Ένα υλικό, πολλές ονομασίες
Το κράμα χαλκού C10200 και ο ελεύθερος χαλκός TU2-του οξυγόνου αναφέρονται στο ίδιο υλικό. Στο σύστημα UNS είναι C10200, στο ευρωπαϊκό σύστημα CW008A με EN 1412, στο ιαπωνικό σύστημα C1020 και στο κινεζικό σύστημα TU2 με GB/T 5231. Όταν μια παραγγελία αγοράς ονομάζει μόνο μία ονομασία, οι άλλες παρέχουν τη διασταύρωση που απαιτείται για τον εισερχόμενο έλεγχο.
Το καθοριστικό χαρακτηριστικό της ποιότητας δεν είναι η προσθήκη κράματος αλλά η αφαίρεση οξυγόνου. Ο χαλκός χωρίς επεξεργασμένο οξυγόνο-απαιτείται να περιέχει 99,95% ελάχιστο χαλκό με οξυγόνο που διατηρείται στο 0,001% το μέγιστο, επομένως η δομή δεν περιέχει διεσπαρμένο οξείδιο του χαλκού. Αυτό το μοναδικό γεγονός εξηγεί σχεδόν κάθε πλεονέκτημα που προσφέρει το υλικό έναντι του συνηθισμένου χαλκού σκληρής πίσσας.
Στοιχεία σύνθεσης και ιδιοκτησίας
| Είδος | Καθορισμένη τιμή | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Χαλκός (Cu), συμπεριλαμβανομένου του ασημιού | 99,95% ελάχιστο | Η αγνότητα είναι η πηγή ιδιοκτησίας |
| Οξυγόνο (Ο) | 0,001% μέγιστο | Χωρίς δίκτυο οξειδίου του χαλκού |
| Ολικές ακαθαρσίες | 0,05% μέγιστο | Εξαιρείται ο χαλκός και το ασήμι |
| Ηλεκτρική αγωγιμότητα | 100% ελάχιστο IACS (58 MS/m) | Κάποιες ιδιοσυγκρασίες είναι λίγο πιο πάνω |
| Θερμική αγωγιμότητα | περίπου 390 W/(m K) | Χρησιμοποιείται για σχεδιασμό ψύκτρας και πηνίου |
| Πυκνότητα | 8,94 g/cm³ | Σταθερό για τον σφυρήλατο βαθμό |
| Εύρος τήξης | περίπου 1083 C | Ουσιαστικά ένα μόνο σημείο τήξης |
| Ανοπτημένη αντοχή εφελκυσμού | τυπικά 200-250 MPa | O60/O61 ήπια ιδιοσυγκρασία |
| Ανοπτημένη επιμήκυνση | συνήθως 40% ή περισσότερο | Υποστηρίζει βαθύ σχέδιο και λεπτό σχέδιο |
Γιατί δεν εμφανίζεται η «ασθένεια του υδρογόνου».
Ο χαλκός σκληρής πίσσας περιέχει οξυγόνο με τη μορφή σωματιδίων οξειδίου του χαλκού που κατανέμονται μέσω των κόκκων. Όταν ένα τέτοιο υλικό θερμαίνεται σε ατμόσφαιρα που περιέχει-υδρογόνο, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια της φωτεινής ανόπτησης ή ενός κύκλου συγκόλλησης, το υδρογόνο διαχέεται προς τα μέσα και αντιδρά με το οξείδιο για να σχηματίσει ατμό. Επειδή ο ατμός δεν μπορεί να διαφύγει από το στερεό μέταλλο, αυξάνεται η πίεση στα όρια των κόκκων και το υλικό ραγίζει εσωτερικά.
Στο C10200 το επίπεδο οξυγόνου είναι τόσο χαμηλό που ουσιαστικά δεν υπάρχει τίποτα με το οποίο να αντιδράσει το υδρογόνο, έτσι ώστε η ανόπτηση και η ελαττωτική{1}}ατμόσφαιρα συγκόλλησης μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς τον κίνδυνο διακοκκώδους ρωγμής. Αυτός είναι ο λόγος που ο βαθμός είναι υποχρεωτικός για διακόπτες κενού, σωλήνες πομπού και άλλες σφραγισμένες συσκευές όπου μια μικροσκοπική εσωτερική ρωγμή θα καταστρέψει μια σφράγιση κενού.
Διαδρομή Παραγωγής και Σημεία Τεχνικού Ελέγχου
Ο αναπαραγόμενος έλεγχος οξυγόνου εξαρτάται από το όλο τήγμα-για-τελική αλυσίδα παρά από ένα μόνο βήμα.
Προετοιμασία φόρτισης.Ως βασικό φορτίο χρησιμοποιείται καθοδικός χαλκός υψηλής καθαρότητας και το σκραπ είτε εξαιρείται είτε ταξινομείται πολύ προσεκτικά, ώστε τα επίπεδα ακαθαρσιών να παραμένουν εντός του συνολικού ορίου 0,05%.
Τήξη και χύτευση.Η τήξη πραγματοποιείται υπό κενό ή προστασία από αδρανές αέριο με χωνευτήριο γραφίτη και κάλυμμα αργού, ακολουθούμενη από συνεχή ή ημι{0}}χύτευση του μπιλιέτας.
Πλαστική εργασία.Οι εργασίες θερμής έλασης, ψυχρής έλασης, τραβήγματος και φινιρίσματος μετατρέπουν το billet σε λωρίδα, ράβδο, σωλήνα ή σύρμα. Οι μειώσεις ψυχρού άνω του 80% είναι εφικτές με ενδιάμεση ανόπτηση.
Παρακολούθηση οξυγόνου.Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μετράται με σύντηξη αδρανούς αερίου σε δείγματα που λαμβάνονται από τη χυτή δομή και από το τελικό προϊόν, καθώς η τιμή πρέπει να αποδεικνύεται αντί να θεωρείται.
Έλεγχος επιφάνειας.Η καθαριότητα και η λίπανση του ρολού αντιμετωπίζονται στενά, επειδή ο μαλακός χαλκός σημειώνει εύκολα και οι γρατσουνιές γίνονται απορριπτέα ελαττώματα της επιφάνειας μετά από φωτεινή ανόπτηση.
Τυπικές Εφαρμογές
Η ηλεκτρονική είναι η μεγαλύτερη πρίζα. Τα μολυβένια πλαίσια και το υλικό υποστρώματος επωφελούνται από την απουσία σωματιδίων οξειδίου, τα οποία κατά τα άλλα προάγουν τη δημιουργία φουσκαλών και τη διαστολή αερίου κατά τη συναρμολόγηση σε υψηλές{1} θερμοκρασία. Το ομοαξονικό καλώδιο υψηλής-συχνότητας βασίζεται σε εσωτερικούς αγωγούς C10200 για τη χαμηλή εξασθένηση που απαιτεί ο εξοπλισμός 5G και εκπομπής. Ο εξοπλισμός ισχύος χρησιμοποιεί την κατηγορία για ζυγούς, σωλήνες διακόπτη κενού και περιελίξεις μαγνήτη, όπου η χαμηλή εκροή αερίων και η σταθερή αγωγιμότητα έχουν σημασία. Το υλικό διαχείρισης θερμότητας, συμπεριλαμβανομένων των ψυκτών θερμότητας, των ψυχρών πλακών και των στοιχείων εναλλάκτη θερμότητας, χρησιμοποιεί τη θερμική αγωγιμότητα 390 W/(m K). Οι εφαρμογές αεροδιαστημικής και έρευνας περιλαμβάνουν σφραγίδες κενού, διόδους ψύξης και κρυογονικά στοιχεία πηνίου.
Αγορά και Τεχνικές Προοπτικές
Η αύξηση της ζήτησης για χαλκό-χωρίς οξυγόνο οφείλεται κυρίως στις διασυνδέσεις μπαταριών σε ηλεκτρικά οχήματα, στο υλικό ζυγών και μετατροπέων στα φωτοβολταϊκά συστήματα και στην αύξηση της απόδοσης δεδομένων στον εξοπλισμό επικοινωνιών. Από την τεχνική πλευρά, η έρευνα επικεντρώνεται στη βελτίωση των κόκκων για την αύξηση της αντοχής διατηρώντας την αγωγιμότητα και σε σύνθετες προσεγγίσεις που συνδυάζουν το χαλκό με τις αγώγιμες φάσεις άνθρακα. Και οι δύο κατευθύνσεις μοιράζονται τον ίδιο περιορισμό: οτιδήποτε προστίθεται για την αύξηση της αντοχής τείνει να μειώνει την αγωγιμότητα, επομένως η ισορροπία μεταξύ καθαρότητας και μηχανικής απόδοσης παραμένει το κεντρικό ερώτημα μηχανικής για αυτόν τον βαθμό.
FAQ
Ε: Είναι το TU2 πανομοιότυπο με το C10200;
Οι δύο ονομασίες περιγράφουν το ίδιο υλικό χωρίς οξυγόνο-χάλκινο. Το TU2 ορίζεται στα GB/T 5231 και C10200 στο σύστημα UNS, με το CW008A σύμφωνα με το EN 1412 ως ευρωπαϊκό ισοδύναμο.
Ε: Τι είναι η ευθραυστότητα του υδρογόνου;
Πρόκειται για εσωτερική ρωγμή που προκαλείται από το σχηματισμό ατμού όταν το υδρογόνο αντιδρά με σωματίδια οξειδίου του χαλκού σε υψηλή θερμοκρασία. Επειδή το C10200 δεν περιέχει σχεδόν καθόλου οξυγόνο, η αντίδραση δεν μπορεί να λάβει χώρα.
Ε: Ποιο επίπεδο οξυγόνου είναι αποδεκτό;
Η προδιαγραφή επεξεργασμένου προϊόντος απαιτεί 0,001% μέγιστο οξυγόνο, επαληθευμένο με δοκιμή σύντηξης αδρανούς αερίου σε δείγματα από κάθε θερμότητα.
Ε: Μπορεί το C10200 να σχεδιαστεί βαθιά;
Ναί. Η ήπια ιδιοσυγκρασία εμφανίζει επιμήκυνση 40% και άνω και οι μειώσεις του ψυχρού άνω του 80% είναι φυσιολογική πρακτική με ενδιάμεσα-ανόπτηση μεταξύ των περασμάτων.
Ε: Ποιες βιομηχανίες χρησιμοποιούν περισσότερο αυτόν τον βαθμό;
Κατασκευή ηλεκτρικής ενέργειας, ηλεκτρονικών και συσκευών κενού, ακολουθούμενη από την αεροδιαστημική, τη θερμική διαχείριση και την κατασκευή οργάνων υψηλών προδιαγραφών.
Ε: Απαιτείται χαμηλότερη-βαθμίδα οξυγόνου για την υπηρεσία ηλεκτρικής σκούπας;
Για τις πιο απαιτητικές σφραγισμένες συσκευές καθορίζεται μερικές φορές υψηλότερος βαθμός-καθαρότητας οξυγόνου-, αλλά το C10200 ικανοποιεί τη μεγάλη πλειονότητα των εφαρμογών κενού και μειωμένης-ατμόσφαιρας.
