Медь C101, также известная как медь T2 или электролитическая медь повышенной чистоты (ETP), является одной из самых чистых коммерчески доступных марок меди с минимальным содержанием меди 99,9%. Она обладает исключительной электрической и теплопроводностью, хорошей пластичностью и отличной формуемостью, что делает её наиболее широко используемой маркой меди в электротехнических и электронных применениях.
Благодаря выдающейся проводимости и простоте обработки, медь C101 часто выбирается для применения в услугах ЧПУ-обработки, особенно для медных деталей, обработанных на ЧПУ, таких как электрические разъёмы, токопроводящие шины, клеммные блоки и детали трансформаторов в энергетике, электронике и аэрокосмической промышленности.
Элемент | Диапазон содержания (мас.%) | Ключевая роль |
|---|---|---|
Медь (Cu) | ≥99,90 | Обеспечивает максимальную электрическую и теплопроводность |
Кислород (O) | 0,02–0,04 | Присутствует в виде оксида меди; улучшает проводимость |
Прочие | ≤0,03 (всего) | Остаточные элементы с минимальным влиянием на свойства |
Свойство | Значение (типичное) | Стандарт/условие испытаний |
|---|---|---|
Плотность | 8,94 г/см³ | ASTM B311 |
Температура плавления | 1083 °C | ASTM E29 |
Теплопроводность | 391 Вт/м·К при 20 °C | ASTM E1952 |
Электропроводность | ≥101% IACS при 20 °C | ASTM B193 |
Коэффициент теплового расширения | 16,5 мкм/м·°C | ASTM E228 |
Удельная теплоёмкость | 385 Дж/кг·К | ASTM E1269 |
Модуль упругости | 110 ГПа | ASTM E111 |
Свойство | Значение (типичное) | Стандарт испытаний |
|---|---|---|
Предел прочности при растяжении | 220 МПа | ASTM E8/E8M — полноразмерные образцы |
Предел текучести (0,2%) | 70 МПа | ASTM E8/E8M — метод смещения |
Относительное удлинение | 38% | ASTM E8/E8M — база измерения 50 мм |
Твёрдость | 50 HB | ASTM E10 — твердость по Бринеллю, шар 10 мм / нагрузка 500 кг |
Усталостная прочность | ~90 МПа | ASTM E466 — вращательное изгибное нагружение при 10⁷ циклах |
Ударная вязкость | 130–160 Дж (Шарпи) | ASTM E23 — с надрезом, при комнатной температуре |
Примечание: Эти значения характерны для отожжённой (мягкой) меди C101 при комнатной температуре. Механическая прочность увеличивается при холодной деформации, но при этом может снижаться пластичность.
Согласно ASTM B193, медь C101 обеспечивает электропроводность не менее 101% по международному стандарту отожжённой меди (IACS), что делает её одним из самых проводящих инженерных материалов. Это обеспечивает эффективную передачу тока в высокочастотных и высоконагруженных электрических системах.
В соответствии с ASTM E1952, сплав имеет теплопроводность около 391 Вт/м·К при комнатной температуре, что позволяет эффективно отводить тепло в силовой электронике, трансформаторах и теплообменных узлах.
При относительном удлинении, обычно превышающем 35% (ASTM E8/E8M), медь C101 демонстрирует превосходную пластичность, что позволяет выполнять холодную формовку, гибку и глубокую вытяжку сложных геометрий без растрескивания.
C101 имеет показатель холодной обрабатываемости 90–95% по сравнению с чистой медью, что делает её пригодной для механической обработки, штамповки и формовки в мягком и полутвёрдом состояниях. Материал сохраняет размерную стабильность даже в тонкостенных конструкциях.
Будучи полностью немагнитным, неискрящим и цветным материалом, медь C101 идеально подходит для применения в МРТ-оборудовании, взрывозащищённых компонентах и средах, где необходимо минимизировать магнитные помехи.
Данный сплав не поддаётся термообработке и обычно поставляется в отожжённом или холоднодеформированном состоянии. Его прочность (200–250 МПа при растяжении) достигается за счёт механической деформации, что обеспечивает термическую стабильность и удобство последующих операций после обработки.
Налипание материала: высокая пластичность вызывает прилипание стружки и размазывание по инструменту.
Износ инструмента: высокая теплопроводность ускоряет передачу тепла к инструменту и увеличивает износ.
Плохой контроль стружки: образуются длинные ленточные стружки, запутывающиеся в инструменте и приспособлениях.
Повреждение поверхности: склонность к царапинам во время и после обработки.
Параметр | Рекомендация | Обоснование |
|---|---|---|
Материал инструмента | Твердосплавный, без покрытия или с PVD-покрытием | Снижает налипание и обеспечивает острую режущую кромку |
Геометрия | Острые кромки, большой передний угол | Обеспечивает чистый срез и минимизирует наклёп |
Скорость резания | 180–300 м/мин | Баланс между стойкостью инструмента и качеством поверхности |
Подача | 0,10–0,30 мм/об | Поддерживает контроль стружки и точность размеров |
Охлаждение | Водорастворимая СОЖ | Снижает температуру и улучшает удаление стружки |
Операция | Скорость (м/мин) | Подача (мм/об) | Глубина резания (мм) | Давление СОЖ (бар) |
|---|---|---|---|---|
Черновая обработка | 180–240 | 0,20–0,30 | 1,5–3,0 | 20–35 (эмульсия) |
Чистовая обработка | 240–300 | 0,10–0,15 | 0,5–1,0 | 25–40 (обильное охлаждение) |
Процесс обработки | Пригодность для меди C101 (T2) |
|---|---|
Универсальное формообразование с высокой точностью | |
Идеально для плоских поверхностей, пазов и карманов | |
Эффективно для цилиндрических деталей и соосных допусков | |
Точное получение отверстий с минимальным образованием заусенцев | |
Повышает точность внутренних диаметров | |
Обеспечивает шероховатость < Ra 0,8 мкм и жёсткие допуски | |
Позволяет обрабатывать сложные геометрии за одну установку | |
Обеспечивает точность размеров ±0,01 мм и лучше | |
Подходит для сложных контуров и труднодоступных мелких элементов |
Гальваническое покрытие: обычно включает олово (3–5 мкм), серебро (2–10 мкм) или никель (5–25 мкм). Повышает коррозионную стойкость, улучшает паяемость и сохраняет электрические характеристики разъёмов и клемм.
Полирование: механическое или электролитическое полирование до шероховатости Ra 0,2–0,8 мкм. Улучшает внешний вид, качество электрического контакта и гигиенические свойства в медицинских и пищевых применениях.
Шлифование щётками: формирует сатиновую или матовую текстуру с контролируемым направлением зерна, снижая отражательную способность и улучшая внешний вид изделий.
PVD-покрытие: нанесение твёрдых покрытий (2–5 мкм), таких как TiN или CrN, повышает твёрдость поверхности (до 2000 HV) и износостойкость без ухудшения точности.
Пассивация: удаляет поверхностные оксиды и загрязнения, улучшая адгезию покрытий и долговременную стабильность поверхности.
Порошковое покрытие: образует полимерный слой толщиной 60–100 мкм, повышая устойчивость к влаге, истиранию и УФ-излучению. Идеально для корпусов и наружных компонентов.
Тефлоновое покрытие: придаёт антипригарные и химически стойкие свойства за счёт PTFE-плёнок толщиной 10–50 мкм, широко используется в системах потоков и химическом оборудовании.
Хромирование: функциональное хромовое покрытие (10–100 мкм) повышает твёрдость поверхности (700–1000 HV), износостойкость и придаёт зеркальный блеск. Используется в электрических контактах и подвижных узлах.
Электротехника и распределение энергии: токопроводящие шины, кабельные наконечники, электрические контакты, компоненты трансформаторов.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность: экранирование ЭМИ, высокочастотные сигнальные каналы, тепловые пластины.
Медицинские изделия: оборудование визуализации, системы заземления, немагнитные инструменты.
Автомобильная промышленность: аккумуляторные клеммы, блоки предохранителей, системы высокотоковой проводки.
Потребительская электроника: клеммы динамиков, антенные компоненты, заземляющие пластины печатных плат.