铜 C103（TU2）
铜 C103（TU2）简介
铜 C103（TU2）是一种特定牌号的无氧铜，以极高的导电性能和优异的耐腐蚀性而闻名。该铜材氧含量极低（小于 0.001%），通常被称为无氧高导铜（OFHC）。TU2 牌号表示该铜材具有特定的纯度与无氧品质，适用于对高性能与低杂质要求严格的各类工业应用。
铜 C103（TU2）常用于对导电性与耐腐蚀性要求极高的场景，广泛应用于电力系统、电信以及精密电子元器件等领域，这些应用普遍以性能稳定与可靠性为关键。铜 C103（TU2）即使在严苛环境中也能长期保持导电性能，因此非常适合用于连接器、端子以及特种行业的电气布线等部件。
由于其高纯度特性，铜 C103（TU2）非常适合用于 CNC 加工服务 项目，尤其适用于为电气系统、电信以及精密电子元器件制造 CNC 加工铜零件。
铜 C103（TU2）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） | ≥99.99 | 确保卓越的导电性与导热性 |
氧（O） | ≤0.001 | 低氧含量可抑制氧化并保持导电性能 |
其他元素 | ≤0.01（总量） | 残余元素，对材料性能影响可忽略 |
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）铜 C103（TU2）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（TU2）的关键特性
优异的导电性能（≥101% IACS）
根据 ASTM B193，铜 C103（TU2）的导电率可达 ≥101% 国际退火铜标准（IACS）。如此高的导电性能使其成为对低电阻损耗与高效电流传输要求严苛的高性能应用的理想选择，例如电力系统、连接器与各类电气元件等。
优异的导热性能（398 W/m·K）
铜 C103（TU2）在 20°C 条件下的导热系数为 398 W/m·K，适用于热传导要求高的应用场景，如换热器、需要快速散热的电气系统以及对温度管理要求严格的部件。其高导热性可帮助铜 C103（TU2）高效管理电路或元器件中产生的热量。
高延展性与成形性
铜 C103（TU2）具有优异的延展性，延伸率通常高于 35%（ASTM E8/E8M），因此成形性能非常好。这一特性对 CNC 加工尤为重要，可使铜 C103（TU2）在不影响结构完整性的情况下轻松加工成复杂精密部件。该材料也可冷加工成多种形态，包括导线、薄板与母排等，适用范围广、应用灵活。
耐腐蚀性与长期可靠性
铜 C103（TU2）的低氧含量提升了其耐腐蚀能力，尤其在潮湿或盐雾环境中表现突出。与部分铜合金可能随时间形成绿色氧化层不同，铜 C103（TU2）能够保持明亮的金属表面而不易劣化，从而在高性能应用中提供更长寿命与更高耐久性。其耐腐蚀性使其适用于户外应用、海洋环境以及配电系统等场景。
无磁性与稳定的退火状态
铜 C103（TU2）无磁性，适用于需要尽量降低磁场干扰的应用，如电信系统与敏感电子元器件。同时，作为退火态铜合金，铜 C103（TU2）即使经历大量成形加工，仍能保持优异的导电性与尺寸稳定性，确保材料的机械与电气性能长期稳定。
铜 C103（TU2）的 CNC 加工挑战与解决方案
加工挑战
加工硬化
铜 C103（TU2）容易发生加工硬化，尤其在切削速度过高时更明显。随着材料发生塑性变形，其硬度会提高，从而增加加工难度，导致刀具磨损加剧，并可能引发零件变形。
解决方案： CNC 加工时应采用较低切削速度并优化进给量，以降低加工硬化风险；同时可使用 TiAlN 等刀具涂层以减少摩擦并避免切削刃处材料硬化。
切屑形成
由于延展性高，铜 C103（TU2）易产生长而连续的丝状切屑，可能缠绕机床并造成加工中断，甚至损伤工件。
解决方案： 使用断屑槽刀具或正前角刀具可改善切屑流动并减少堆积；同时保持稳定的冷却液供给，有助于增强排屑并防止堵塞。
高导热性
铜 C103（TU2）导热系数高，可能导致切削界面热量集中并快速传递，从而加速刀具磨损并影响表面质量。
解决方案： 需要配备高性能冷却系统以控制热量积聚；建议使用耐热性更好的硬质合金刀具，以减轻热量对加工过程的影响。
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，并可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 | 在不过度升温的情况下实现较高去除率 |
进给量 | 0.12–0.35 mm/rev | 提升排屑效率并降低毛刺风险 |
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（TU2）的典型加工服务
铜 C103（TU2）适用于多种加工工艺，但需谨慎管理切削参数，以确保高质量表面与高效生产。以下为常见加工服务：
加工工艺 | 对铜 C103（TU2）的适用性 |
|---|---|
适用于高精度铜零件的通用成形与精加工 | |
适合平面、型腔及复杂几何结构的高精度加工 | |
适用于棒材、管材、连接器等圆柱类零件的高效加工 | |
适合高精度孔加工，毛刺少 | |
适用于将孔扩至精确直径并保持光滑表面 | |
实现高尺寸控制与光滑表面，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 | |
满足关键应用的严格公差与高重复性要求 | |
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，以增强耐腐蚀性并提高电接触件与连接器的可焊性。
抛光： 获得光亮平滑表面（Ra 0.1–0.6 µm），提升外观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及电气设备可视部件的外观。
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，适用于高性能电气部件。
钝化处理： 通过去除铜表面残留油污与氧化物来提升耐腐蚀性。
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，适用于接触强腐蚀介质的部件。
镀铬： 增加薄铬层以提升耐磨性与表面硬度，并为高端电气零件提供光亮外观。
