Quando lo stagno (0,04-0,55%) viene aggiunto al rame, la lega rame-stagno risultante ha un aumento della forza e della resistenza al rammollimento a spese della conduttività. Il contenuto massimo di stagno consentito è dettato dalla conduttività minima richiesta.
L’aggiunta di tellurio (0,005-0,05%), risulta in un ulteriore aumento della resistenza al rammollimento con poca perdita di conduttività.
- Vai ai fatti rapidi
- Storia
- Trattamento termico
- Proprietà
- Conducibilità elettrica
- Resistenza al rammollimento
- Fabbricazione
- Lavorabilità
- Resistenza alla corrosione
- Applicazioni
- Forme disponibili
- Specifiche
- Esempio di applicazione 1: Cavi conduttori automotive
- Esempio di applicazione 2: Filo di contatto scanalato
Vai ai fatti rapidi
Storia
Queste leghe, sviluppate negli USA tra il 1960 e il 1990 e prodotte in Europa dal 1998, sono disponibili come nastro e filo ad alta conduttività. Dal 1998, sono usate per i telai di piombo (CuSn0.15, CW117C), dal 2010 come cavi automobilistici (CuSn0.5, CW129C) e dal 2001 come filo di contatto scanalato delle rotaie aeree (CuSn0.5, CW129C).
Rame-stagno-tellurio (0,005-0,05% tellurio) (CuSn0.15Te, C14420) fu brevettato negli USA tra il 1983 e il 1987. Ha una buona resistenza al rammollimento nell’intervallo di temperatura 200-427oC, con un valore IACS del 99,8% ed è stata sviluppata come un’alternativa al rame-cadmio e un’alternativa più economica al rame-argento.
Trattamento termico
Sono leghe monofase e non possono essere indurite dal trattamento termico. Possono essere ricotti tra 550-650oC e sottoposti a stress tra 150-200oC.
La gamma di proprietà meccaniche, mostrata nella tabella sottostante, è sviluppata dalla lavorazione a freddo.
In confronto alle leghe di rame alternative, le leghe rame-stagno sono generalmente più forti del rame a passo duro elettrolitico, rame-argento e rame-ferro, ma meno forti di rame-magnesio e rame-nichel-silicio.
Proprietà
Conducibilità elettrica
Con l’aumento della % di stagno, la resistenza e la durezza aumentano e la conduttività diminuisce (vedi tabella sotto).
| % Stagno | % IACS |
| 0.1 | 98 |
| 0.15 | 88 |
| 0.2 | 83 |
| 0.5 | 70 |
Sarà scelta una lega con un contenuto di stagno che dia la conduttività elettrica minima richiesta (con le proprietà meccaniche necessarie per un componente).
Resistenza al rammollimento
Il tempo di mezzo rammollimento, in minuti (che è definito come il tempo di riscaldamento richiesto al campione lavorato a freddo per diminuire la sua durezza alla metà del suo valore completamente ricotto), è mostrato per tre leghe nella tabella qui sotto
L’effetto benefico dello stagno sul rammollimento è evidente ma l’effetto eccezionale è quello del tellurio che è efficace fino a 427oC dove il rame-argento si è rammollito completamente. In confronto, il Cu-ETP comincerà ad ammorbidirsi a 150oC.
Fabbricazione
| Processo | Valutazione |
| Formabilità a freddo | Eccellente |
| Formabilità a caldo | Eccellente |
| Saldatura | Eccellente |
| Brasatura | Eccellente |
| Saldatura ossiacetilenica | Buona |
| Saldatura ad arco con schermo di gas | Buona |
| Resistenza saldatura | Buona |
Questo rame non soffre di infragilimento da vapore (idrogeno) quando viene riscaldato in atmosfera di idrogeno (riducente).
Lavorabilità
Il grado di lavorabilità è del 20% che è giusto (l’ottone a lavorazione libera è del 100%).
Resistenza alla corrosione
Queste leghe hanno una buona resistenza alla corrosione atmosferica e alla tensocorrosione.
Applicazioni
Le applicazioni tipiche che richiedono la combinazione di una specifica conducibilità elettrica minima, alta duttilità e una maggiore forza e resistenza al rammollimento rispetto al rame puro includono:
- Telai di piombo (CW117C)*
- Pinature dei connettori
- Interruttori e relè
- Terminali
- Filo per cablaggio automobilistico
- Busbar
- Rivette
- Viti speciali
- Cavi di segnale per autoveicoli
- Filo di contatto scanalato (CW129C)*
* Elencato negli standard BS EN
Forme disponibili
Lo stagno di rame è disponibile in fogli.lo stagno è disponibile come foglio, nastro e filo. Il rame-stagno-tellurio è disponibile come nastro.
Specifiche
Di seguito le specifiche per l’Europa e gli Stati Uniti. Si noti che per gli Stati Uniti, alcune composizioni non sono identiche. Per gli standard equivalenti di altri paesi, visitare il sito web Copper Key.
Più informazioni sul rame-stagno, e altri materiali di conducibilità, sono disponibili presso la Copper Alloys Knowledge Base.
Esempio di applicazione 1: Cavi conduttori automotive
Dal 2010, il filo di rame-stagno (0,25-0,35%), area trasversale 0.13 mm2, con una conduttività minima del 72% IACS e una resistenza alla trazione minima di 620 N/mm2 è stato usato insieme a rame-argento e rame-magnesio in condizioni esigenti per i cavi conduttori dell’automobile.
Esempio di applicazione 2: Filo di contatto scanalato
Il rame-stagno è una delle principali leghe utilizzate per il filo di contatto delle ferrovie francesi ad alta velocità. È prodotto per soddisfare e superare i requisiti della norma europea EN 50149:2012 Applicazioni ferroviarie – Fili di contatto scanalati in rame e lega di rame.
I fili di contatto rame-stagno hanno il giusto equilibrio tra proprietà elettriche e meccaniche essendo più resistenti all’usura rispetto al rame puro.
