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铜 C151(碲铜)

铜 C151(碲铜)是一种高性能铜合金,专为精密电气元件设计,兼具优异的导电性能和出色的可加工性。

Copper C151(碲铜)简介

Copper C151,也称为碲铜(Tellurium Copper),是一种在铜中加入少量碲元素的合金,在保持优异导电性和导热性的同时,提高了材料的可加工性。该合金广泛用于对精度与性能有较高要求的应用,尤其适用于对高质量电气连接与散热系统有严格要求的行业。Copper C151 非常适合用于 CNC 加工服务,在这些场景中导电性与易加工性同等重要。

与其他铜合金相比,Copper C151 凭借更优异的可加工性而脱颖而出,非常适合用于复杂电气零部件的批量生产,同时仍能保持良好的导电性与强度水平。

这种铜合金在电信、电气和航空航天行业中备受重视。CNC 加工的 Copper C151 零件常用于电气触点、连接器以及高性能应用中的关键部件,兼具可靠性与耐久性。

Copper C151(碲铜)的化学、物理与机械性能

化学成分(典型值)

元素

成分范围(重量百分比)

主要作用

铜(Cu)

99.0%

确保高导电性与高导热性

碲(Te)

0.3–0.6%

在不牺牲导电性的前提下提升可加工性

其他元素

≤0.1%

残余元素,对性能影响较小

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

1,083°C

ASTM E29

导热系数

220 W/m·K(20°C)

ASTM E1952

导电率

75% IACS(20°C)

ASTM B193

热膨胀系数

17.5 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(退火状态)

性能

典型值

测试标准

抗拉强度

350–450 MPa

ASTM E8/E8M

屈服强度(0.2%)

250–350 MPa

ASTM E8/E8M

延伸率

15–20%

ASTM E8/E8M

硬度

60–80 HB

ASTM E10

疲劳强度

~180 MPa

ASTM E466

冲击韧性

良好

ASTM E23

注:以上数据为退火状态 Copper C151 的典型值,实际数值可能因具体加工/处理条件而有所变化。

Copper C151(碲铜)的关键特性

优异的可加工性

Copper C151 专为高速加工而设计,可降低刀具磨损,非常适合精密零件加工。

高导电性与高导热性

Copper C151 具有 75% IACS 的导电率和良好的导热性能,适用于电气触点与电力分配应用。

更高的强度与耐用性

碲元素的加入增强了材料强度,提高耐磨性,适用于承受机械应力的应用场景。

良好的耐腐蚀性

Copper C151 在大多数工业环境中具有良好的耐腐蚀性,适用于暴露在潮湿环境和弱酸介质中的部件。

适用于大批量生产

凭借优异的可加工性,Copper C151 是批量生产电气零部件与连接器的理想材料。

Copper C151(碲铜)的 CNC 加工挑战与解决方案

加工挑战

碲含量与切屑形态

Copper C151 中的碲可能导致产生较长、丝状切屑,从而影响加工效率。

  • 解决方案:使用断屑器并增加冷却液流量,防止切屑缠绕并确保加工平稳运行。

刀具磨损

该合金的强度可能在高速加工过程中导致刀具磨损。

  • 解决方案:使用硬质合金或 TiN 涂层刀具,并监控切削速度以降低磨损、延长刀具寿命。

加工硬化

Copper C151 在加工过程中可能发生加工硬化,从而增加后续加工难度。

  • 解决方案:采用适中的切削速度,并使用锋利的高质量刀具与有效冷却,避免加工硬化。

优化加工策略

刀具选择

参数

推荐

原因

刀具材料

带 TiN 涂层的硬质合金刀具

延长刀具寿命并降低磨损

几何参数

正前角、锋利刃口

改善排屑并减少积屑

切削速度

100–180 m/min

避免过热并保持刀具寿命

进给量

0.10–0.20 mm/rev

确保切削平稳并降低加工硬化风险

冷却方式

大流量冷却液或气吹

降低热量累积并辅助排屑

Copper C151 切削参数(符合 ISO 513)

工序

切削速度(m/min)

进给量(mm/rev)

切削深度(mm)

冷却液压力(bar)

粗加工

100–150

0.12–0.18

2.0–3.0

25–40

精加工

150–200

0.05–0.10

0.5–1.0

30–50

Copper C151(碲铜)的关键加工方式与应用

加工工艺

对 Copper C151(碲铜)的功能与优势

CNC 加工

为高速、高精度电气零部件实现 ±0.01 mm 的加工精度。

CNC 铣削

适用于电力分配部件中复杂特征(如槽、沟等)的加工。

CNC 车削

适合加工电气连接器等圆柱类零件,可实现严格公差控制。

CNC 钻孔

可加工深径比最高达 10 倍的孔,满足可靠电气连接需求。

CNC 镗削

为管件和电气壳体提供紧公差与光滑的内孔表面。

CNC 磨削

为电气零件提供优异的表面质量与严格公差控制。

多轴加工

适用于带 3D 特征和复杂几何结构的高精度复杂零件制造。

精密加工

提供电气连接器与开关设备所需的超紧公差与光滑表面。

EDM 放电加工

用于触点和精密连接器等微细特征与微型零件加工。

Copper C151 CNC 零件的表面处理

  • 电镀增加 5–10 µm 的镍涂层,提高电气连接器的耐腐蚀性。

  • 抛光实现 Ra 0.2–0.4 µm 的光滑亮面,以获得更佳导电性与外观效果。

  • 拉丝提供均匀纹理的缎面效果,适用于机械与装饰性零件。

  • PVD 涂层增加耐久的 2–5 µm 涂层,提升耐磨与耐腐蚀能力。

  • 钝化耐腐蚀能力最高可提升约 30%,延长零件在严苛环境中的使用寿命。

  • 粉末喷涂提供 50–100 µm 的防护涂层,增强耐久性与抗紫外能力。

  • 特氟龙涂层增加低摩擦、耐化学腐蚀涂层,适用于滑动部件。

  • 镀铬增加光亮、耐久表面(厚度 10–20 µm),用于防腐与高载荷应用。

Copper C151(碲铜)的行业应用

  • 航空航天行业在航空电子系统中用于制造高性能电气触点与连接器。

  • 电气与电力行业适用于电气开关、母排和大电流部件,兼顾导电性与可加工性。

  • 汽车行业用于电动车(EV)与混动系统中的连接器和端子,提供更好的导电性与耐用性。

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