TU1 無酸素銅-: 導電性、グレード、工業用途

TU1が指定するもの

TU1 は、GB/T 5231 で定義されている鍛銅系内の無酸素銅の中国語の呼称です。-このファミリーでは、文字 T は銅を表し、U は無酸素材料を表し、数字は純度レベルを示します。TU1 は 2 つの一般的なグレードの中でより厳密に管理されています。-組成は事実上、最低 99.97 パーセントの銅と銀であり、酸素は約 0.002 パーセント未満に抑えられており、リン含有グレードに見られるような意図的な脱酸残留物はありません。-

国際的には、TU1 は通常、ASTM B152 でカバーされる無酸素高導電率ファミリーに一致します。- C10100 (OFE とも呼ばれます) は、そのファミリーの中で最も要求の厳しい製品であり、酸素制限は百万分率で測定されます。一方、C10200 は汎用の-目的の無酸素グレードです-。購入者は、無酸素の指定が互換性があると考えるのではなく、正確な酸素制限と導電率の要件を確認する必要があります。-

導電性と物性

無酸素銅の商業的価値は、その電気的および熱的性能に依存しており、適切にアニールされた製品では、この性能は銅ファミリーの頂点に位置します。以下の表は、仕様および設計作業で通常見積もられる値を示しています。

導電率は溶解した不純物の影響を非常に受けやすいため、脱酸素のためにリンを少量添加するだけで導電率を大幅に下げることができます。 C12200 などのリン脱酸素グレードが低コストで機能する場合、TU1 とその同等品が決して指定されないのはこのためです。導電率の最後のパーセンテージ ポイントや酸化物粒子の有無が実際に重要となる用途には、無酸素ルートが存在します。-

酸素制限が重要な理由

銅中の酸素は気体としてではなく、主に粒界に亜酸化銅の粒子として存在します。高温の還元雰囲気では、水素が金属内に拡散し、それらの粒子と反応して蒸気を形成しますが、この蒸気は逃げることができません。結果として生じる内部圧力によって粒界の空隙が開き、材料が破損します。これは水素脆化として知られるメカニズムです。無酸素銅は酸化物粒子を除去するため、水素や割れたアンモニア雰囲気中でのろう付け、溶接、焼きなましをそのリスクなしで行うことができます。同じ清浄度は、酸化膜や揮発性物質が高真空装置を劣化させる真空サービスにも役立ちます。また、微細な伸線や精密機械加工を妨げる可能性のある異物を回避できます。{6}}

材質と製品形態

TU1 は、ロッド、バー、プレート、ストリップ、シート、チューブ、ワイヤーとして供給されます。 O60 と呼ばれることが多い軟質焼鈍は、最大の導電率と成形性が必要な場合に標準であり、バスバーや成形部品に一般的です。ハーフ-硬質および硬質焼戻しは、導電率を適度に犠牲にして強度を高め、剛性と寸法安定性が重要なストリップおよびワイヤ製品に使用されます。購入者は、必要な調質、該当する場合は粒度、寸法公差、および表面状態を明記する必要があります。これは、間違った調質の無酸素グレードは、プレスや曲げ金型での挙動が大きく異なる可能性があるためです。{6}}

TU1 無酸素銅が使用される場所-

電力エンジニアリング: 母線、開閉装置の導体、発電機と変圧器の巻線、および抵抗損失が設計コストの主な原因となる大電流接続。

電気および電子ハードウェア: -要求の厳しい基板上の高級ワイヤおよびケーブル、コネクタ、端子、導電性トレース。

高周波および真空デバイス: 導波管コンポーネント、共振空洞、マグネトロンおよび加速器部品。表面導電性とクリーンな真空に適合する構造の両方が必要です。-

超電導磁石システム: スタビライザーとマトリックス銅。クエンチ中に安全に電流を流すために非常に高い残留抵抗率が必要です。

医療機器および実験室機器: 安定した低抵抗率に依存する電気外科用電極、画像コンポーネントおよび精密機器部品。

通信システム: 高性能同軸ケーブル導体とアンテナ要素。-

建築芸術と装飾: 温かみのある自然の色と、無酸素素材の細かく均一な表面を利用した彫刻、外装材、デザイン要素。{0}}

加工と選択に関する注意事項

無酸素銅は、ろう付け、溶接、はんだ付けによって容易に接合でき、酸化物が含まれていないため、真空炉または水素炉でのリン脱酸グレードよりもきれいな接合が得られます。-アニーリングは、制御された低露点雰囲気で実行する必要があります。また、金属は、高温で銅を急速に侵食する硫黄や塩化物の汚染から遠ざける必要があります。銅はこれらの媒体中で応力腐食割れを起こしやすいため、特にアンモニアやアミンを含む環境にさらされるコンポーネントの場合、高い残留応力を残す成形操作の前に応力除去を行うことをお勧めします。{6}}光沢のある表面の耐摩耗性やはんだ付け性が優先される場合、通常は合金を変更するのではなく、無酸素基板上に錫またはニッケルめっきが適用されます。-

よくある質問

Q: TU1 は C10100 と同じですか?
これらは同じ無酸素ファミリーに属しますが、仕様は同一ではありません。- C10100 は最も厳しい酸素制限と最高の純度要件を課しますが、TU1 は GB/T 5231 組成によって定義されます。交換可能として扱う前に、用途に必要な酸素限界、導電率、焼き戻しを確認してください。

Q: 無酸素銅はなぜ通常の銅よりも高価なのでしょうか?{0}}
溶解、鋳造、および取り扱いのルートでは酸素を排除し、再汚染を防ぐ必要があり、歩留まりの損失が大きくなります。プレミアムは、異なるベースメタルではなく、予測可能な導電性、耐水素性、クリーンな微細構造を購入します。

Q: 無酸素銅は水素アニールに使用できますか?{0}?
はい、それがその主な利点の 1 つです。亜酸化銅の粒子が存在しないため、水素は内部蒸気圧を発生させることができず、同じ炉内での通常のタフピッチ銅に影響を与える脆化に耐えます。

Q: 銅が硬化すると導電性はどの程度低下しますか?
ドロップは小さいです。冷間加工により構造が変化し、導電率が若干低下しますが、リンなどの溶解不純物により導電率が大幅に低下します。バスバーや導体のほとんどの用途では、半分の硬さの焼き戻しでも許容可能な導電率が得られます。-

Q: 無酸素銅は他の銅よりも耐腐食性が優れていますか?{0}}
ほとんどの大気中で、その腐食挙動は他の高純度銅と同様です。その真の利点は、高温での還元および真空環境、および酸化物含有物が機能的欠陥となる用途にあります。

Q: 製造証明書では何を確認する必要がありますか?
グレードの指定、酸素含有量、銅と銀の含有量、IACS での導電率、焼き戻し、寸法、熱価を確認してください。重要な任務については、鋳造品の入力だけでなく、完成品のフォームについても導電率テストを報告する必要があります。