usinées CNC sont utilisées pour des connecteurs, interrupteurs, ressorts et composants soumis à de fortes contraintes, nécessitant une grande durabilité sans compromettre la conductivité électrique.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (% massique)	Rôle clé
Cuivre (Cu)	97,0 %	Assure la conductivité électrique et thermique
Béryllium (Be)	1,8–2,0 %	Améliore la résistance, la dureté et la résistance à l’usure
Autres éléments	≤0,5 %	Éléments résiduels avec un impact minimal sur les propriétés

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme / condition d’essai
Densité	8,28 g/cm³	ASTM B311
Point de fusion	890 °C	ASTM E29
Conductivité thermique	130 W/m·K à 20 °C	ASTM E1952
Conductivité électrique	40 % IACS à 20 °C	ASTM B193
Coefficient de dilatation	17,0 µm/m·°C	ASTM E228
Capacité thermique spécifique	390 J/kg·K	ASTM E1269
Module d’élasticité	130 GPa	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	750–900 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2 %)	500–650 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	4–10 %	ASTM E8/E8M
Dureté	200–250 HB	ASTM E10
Résistance à la fatigue	~300 MPa	ASTM E466
Résistance aux chocs	Modérée	ASTM E23

Remarque : ces valeurs sont typiques pour le cuivre C172 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions spécifiques de mise en œuvre.

Caractéristiques clés du cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Résistance et dureté exceptionnelles

Le cuivre C172 offre une résistance à la traction pouvant atteindre 900 MPa et des valeurs de dureté supérieures à 200 HB, ce qui le rend idéal pour les applications à fortes contraintes.

Conductivité électrique et thermique modérée

Avec une conductivité de 40 % IACS, il convient aux applications électriques nécessitant une bonne conductivité et une résistance mécanique élevée.

Haute résistance à l’usure

L’ajout de béryllium renforce la résistance à l’usure, rendant le cuivre C172 idéal pour les applications de glissement ou de contacts répétitifs.

Bonne résistance à la corrosion

Le cuivre C172 présente une résistance à la corrosion, notamment en environnements humides ou légèrement acides, prolongeant la durée de vie des pièces.

Excellente résistance à la fatigue

Avec une résistance à la fatigue d’environ 300 MPa, le cuivre C172 convient aux applications dynamiques exigeant une utilisation prolongée sans rupture.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Défis d’usinage

Dureté élevée

La dureté du cuivre C172 peut entraîner une usure importante des outils pendant l’usinage, en particulier lors de coupes à grande vitesse.

Solution : Utiliser des outils en carbure avec revêtements TiN ou TiAlN, et maintenir des vitesses de coupe modérées pour réduire l’usure.

Usure et adhérence sur l’outil

En raison de sa dureté et de sa teneur en béryllium, le cuivre C172 peut provoquer une usure rapide de l’outil, affectant l’état de surface.

Solution : Utiliser des outils affûtés et des méthodes de refroidissement efficaces, telles que l’arrosage abondant, afin de préserver l’intégrité de l’outil.

Écrouissage

Le cuivre C172 peut s’écrouir rapidement, rendant les opérations d’usinage ultérieures plus difficiles.

Solution : Employer des vitesses de coupe plus faibles et des outils affûtés de haute qualité afin de minimiser les effets d’écrouissage.

Stratégies d’usinage optimisées

Sélection des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau de l’outil	Outils en carbure avec revêtement TiN	Réduit l’usure et prolonge la durée de vie de l’outil
Géométrie	Coupe positive, arêtes vives	Améliore l’évacuation des copeaux et réduit l’accumulation de matière
Vitesse de coupe	80–150 m/min	Évite l’échauffement excessif et réduit l’usure de l’outil
Avance	0,08–0,12 mm/tr	Assure une coupe régulière et réduit l’écrouissage
Refroidissant	Arrosage abondant ou soufflage d’air	Réduit l’accumulation de chaleur et aide à l’évacuation des copeaux

Paramètres de coupe du cuivre C172 (conformité ISO 513)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression du liquide de coupe (bar)
Ébauche	80–120	0,10–0,15	2,0–3,0	25–40
Finition	120–180	0,05–0,08	0,5–1,0	30–50

Fonctionnalités clés et applications du cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Procédé d’usinage	Fonction et avantage pour le cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)
Usinage CNC	Atteint une précision de ±0,01 mm pour les contacts et connecteurs électriques haute résistance.
Fraisage CNC	Idéal pour produire des fentes, des rainures et des formes complexes dans les connecteurs et pièces de contact.
Tournage CNC	Adapté à la fabrication de pièces cylindriques telles que les bagues et les bornes électriques avec une grande précision.
Perçage CNC	Réalise des perçages précis pour des broches et connecteurs en applications électriques et mécaniques.
Alésage CNC	Fournit des tolérances précises d’alésages internes, idéal pour les pièces nécessitant des ajustements serrés.
Rectification CNC	Assure des états de surface fins avec Ra 0,2–0,4 µm pour des pièces électriques hautement conductrices.
Usinage multi-axes	Prend en charge des pièces complexes avec plusieurs angles et des détails sophistiqués pour des connecteurs haute performance.
Usinage de précision	Fournit des tolérances serrées et des finitions de surface pour des applications exigeantes sur des composants haute tension.
Usinage EDM	Utilisé pour créer des détails complexes dans de petits connecteurs haute performance et des contacts électriques.

Traitements de surface pour les pièces CNC en cuivre C172

Galvanoplastie : Ajoute un revêtement de nickel de 5–10 µm pour une meilleure résistance à la corrosion et une durabilité accrue.
Polissage : Permet d’obtenir des finitions lisses et brillantes avec Ra 0,2–0,4 µm pour améliorer les performances électriques et l’aspect esthétique.
Brossage : Fournit une finition satinée uniforme pour les pièces mécaniques et connecteurs nécessitant des surfaces lisses.
Revêtement PVD : Ajoute un revêtement dur et durable de 2–5 µm afin d’améliorer la résistance à l’usure et l’esthétique.
Passivation : Améliore la résistance à la corrosion jusqu’à 30 %, prolongeant la durée de vie des pièces en environnements sévères.
Revêtement en poudre : Fournit un revêtement protecteur de 50–100 µm pour une durabilité accrue et une meilleure résistance aux UV.
Revêtement Téflon : Ajoute une couche à faible friction et résistante aux produits chimiques, idéale pour les composants mobiles et coulissants.
Chromage : Ajoute une finition brillante et durable (épaisseur 10–20 µm) pour améliorer la résistance à la corrosion et les performances sous forte charge.

Applications industrielles du cuivre C172 (cuivre au béryllium – haute résistance)

Industrie aérospatiale : Utilisé pour des connecteurs électriques haute performance et des composants soumis à des contraintes mécaniques dans les systèmes aéronautiques.
Électricité & énergie : Idéal pour les composants de distribution d’énergie, y compris les contacts et bornes à fort courant nécessitant résistance et conductivité.
Industrie automobile : Utilisé pour des connecteurs électriques haute performance et des appareillages de commutation dans les véhicules électriques et hybrides.