कॉपर C101, जिसे T2 कॉपर या इलेक्ट्रोलाइटिक टफ पिच (ETP) कॉपर भी कहा जाता है, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे शुद्ध ताँबे के रूपों में से एक है, जिसमें न्यूनतम ताँबा सामग्री 99.9% होती है। यह उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालकता, अच्छी नमनीयता, और बेहतरीन रूपण-क्षमता प्रदान करता है, जिससे यह विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला कॉपर ग्रेड बन जाता है।
अपनी उत्कृष्ट चालकता और निर्माण में आसानी के कारण, कॉपर C101 को CNC मशीनिंग सेवा अनुप्रयोगों के लिए अक्सर चुना जाता है, विशेष रूप से CNC-निर्मित कॉपर पार्ट्स जैसे विद्युत कनेक्टर, बसबार, टर्मिनल ब्लॉक, और ट्रांसफॉर्मर पार्ट्स—जो बिजली उत्पादन, इलेक्ट्रॉनिक्स, और एयरोस्पेस उद्योगों में उपयोग होते हैं।
तत्व | संघटन सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
ताँबा (Cu) | ≥99.90 | अधिकतम विद्युत/तापीय चालकता सुनिश्चित करता है |
ऑक्सीजन (O) | 0.02–0.04 | कॉपर ऑक्साइड के रूप में उपस्थित; चालकता में सुधार करता है |
अन्य | ≤0.03 (कुल) | अवशेष तत्व जिनका गुणों पर न्यूनतम प्रभाव होता है |
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.94 g/cm³ | ASTM B311 |
गलनांक | 1083°C | ASTM E29 |
तापीय चालकता | 391 W/m·K at 20°C | ASTM E1952 |
विद्युत चालकता | ≥101% IACS at 20°C | ASTM B193 |
विस्तार गुणांक | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 385 J/kg·K | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 110 GPa | ASTM E111 |
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्य शक्ति | 220 MPa | ASTM E8/E8M – पूर्ण-सेक्शन परीक्षण नमूने |
उपज शक्ति (0.2%) | 70 MPa | ASTM E8/E8M – ऑफसेट विधि |
लम्बन | 38% | ASTM E8/E8M – गेज लंबाई = 50 mm |
कठोरता | 50 HB | ASTM E10 – ब्रिनेल कठोरता, 10 mm बॉल/500 kg लोड |
थकान शक्ति | ~90 MPa | ASTM E466 – 10⁷ चक्रों पर घूर्णन बेंडिंग थकान |
आघात प्रतिरोध | 130–160 J (चार्पी) | ASTM E23 – नॉच्ड, कक्ष तापमान |
नोट: ये मान कक्ष तापमान पर एनील्ड (सॉफ्ट) C101 कॉपर के प्रतिनिधि मान हैं। कोल्ड वर्किंग से यांत्रिक शक्ति बढ़ती है, लेकिन लम्बन कम हो सकता है।
ASTM B193 के अनुसार, कॉपर C101 कम से कम 101% इंटरनेशनल एनील्ड कॉपर स्टैंडर्ड (IACS) की विद्युत चालकता प्रदान करता है, जिससे यह सबसे अधिक चालक इंजीनियरिंग सामग्रियों में से एक बन जाता है। यह उच्च-आवृत्ति और उच्च-लोड विद्युत प्रणालियों में कुशल धारा संचरण को संभव बनाता है।
ASTM E1952 के अनुसार, इस मिश्रधातु की तापीय चालकता कक्ष तापमान पर लगभग 391 W/m·K होती है, जो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, ट्रांसफॉर्मर, और हीट एक्सचेंजर असेंबली में प्रभावी ऊष्मा अपसारण को सक्षम बनाती है।
लम्बन मान सामान्यतः 35% से अधिक (ASTM E8/E8M) होने के कारण, कॉपर C101 उत्कृष्ट नमनीयता प्रदर्शित करता है, जिससे इसे बिना दरार के कोल्ड-फॉर्म, मोड़ा, या डीप-ड्रॉ करके जटिल ज्यामितियों में बनाया जा सकता है।
C101 की कोल्ड वर्केबिलिटी रेटिंग शुद्ध ताँबे की तुलना में 90–95% है, जिससे यह सॉफ्ट और हाफ-हार्ड टेम्पर दोनों में मशीनिंग, स्टैम्पिंग, और फॉर्मिंग ऑपरेशनों के लिए उपयुक्त है। यह पतली दीवार वाले कॉन्फ़िगरेशन में भी आयामी स्थिरता बनाए रखता है।
एक पूर्ण नॉन-फेरस, अचुंबकीय, और नॉन-स्पार्किंग सामग्री होने के कारण, कॉपर C101 MRI उपकरण, विस्फोट-रोधी घटकों, और उन वातावरणों के लिए आदर्श है जहाँ चुंबकीय हस्तक्षेप को न्यूनतम रखना आवश्यक हो।
यह मिश्रधातु हीट-ट्रीटेबल नहीं है और सामान्यतः एनील्ड या कोल्ड-वर्क्ड स्थिति में आपूर्ति की जाती है। इसकी शक्ति (200–250 MPa तन्य) यांत्रिक विकृति के माध्यम से विकसित होती है, जिससे तापीय स्थिरता और पोस्ट-मशीनिंग प्रक्रियाओं में आसानी सुनिश्चित होती है।
मटेरियल गमिंग: उच्च नमनीयता के कारण चिप्स चिपकते हैं और टूल पर स्मियरिंग होती है।
टूल वियर: उच्च तापीय चालकता टूल तक ऊष्मा स्थानांतरण बढ़ाती है, जिससे घिसाव तेज होता है।
कमजोर चिप नियंत्रण: लंबे, धागेनुमा चिप्स बनते हैं जो टूल और फिक्स्चर में उलझते हैं।
सतह पर खरोंच: मशीनिंग के दौरान और बाद में स्क्रैच/मारिंग होने की संभावना रहती है।
पैरामीटर | अनुशंसा | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | अनकोटेड या PVD-कोटेड कार्बाइड | चिपकाव का प्रतिरोध करता है और तेज कटिंग एज प्रदान करता है |
ज्यामिति | तेज धार, बड़ा रेक एंगल | स्वच्छ शीयरिंग को बढ़ावा देता है और वर्क हार्डनिंग कम करता है |
कटिंग स्पीड | 180–300 m/min | टूल लाइफ और सतह अखंडता के बीच संतुलन बनाता है |
फीड रेट | 0.10–0.30 mm/rev | चिप नियंत्रण और आयामी सटीकता बनाए रखता है |
कूलेंट | वॉटर-सोल्यूबल कटिंग फ्लूइड | ऊष्मा कम करता है और चिप निकासी में सुधार करता है |
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 180–240 | 0.20–0.30 | 1.5–3.0 | 20–35 (इमल्शन) |
फिनिशिंग | 240–300 | 0.10–0.15 | 0.5–1.0 | 25–40 (फ्लड कूलेंट) |
मशीनिंग प्रक्रिया | कॉपर C101 (T2) के लिए उपयुक्तता |
|---|---|
उच्च सटीकता के साथ सामान्य-उद्देश्य आकार-निर्माण | |
समतल सतहों, स्लॉट्स, और पॉकेट फीचर्स के लिए आदर्श | |
सिलिंड्रिकल पार्ट्स और सहकेंद्रित टॉलरेंस के लिए कुशल | |
कम बर्र निर्माण के साथ सटीक छेद-निर्माण | |
आंतरिक व्यास पर सटीकता बढ़ाता है | |
< Ra 0.8 µm सतह फिनिश और कड़े टॉलरेंस प्राप्त करता है | |
एक ही सेटअप में जटिल ज्यामितियों की मशीनिंग संभव बनाता है | |
±0.01 mm या उससे बेहतर के भीतर आयामी सटीकता बनाए रखता है | |
कठिन पहुँच वाले क्षेत्रों या सूक्ष्म विवरणों में जटिल प्रोफाइल के लिए उपयोगी |
इलेक्ट्रोप्लेटिंग: आमतौर पर टिन (3–5 µm), सिल्वर (2–10 µm), या निकेल (5–25 µm) प्लेटिंग शामिल होती है। यह जंग प्रतिरोध बढ़ाती है, सोल्डरयोग्यता प्रदान करती है, और कनेक्टर/टर्मिनल के लिए विद्युत प्रदर्शन बनाए रखती है।
पॉलिशिंग: Ra 0.2–0.8 µm की सतह खुरदरापन प्राप्त करने के लिए यांत्रिक या इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग का उपयोग करें। यह सौंदर्य, विद्युत संपर्क गुणवत्ता, और चिकित्सा/फूड-ग्रेड वातावरण में स्वच्छता प्रदर्शन में सुधार करती है।
ब्रशिंग: नियंत्रित ग्रेन दिशा में सैटिन या मैट टेक्सचर बनाता है। आमतौर पर परावर्तन कम करने और वास्तु/उपभोक्ता उत्पादों की कॉस्मेटिक उपस्थिति बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है।
PVD कोटिंग: TiN या CrN जैसे हार्ड कोटिंग्स (2–5 µm) जमा करती है, जिससे सतह कठोरता (2000 HV तक) और घिसाव प्रतिरोध बढ़ता है, बिना सूक्ष्म टॉलरेंस को प्रभावित किए।
पैसिवेशन: सतह ऑक्साइड और संदूषकों को हटाकर पार्ट्स को आगे के उपचार के लिए तैयार करता है। यह कोटिंग्स की चिपकन और दीर्घकालिक सतह स्थिरता में सुधार करता है।
पाउडर कोटिंग: 60–100 µm की मोटी पॉलिमर परत प्रदान करती है, जिससे नमी, घर्षण, और UV अपघटन के प्रति प्रतिरोध बढ़ता है। हाउसिंग, कंट्रोल बॉक्स, और आउटडोर घटकों के लिए आदर्श।
टेफ्लॉन कोटिंग: 10–50 µm की PTFE फिल्मों के साथ नॉन-स्टिक गुण और रासायनिक प्रतिरोध जोड़ती है। फ्लो सिस्टम और केमिकल प्रोसेसिंग उपकरणों में आम।
क्रोम प्लेटिंग: फंक्शनल क्रोम (10–100 µm) सतह कठोरता (700–1000 HV) और घिसाव प्रतिरोध बढ़ाता है तथा दर्पण जैसी फिनिश देता है। विद्युत संपर्कों और स्लाइडिंग असेंबली में उपयोग होता है।
इलेक्ट्रिकल & पावर डिस्ट्रीब्यूशन: बस बार, टर्मिनल लग्स, विद्युत संपर्क, ट्रांसफॉर्मर घटक।
एयरोस्पेस & डिफेंस: EMI शील्डिंग, उच्च-आवृत्ति सिग्नल पाथ, थर्मल मैनेजमेंट प्लेट्स।
मेडिकल डिवाइसेज़: इमेजिंग उपकरण, ग्राउंडिंग सिस्टम, अचुंबकीय इंस्ट्रूमेंट्स।
ऑटोमोटिव: बैटरी टर्मिनल, फ्यूज़ बॉक्स, उच्च-धारा वायरिंग सिस्टम।
कंज़्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स: स्पीकर टर्मिनल, एंटीना घटक, PCB ग्राउंडिंग प्लेट्स।