Czym jest taśma miedziana C19400? Skład, normy i zastosowanie
Jeśli zakupujesz paski miedziane do złączek, zacisków lub ramki przewodów, prawdopodobnie widziałeś już oznaczenie C19400 obok zwykłej miedzi i mosiądzu, często po podobnej cenie, ale z zupełnie innymi danymi technicznymi stojącymi za tym materiałem. W niniejszym artykule omówiono, czym właściwie jest ten stop, jak jest on oznaczany w różnych normach oraz gdzie powinien znaleźć się na liście krótkiej materiałów.
Stop miedzi zawierający 2% żelaza
C19400 to wysokomiedziowy stop zawierający około 2,1–2,6% żelaza oraz niewielkie ilości fosforu i cynku. Żelazo nie rozpuszcza się całkowicie w macierzy miedziowej; tworzy drobne, równomiernie rozproszone cząstki, które hamują ruch dyslokacji i spowalniają wzrost ziaren podczas nagrzewania. Fosfor pełni funkcję utleniacza w stopie i pomaga kontrolować wielkość tych cząstek, natomiast cynk zwiększa odporność na rozwój „włosek cynowych” oraz mięknięcie po pokryciu metalicznym.
Wynikiem praktycznym jest materiał, który zachowuje dużą część przewodności miedzi, jednocześnie cechując się właściwościami mechanicznymi znacznie bliższymi stopów konstrukcyjnych. Powszechnie nazywany jest miedzią żelazową, brązem żelaznym lub – zgodnie z europejską klasyfikacją – CuFe2P.
Oznaczenia międzystandardowe
Ten sam stop występuje w co najmniej czterech systemach nazewnictwa. W przypadku porównywania ofert z różnych regionów oznaczenia te są w większości przypadków wzajemnie wymienne:
Standard |
Oznaczenie |
Specyfikacja |
Region |
UNS / ASTM |
C19400 |
ASTM B465 |
Ameryka Północna |
EN |
CuFe2P / CW107C |
EN 1652, EN 1654 |
Europa |
JIS |
C1940 |
JIS H3100, JIS H3130 |
Japonia |
GB/T |
C19400 (TFe2.5) |
GB/T 2059 |
Chiny |
Należy zauważyć, że norma ASTM B465 obejmuje płyty, blachy, taśmy i pręty walcowane, podczas gdy normy EN 1652 i EN 1654 oddzielają produkty ogólnego przeznaczenia od materiałów przeznaczonych na sprężyny i łączniki. Gdy na rysunku podano normę EN 1654, wymagania dotyczące stanu wykończenia (temperu) oraz gięcia są surowsze niż w ogólnej normie, dlatego warto podać pełną nazwę normy, a nie tylko numer stopu w zapytaniu.
Skład chemiczny
Granice zgodnie z normą ASTM B465, w procentach wagowych:
Element |
Zawartość (%) |
Funkcja |
Cu (w tym Ag) |
min. 97,0 |
Metal podstawowy — przewodność elektryczna |
Fe |
2,1 – 2,6 |
Wzmocnienie dyspersyjne, odporność na mięknięcie |
P |
0,015 – 0,15 |
Środek dezoksydacyjny, kontroluje wielkość cząstek |
Zn |
0,05 – 0,20 |
Poprawia proces pokrywania i zachowanie się wąsów krystalicznych |
PB |
maks. 0,03 |
Limit zanieczyszczeń |
Właściwości fizyczne
Nieruchomości |
Metryczny |
Imperium |
Gęstość |
8,78 g/cm³ |
0,317 lb/in³ |
Przewodnictwo elektryczne |
60–65 % IACS |
60–65 % IACS |
Przewodność cieplna |
ok. 260 W/(m·K) |
ok. 150 Btu/(ft·h·°F) |
Moduł elastyczności |
121 GPa |
17 500 ksi |
Rozszerzalność termiczna (20–300 °C) |
ok. 16,5 × 10⁻⁶ /K |
ok. 9,2 × 10⁻⁶ /°F |
Wytrzymałość na rozciąganie (zakres temprowania) |
310–550 MPa |
45–80 ksi |
Dwie liczby wyjaśniają główną popularność tego stopu. Przewodność elektryczna wynosząca 60–65 % IACS jest mniej więcej dwie i pół razy wyższa niż przewodność mosiądzu C26000, a wytrzymałość na rozciąganie w twardszych tempach znacznie przekracza wartość osiąganą przez miedź czystą. Nie mniej istotne jest to, że stop C19400 zachowuje swoją wytrzymałość po krótkich cyklach nagrzewania występujących podczas lutowania pastą i procesu suszenia powłok, podczas których miedź czysta zaczyna się odprężać. Szczegóły tego zachowania stanowią temat kolejnego artykułu z tej serii.
