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Cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Le cuivre C194 (cuivre haute résistance) est un alliage de cuivre haute performance, conçu pour des applications nécessitant une grande résistance mécanique et une excellente conductivité électrique.

Introduction au cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Le cuivre C194 est un alliage de cuivre haute performance, reconnu pour son excellent compromis entre haute résistance, bonne conductivité électrique et propriétés mécaniques améliorées. Il intègre des quantités contrôlées d’éléments d’alliage qui apportent une excellente résistance, une bonne tenue à l’usure et une ductilité élevée. Le cuivre C194 est idéal pour des services d’usinage CNC de précision, lorsque la haute résistance et d’excellentes performances électriques sont requises.

Le cuivre C194 est largement utilisé dans des applications des secteurs aérospatial, électrique et des télécommunications. Les pièces en cuivre C194 usinées CNC sont généralement employées dans des connecteurs, appareillages de commutation, bornes et autres composants électriques nécessitant une forte conductivité associée à la résistance et à la durabilité.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (% massique)	Rôle clé
Cuivre (Cu)	98,0 %	Assure une excellente conductivité électrique et thermique
Phosphore (P)	0,015–0,045 %	Renforce la résistance et améliore l’usinabilité
Autres éléments	≤0,1 %	Éléments résiduels avec un impact minimal sur les propriétés

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme / condition d’essai
Densité	8,92 g/cm³	ASTM B311
Point de fusion	1 083 °C	ASTM E29
Conductivité thermique	220 W/m·K à 20 °C	ASTM E1952
Conductivité électrique	70 % 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	125 GPa	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	600–750 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2 %)	450–600 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	10–25 %	ASTM E8/E8M
Dureté	150–220 HB	ASTM E10
Résistance à la fatigue	~250 MPa	ASTM E466
Résistance aux chocs	Modérée	ASTM E23

Remarque : ces valeurs sont typiques pour le cuivre C194 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions spécifiques de mise en œuvre.

Caractéristiques clés du cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Haute résistance et durabilité

Le cuivre C194 présente une résistance à la traction pouvant atteindre 750 MPa, ce qui en fait un matériau idéal pour les applications nécessitant une forte résistance mécanique et une bonne résistance à l’usure.

Conductivité électrique modérée

Avec une conductivité électrique de 70 % IACS, le cuivre C194 convient parfaitement aux composants électriques qui exigent une haute résistance et une conductivité modérée.

Excellente usinabilité

La composition équilibrée en cuivre et phosphore améliore l’usinabilité, permettant un usinage CNC de précision sans compromettre la résistance.

Bonne résistance à la corrosion

Le cuivre C194 présente une bonne résistance à la corrosion dans la plupart des environnements, ce qui le rend idéal pour les pièces exposées à l’humidité et à des produits chimiques modérés.

Résistance à la fatigue améliorée

La résistance à la fatigue de l’alliage, d’environ 250 MPa, garantit sa capacité à supporter des contraintes répétées, ce qui le rend adapté aux applications dynamiques.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Défis d’usinage

Dureté élevée et usure des outils

En raison de sa haute résistance, le cuivre C194 peut provoquer une usure importante des outils pendant l’usinage, en particulier lors d’opérations à grande vitesse.

Solution : Utiliser des outils en carbure avec revêtements TiN ou TiAlN afin de réduire l’usure et prolonger la durée de vie des outils.

Écrouissage

Le cuivre C194 a tendance à s’écrouir rapidement, ce qui complique les opérations d’usinage ultérieures.

Solution : Maintenir des vitesses de coupe modérées et utiliser des outils affûtés pour éviter l’écrouissage.

Formation des copeaux

La haute résistance du matériau peut produire des copeaux longs et filandreux susceptibles de perturber l’efficacité d’usinage.

Solution : Utiliser des brise-copeaux et augmenter le débit de liquide de coupe afin d’assurer une évacuation fluide des copeaux et d’améliorer l’état de surface.

Stratégies d’usinage optimisées

Sélection des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau de l’outil	Outils en carbure avec revêtement TiN	Améliore la durée de vie de l’outil et réduit l’usure
Géométrie	Coupe positive, arêtes vives	Améliore l’évacuation des copeaux et réduit l’accumulation de matière
Vitesse de coupe	100–180 m/min	Évite l’échauffement excessif et prolonge la durée de vie de l’outil
Avance	0,08–0,12 mm/tr	Assure une coupe régulière et réduit le risque d’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 C194 (conformité ISO 513)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression du liquide de coupe (bar)
Ébauche	100–150	0,10–0,15	2,0–3,0	25–40
Finition	150–200	0,05–0,10	0,5–1,0	30–50

Fonctionnalités clés et applications du cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Procédé d’usinage	Fonction et avantage pour le cuivre C194 (cuivre haute résistance)
Usinage CNC	Atteint une précision de ±0,01 mm pour des connecteurs et composants électriques haute résistance.
Fraisage CNC	Idéal pour produire des détails complexes comme des fentes, des rainures et des formes dans les pièces électriques.
Tournage CNC	Convient au tournage de composants cylindriques tels que connecteurs et bornes, avec des tolérances serrées.
Perçage CNC	Utilisé pour percer des trous de haute précision dans les composants électriques, y compris les connecteurs.
Alésage CNC	Employé pour l’usinage précis d’alésages internes, idéal pour les boîtiers et connecteurs électriques.
Rectification CNC	Fournit des états de surface fins, garantissant des pièces électriques de haute qualité.
Usinage multi-axes	Idéal pour produire des pièces complexes et de haute précision destinées aux composants électriques et aérospatiaux.
Usinage de précision	Atteint des tolérances ultra-serrées pour des pièces électriques haute performance en applications aérospatiales et industrielles.
Usinage EDM	Utilisé pour créer des détails complexes et des micro-composants, notamment dans les connecteurs électriques.

Traitements de surface pour les pièces CNC en cuivre C194

Galvanoplastie : Ajoute un revêtement de nickel de 5–10 µm pour améliorer la résistance à la corrosion et la durabilité des contacts électriques.
Polissage : Permet d’obtenir des finitions lisses et brillantes avec Ra 0,2–0,4 µm, améliorant la conductivité électrique et l’attrait esthétique.
Brossage : Offre une finition satinée uniforme pour des applications décoratives et mécaniques, améliorant l’apparence de la pièce.
Revêtement PVD : Ajoute un revêtement dur et durable de 2–5 µm pour protéger les pièces contre l’usure et la corrosion.
Passivation : Améliore la résistance à la corrosion, prolongeant la durée de vie des pièces en environnements sévères.
Revêtement en poudre : Fournit un revêtement protecteur de 50–100 µm pour une meilleure durabilité et une résistance accrue aux UV.
Revêtement Téflon : Ajoute une couche à faible friction et résistante aux produits chimiques, idéale pour les applications coulissantes et à forte usure.
Chromage : Ajoute une finition brillante et durable (épaisseur 10–20 µm) pour la protection contre la corrosion et les performances sous forte charge.

Applications industrielles du cuivre C194 (cuivre haute résistance)

Industrie aérospatiale : Le cuivre C194 est utilisé dans l’aérospatiale pour des contacts électriques haute résistance et des connecteurs exposés à de fortes contraintes.
Électricité & énergie : Idéal pour les connecteurs d’alimentation, bornes et interrupteurs nécessitant une haute résistance et une excellente conductivité.
Industrie automobile : Utilisé dans les systèmes automobiles pour des pièces électriques haute performance, telles que des connecteurs et bornes dans les véhicules électriques (VE).