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Cuivre C510 (Bronze phosphoreux)

Le cuivre C510 (bronze phosphoreux) est un alliage de cuivre à haute résistance et résistant à la corrosion, conçu pour l’usinage CNC de composants mécaniques dans des applications exigeantes.

Introduction au cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Le cuivre C510, communément appelé bronze phosphoreux, est un alliage de cuivre contenant de faibles quantités de phosphore et d’étain afin d’améliorer sa résistance, sa tenue à l’usure et ses performances en fatigue. Il conserve une excellente conductivité électrique tout en offrant une ténacité accrue et une meilleure résistance à la corrosion. Cet alliage est largement utilisé dans les services d’usinage CNC qui exigent une haute résistance, une grande durabilité et d’excellentes performances dans des environnements contraignants.

Le cuivre C510 est idéal pour des pièces en cuivre usinées CNC de précision dans les industries de l’électronique, de l’automobile et de la fabrication. Ses propriétés le rendent parfait pour des connecteurs électriques, des ressorts et d’autres composants mécaniques nécessitant une grande endurance et une forte résistance à l’usure et à la fatigue.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (% massique)	Rôle clé
Cuivre (Cu)	90,0 %	Assure la conductivité électrique et la résistance à la corrosion
Étain (Sn)	4,0–6,0 %	Améliore la résistance, la tenue à l’usure et la protection contre la corrosion
Phosphore (P)	0,01–0,35 %	Renforce la résistance, la tenue à l’usure et réduit l’oxydation
Autres éléments	≤0,5 %	Éléments résiduels avec un impact minimal sur les propriétés

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme / condition d’essai
Densité	8,73 g/cm³	ASTM B311
Point de fusion	930 °C	ASTM E29
Conductivité thermique	60 W/m·K à 20 °C	ASTM E1952
Conductivité électrique	15–25 % IACS à 20 °C	ASTM B193
Coefficient de dilatation	19,5 µm/m·°C	ASTM E228
Capacité thermique spécifique	380 J/kg·K	ASTM E1269
Module d’élasticité	105 GPa	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	450–650 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2 %)	300–450 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	12–25 %	ASTM E8/E8M
Dureté	85–130 HB	ASTM E10
Résistance à la fatigue	~200 MPa	ASTM E466
Résistance aux chocs	Modérée	ASTM E23

Remarque : ces valeurs sont typiques pour le cuivre C510 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions spécifiques de mise en œuvre.

Caractéristiques clés du cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Excellente résistance et durabilité

Le cuivre C510 offre une résistance élevée à la traction, ce qui le rend idéal pour des applications mécaniques nécessitant de la durabilité, telles que des ressorts, des paliers et des bagues.

Conductivité électrique modérée

Avec une conductivité de 15–25 % IACS, le cuivre C510 est utilisé dans des applications électriques qui exigent une haute résistance tout en conservant une bonne conductivité électrique.

Forte résistance à l’usure et à la fatigue

L’ajout de phosphore améliore la résistance à l’usure, rendant le cuivre C510 adapté aux applications où les composants sont exposés à des mouvements répétitifs ou à des contraintes mécaniques.

Résistance à la corrosion

Le cuivre C510 est très résistant à la corrosion, notamment dans l’eau de mer et d’autres environnements légèrement corrosifs, ce qui le rend idéal pour les applications marines et industrielles.

Usinabilité améliorée

La composition de l’alliage offre une excellente usinabilité tout en conservant la résistance, permettant un usinage CNC efficace et précis.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Défis d’usinage

Usure des outils

La haute résistance du cuivre C510 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, et surveiller les vitesses de coupe pour réduire l’usure et prolonger la durée de vie des outils.

Formation des copeaux

La résistance et la ténacité du matériau peuvent entraîner des copeaux longs et filandreux, ce qui nuit à l’efficacité d’usinage.

Solution : Utiliser des brise-copeaux et optimiser le débit de liquide de coupe afin de faciliter une évacuation fluide des copeaux.

Écrouissage

Le cuivre C510 peut s’écrouir rapidement pendant l’usinage, ce qui entraîne des difficultés lors des opérations ultérieures.

Solution : Utiliser des vitesses de coupe modérées, appliquer un refroidissement suffisant et employer des outils affûtés et de haute qualité pour minimiser l’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 améliore la durée de vie des outils
Géométrie	Coupe positive, arêtes vives	Améliore l’écoulement des copeaux et réduit l’accumulation de matière
Vitesse de coupe	80–150 m/min	Évite l’échauffement excessif et réduit l’usure des outils
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 C510 (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	120–150	0,05–0,08	0,5–1,0	30–50

Fonctionnalités clés et applications du cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Procédé d’usinage	Fonction et avantage pour le cuivre C510 (bronze phosphoreux)
Usinage CNC	Atteint des tolérances serrées pour des composants mécaniques haute résistance.
Fraisage CNC	Idéal pour produire des pièces complexes telles que des engrenages, des ressorts et des paliers.
Tournage CNC	Convient au tournage de pièces cylindriques avec une grande précision dimensionnelle.
Perçage CNC	Réalise des trous précis pour les connecteurs et les pièces mécaniques haute performance.
Alésage CNC	Idéal pour l’usinage d’alésages internes avec des tolérances serrées et des finitions lisses.
Rectification CNC	Fournit des états de surface fins pour les composants mécaniques et électriques.
Usinage multi-axes	Idéal pour produire des pièces complexes avec des géométries élaborées et des caractéristiques précises.
Usinage de précision	Fournit des tolérances serrées pour des pièces exposées à de fortes contraintes mécaniques.
Usinage EDM	Utilisé pour créer des caractéristiques complexes et des composants de petite taille dans des assemblages mécaniques.

Traitements de surface pour les pièces CNC en cuivre C510

Galvanoplastie : Un revêtement de nickel ou d’or est appliqué afin d’améliorer la résistance à la corrosion et la durabilité en environnements marins.
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, idéale pour les pièces décoratives et les composants mécaniques.
Revêtement PVD : Ajoute un revêtement durable de 2–5 µm afin de protéger contre l’usure et la corrosion dans les applications intensives.
Passivation : Améliore la résistance à la corrosion, notamment en environnements industriels et marins, prolongeant la durée de vie des pièces.
Revêtement en poudre : Fournit un revêtement protecteur uniforme de 50–100 µm pour une meilleure résistance aux UV et aux intempéries.
Revêtement Téflon : Ajoute une couche à faible friction et résistante aux produits chimiques, idéale pour les composants mécaniques coulissants.
Chromage : Ajoute une finition brillante et durable de 10–20 µm pour les applications sous forte charge nécessitant une résistance à la corrosion.

Applications industrielles du cuivre C510 (bronze phosphoreux)

Industrie aérospatiale : Le cuivre C510 permet de produire des connecteurs électriques et des interrupteurs haute performance pour des applications aérospatiales.
Électricité & énergie : Idéal pour les équipements de production d’énergie, notamment les barres omnibus, connecteurs et interrupteurs électriques.
Industrie automobile : Utilisé dans les systèmes automobiles pour les contacts électriques, les bornes et d’autres composants destinés aux applications à fort courant.