铜 C103（T1）
铜 C103（T1）简介
铜 C103（也称 C10300）是一种无氧铜合金，纯度可达 99.9%，具备更优的导电性与导热性。由于其氧含量极低，它通常被称为无氧高导铜（OFHC Copper），特别适用于对导电性能与耐腐蚀性要求极高的高性能应用场景。
铜 C103 广泛应用于电力配电、电子与电信行业，常用于制造高精度、高导电的关键部件，包括连接器、导线和母排等，这些应用对可靠性与性能要求非常高。
凭借其独特性能，铜 C103 常被用于 CNC 加工服务 项目，尤其适合制造 CNC 加工铜零件，满足电气与工业应用中对高纯度与高导电性的严格要求。
铜 C103（T1）的化学、物理与机械性能
化学成分（典型值）
元素 | 成分范围（重量 %） | 关键作用 |
|---|---|---|
铜（Cu） | ≥99.95 | 确保最大导电性与导热性 |
氧（O） | ≤0.001 | 极低氧含量确保高导电性并降低材料孔隙率 |
其他元素 | ≤0.05（总量） | 残余元素，对性能影响极小 |
物理性能
性能 | 典型值 | 测试标准 / 条件 |
|---|---|---|
密度 | 8.92 g/cm³ | ASTM B311 |
熔点 | 1083°C | ASTM E29 |
导热系数 | 398 W/m·K（20°C） | ASTM E1952 |
导电率 | ≥101% IACS（20°C） | ASTM B193 |
线膨胀系数 | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
比热容 | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
弹性模量 | 110 GPa | ASTM E111 |
机械性能（退火态）
性能 | 典型值 | 测试标准 |
|---|---|---|
抗拉强度 | 240 MPa | ASTM E8/E8M – 全截面试样 |
屈服强度（0.2%） | 70 MPa | ASTM E8/E8M – 偏移法 |
延伸率 | 38% | ASTM E8/E8M – 标距长度 = 50 mm |
硬度 | 45 HB | ASTM E10 – 布氏硬度，10 mm 球/500 kg 载荷 |
疲劳强度 | 约 95 MPa | ASTM E466 – 10⁷ 周期旋转弯曲疲劳 |
冲击韧性 | 135–160 J（夏比冲击） | ASTM E23 – 带缺口，室温 |
注：以上数据为室温下退火（软态）C103 铜的代表值。冷加工可提高其机械强度，但可能降低延伸率。
铜 C103（T1）的关键特性
卓越的导电性能（≥101% IACS）
铜 C103 以其出色的导电性能著称，按 ASTM B193 标准，其导电率最低可达国际退火铜标准（IACS）的 101%。因此，它是电力电缆、电气连接器等高导电应用的理想材料，可实现高效电流传输。其在 20°C 条件下导电率 ≥101% IACS，可将电阻损耗降至最低，从而最大化电气系统效率。
优异的导热性能（398 W/m·K）
依据 ASTM E1952，铜 C103 在 20°C 条件下的导热系数约为 398 W/m·K，使其成为换热应用的优选材料。其优异的导热能力可帮助铜 C103 在配电组件、变压器以及其他需要高效热管理的设备中有效散热。
优异的延展性与加工性
铜 C103 具有优异的延展性，延伸率通常超过 35%（ASTM E8/E8M）。这种高延展性使其能够轻松成形、拉拔或弯曲成复杂形状，同时不影响结构完整性。它可通过冷加工制成导线、母排和薄板等多种形态，在制造中具有很强的适应性。其良好的成形性能也非常适合高精度 CNC 加工，可生产公差严格的复杂零件。
无磁性且耐腐蚀
铜 C103 天生无磁性，非常适合需要尽量降低磁场影响的应用，例如高频通信系统或 MRI 设备。与其他铜合金相比，铜 C103 具备更好的耐腐蚀性，尤其在潮湿或盐雾环境中表现突出。其低氧含量可减少氧化铜（绿色铜锈）的形成，使其在严苛环境下更耐用、更抗腐蚀，从而保证长期可靠性。
稳定的退火状态（不可热处理）
铜 C103 不可通过热处理强化，其强度主要通过冷加工等机械加工方式获得，而非热处理。即使经历大量成形加工，它仍能保持高导电性和良好的尺寸稳定性，适用于需要后续加工或高精度要求的零件。即便在薄壁结构与复杂几何形状中，材料也能保持良好的综合性能。
铜 C103（T1）的 CNC 加工挑战与解决方案
加工挑战
加工硬化
铜 C103 很容易发生加工硬化，尤其在切削速度过高或刀具选择不当时更为明显。这会使材料变得更硬、延展性降低，从而增加刀具磨损并降低加工效率。
解决方案： 使用较低切削速度并优化进给量以抑制加工硬化；选用带涂层刀具（如 TiAlN）以降低摩擦和磨损。
切屑形成
铜 C103 易产生长而连续的丝状切屑，可能缠绕影响加工过程，并造成刀具磨损甚至损伤工件。
解决方案： 使用断屑槽刀具或正前角刀具以改善排屑并防止缠绕；配合冷却液实现高效排屑。
高导热性
由于导热系数高，铜 C103 会将热量从切削刃快速传导至刀具，可能导致刀具过热并提前磨损。
解决方案： 使用高性能冷却液与硬质合金刀具控制刀具温度；同时适当降低切削速度以减少热量积累。
优化加工策略
刀具选择
参数 | 推荐 | 原因 |
|---|---|---|
刀具材料 | 未涂层或 PVD 涂层硬质合金 | 抗粘附，在长周期加工中保持锋利刃口 |
几何参数 | 锋利刃口，高前角 | 改善排屑并降低刀具磨损 |
切削速度 | 200–350 m/min | 在避免刀具过热的同时实现较高去除率 |
进给量 | 0.12–0.35 mm/rev | 提高排屑效率并避免毛刺生成 |
冷却液 | 水基切削液 | 提供冷却与润滑，降低摩擦与热量产生 |
铜 C103 切削参数（符合 ISO 513）
工序 | 速度（m/min） | 进给（mm/rev） | 切削深度（mm） | 冷却压力（bar） |
|---|---|---|---|---|
粗加工 | 200–280 | 0.25–0.30 | 1.5–3.5 | 25–40（大量冷却） |
精加工 | 280–350 | 0.10–0.20 | 0.5–1.0 | 30–50（大量冷却） |
铜 C103（T1）的典型加工服务
铜 C103 具有良好的可加工性，但需要精心控制切削参数，以避免刀具过度磨损并获得高质量表面。以下为铜 C103 的典型加工服务概览：
加工工艺 | 对铜 C103（T1）的适用性 |
|---|---|
适用于高精度铜零件的通用成形与精加工 | |
适用于平面、型腔与复杂几何结构的高精度加工 | |
适合棒材、管材、连接器等圆柱类零件的高效加工 | |
适用于精密孔加工，毛刺生成少 | |
适用于将孔扩至精确直径并保持良好表面质量 | |
实现光滑表面与高尺寸控制，适合精细特征加工 | |
一次装夹加工多面特征，适用于复杂零件 | |
保证关键应用所需的严格公差与高重复性 | |
适用于难加工几何结构中的精细切割与复杂细节 |
铜 C103 CNC 零件的表面处理
电镀： 在铜表面镀覆锡、镍或银，可提升耐腐蚀性，并改善电接触件与连接器的可焊性。
抛光： 获得光亮、平滑的表面（Ra 0.1–0.6 µm），提升外观质量，并改善电子元件接触品质。
拉丝： 形成缎面或哑光表面，降低眩光并提升消费品与电气设备可视部件的外观效果。
PVD 涂层： 薄膜涂层（2–3 µm）可提升耐磨性、颜色稳定性与耐久性，适合高性能电气部件。
钝化处理： 通过化学处理去除铜表面残留油污与氧化物，从而提升耐腐蚀性能。
粉末喷涂： 耐用的聚合物涂层，适用于暴露于严苛环境的部件，可有效抵抗湿气、紫外线与磨损。
特氟龙涂层： 具备优异耐化学腐蚀与不粘性能，适用于需要接触强腐蚀介质的部件。
镀铬： 增加一层薄铬层，可提高耐磨性与表面硬度，并为高端电气零件提供光亮外观。
