Reines Kupfer vs. sauerstofffreies Kupfer: Was sie unterscheidet

Wenn es um die Auswahl eines Metalls geht, das sowohl Wärme als auch Elektrizität effizient leiten kann, ist Kupfer die offensichtliche Wahl. Deshalb gilt es als Standard für die elektrische Leitfähigkeit anderer Metalle. In einer häuslichen Umgebung korrodiert Kupfer weniger leicht als in industriellen Umgebungen, wo Faktoren wie oxidierte Säuren, Schwefel- und Ammoniakverbindungen sowie oxidierende Schwermetallsalze die Korrosion beschleunigen. Deshalb wird es oft als Basismetall für all die elektrischen und thermischen Produkte verwendet, die wir im Alltag nutzen.

Für industrielle Anwendungen ist es wichtig, vor Korrosion in extremeren Umgebungen zu schützen – hier kann sauerstofffreies Kupfer zu einem unschätzbaren Material werden. Um Ihnen die richtige Wahl für Ihre Anwendung zu erleichtern, besprechen wir die Unterschiede zwischen reinem Kupfer und sauerstofffreiem Kupfer und listen die Eigenschaften jedes Materials auf.

Was ist reines Kupfer?

Wenn ein Metall einen Mindestkupfergehalt von 99,3 % aufweist, wird es als handelsüblich reines Kupfer bezeichnet. Solche Kupfer sind jedoch von Natur aus sehr weich und duktil. Deshalb werden oft andere Legierungselemente zu Kupfer hinzugefügt, um seine Eigenschaften für eine breite Palette von Anwendungen zu optimieren. In Bezug auf die elektrische Leitfähigkeit kann bereits eine Arsenverunreinigung von 0,05 % die Leitfähigkeit von Kupfer um 15 % verringern. In dieser Hinsicht bietet sauerstofffreies Kupfer mechanische Festigkeit bei hoher Leitfähigkeit – alles in einem.

Was ist sauerstofffreies Kupfer?

Sauerstofffreies Kupfer (OFC) ist Kupfer, das einem elektrolytischen Veredelungsprozess unterzogen wurde, um den Sauerstoffgehalt auf ein Spurenniveau zu reduzieren. Es ist der reinste kommerziell erhältliche Kupfergrad mit 99,99 % Kupfer und minimalen Verunreinigungen und wird für Anwendungen empfohlen, die überlegene Leitfähigkeit und Konnektivität erfordern, wie supraleitende Drähte, Leiterplatten, Röntgenröhren, Vakuumunterbrecher, Rotorstäbe und Motorspulen.

Sauerstofffreies Kupfer besitzt:

• Ein hervorragendes Leitfähigkeitsprofil
• Hohe Immunität gegen Wasserstoffversprödung
• Überlegene kryogene Eigenschaften
• Ausgezeichnete Verformbarkeit

Sauerstofffreies Kupfer ist in folgenden drei Güten erhältlich:

• C10100 (OFE): 99,99 % reines Kupfer mit 0,0005 % Sauerstoffgehalt
• C10200 (OF): 99,95 % reines Kupfer mit 0,001 % Sauerstoffgehalt
• C11000 (ETP): 99,9 % reines Kupfer mit 0,02 % bis 0,04 % Sauerstoffgehalt

Vergleich: Reines Kupfer vs. sauerstofffreies Kupfer

Vergleichen wir den reinsten sauerstofffreien Kupfergrad (C10100) mit Chrom-Zirkon-Kupfer (CuCrZr), der reinem Kupfer (Cu: 98,6 %–99,4 %) sehr ähnlich ist. Die folgende Tabelle vergleicht einige wichtige Metalleigenschaften von reinem Kupfer vs. sauerstofffreiem Kupfer, um Ihnen die anwendungsbezogenen Unterschiede zu verdeutlichen.

Durch den reduzierten Sauerstoffgehalt bietet OFC ausgezeichnete Umformbarkeit und höhere elektrische Leitfähigkeit als reines Kupfer. Obwohl es einige geringfügige Unterschiede in den Bearbeitungseigenschaften zwischen reinem Kupfer und sauerstofffreiem Kupfer gibt, zeigen sie gemeinsame Bearbeitungsherausforderungen.

Bearbeitungsherausforderungen bei reinen Kupferlegierungen

Reines Kupfer und OFC bieten außergewöhnliche Leitfähigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit, sind aber schwieriger zu bearbeiten als sauerstoffhaltige Kupfer. Kupferlegierungen mit hohen Reinheitsgraden sind hochduktil. Die Späne haften während der Bearbeitung am Werkzeug und sind schwer zu entfernen; daher muss das Werkzeug bei jedem Durchgang mehr Kraft aufbringen, um die Arbeit zu erledigen. Als Ergebnis ist der Werkzeugverschleiß ebenfalls hoch.

Um nadelförmige, diskontinuierliche Späne beim Zerspanen von OFC zu erzeugen, fügen Verarbeiter spanbrechende Elemente wie Blei, Schwefel und Tellur hinzu. Diese können jedoch die elektrische Leitfähigkeit der Legierung verringern, wenn die Elemente nicht innerhalb bestimmter spezifischer Anforderungen verwendet werden.

Die Bearbeitungseigenschaften von OFC sind mehr oder weniger ähnlich wie bei sauerstoffhaltigen Kupferlegierungen mit homogenem Profil. Heterogene Kupferlegierungen neigen zu besserer Zerspanbarkeit.

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