Wanneer tin (0,04-0,55%) aan koper wordt toegevoegd, heeft de resulterende koper-tinlegering een toename in sterkte en verwekingsweerstand ten koste van het geleidingsvermogen. Het maximaal toegestane tingehalte wordt bepaald door het minimaal vereiste geleidingsvermogen.
De toevoeging van tellurium (0,005-0,05%), resulteert in een verdere toename van de verwekingsweerstand met weinig verlies van geleidingsvermogen.
Ga naar Quick Facts
Geschiedenis
Deze legeringen, ontwikkeld in de VS tussen 1960 en 1990 en vervaardigd in Europa sinds 1998, zijn verkrijgbaar als band en draad met hoge geleidbaarheid. Sinds 1998 worden ze gebruikt voor loodframes (CuSn0.15, CW117C), sinds 2010 als autokabels (CuSn0.5, CW129C) en sinds 2001 als gegroefde rijdraad voor bovenleidingen (CuSn0.5, CW129C).
Koper-tin-tellurium (0,005-0,05% tellurium) (CuSn0.15Te, C14420) werd tussen 1983 en 1987 in de VS gepatenteerd. Het heeft een goede verwekingsweerstand in het temperatuurbereik 200-427oC, met een IACS-waarde van 99,8% en werd ontwikkeld als een alternatief voor koper-cadmium en een kosteneffectiever alternatief voor koper-zilver.
Warmtebehandeling
Het zijn eenfasige legeringen en kunnen niet door warmtebehandeling worden gehard. Ze kunnen worden gegloeid tussen 550-650oC en spanningsarm gemaakt tussen 150-200oC.
Het bereik van mechanische eigenschappen, weergegeven in de tabel hieronder, wordt ontwikkeld door koudbewerking.
In vergelijking met alternatieve koperlegeringen, zijn koper-tin legeringen over het algemeen sterker dan elektrolytisch taai koper, koper-zilver en koper-ijzer, maar minder sterk dan koper-magnesium en koper-nikkel-silicium.
Eigenschappen
Elektrisch geleidingsvermogen
Naarmate het percentage tin toeneemt, nemen sterkte en hardheid toe en neemt het geleidingsvermogen af (zie onderstaande tabel).
| % tin | % IACS |
| 0.1 | 98 |
| 0.15 | 88 |
| 0.2 | 83 |
| 0.5 | 70 |
Een legering met een tingehalte dat het vereiste minimale elektrische geleidingsvermogen geeft (met de noodzakelijke mechanische eigenschappen voor een onderdeel), zal worden geselecteerd.
Weerstand tegen verweking
De halfverhardingstijd, in minuten (die wordt gedefinieerd als de verwarmingstijd die nodig is voor het koud gemaakte monster om de hardheid te verminderen tot de helft van de volledig uitgegloeide waarde), wordt voor drie legeringen in de tabel hieronder getoond
Het gunstige effect van tin op de verweking is duidelijk, maar het opmerkelijke effect is dat van tellurium dat effectief is tot 427oC waar koper-zilver volledig is verward. Ter vergelijking: Cu-ETP begint zacht te worden bij 150oC.
Fabricage
| Proces | Rating |
| Koude vervormbaarheid | Uitstekend |
| hete vervormbaarheid | Uitstekend |
| Solderen | Uitstekend |
| Vlambranden | Uitstekend |
| Oxyacetyleen lassen | Goed |
| Gasbeschermingsbooglassen | Goed |
| Weerstands lassen | Fair |
Dit koper lijdt niet aan stoom (waterstof) verbrossing bij verhitting in een waterstof (reducerende) atmosfeer.
Bewerking
De bewerkbaarheid is 20%, wat redelijk is (messing voor vrije bewerking is 100%).
Corrosiebestendigheid
Deze legeringen zijn goed bestand tegen atmosferische corrosie en scheurvorming door spanningscorrosie.
Toepassingen
Typische toepassingen die de combinatie van een specifiek minimaal elektrisch geleidingsvermogen, hoge ductiliteit en verbeterde sterkte en verwekingsweerstand in vergelijking met zuiver koper vereisen, omvatten:
- Lead frames (CW117C)*
- Connector pennen
- Switches en relais
- Terminals
- Automotive harness wire
- Busbars
- Rivets
- Speciale schroeven
- Automotive conductor signal kabels
- Railway groef contact draad (CW129C)*
* Genoteerd in BS EN normen
Beschikbare vormen
Copper-tin is verkrijgbaar als plaat, strip en draad. Koper-tin-tellurium is verkrijgbaar als strip.
Specificaties
Hieronder staan de specificaties voor Europa en de VS. Merk op dat voor de VS sommige samenstellingen niet identiek zijn. Voor gelijkwaardige normen uit andere landen, bezoek de Copper Key website.
Meer informatie over koper-tin, en andere geleidende materialen, is beschikbaar op de Copper Alloys Knowledge Base.
Toepassingsvoorbeeld 1: Automotive Conductor Cables
Sinds 2010, koper-tin draad (0,25-0,35%), met een doorsnede van 0.13 mm2, met een minimaal geleidingsvermogen van 72% IACS en een minimale treksterkte van 620 N/mm2 wordt sinds 2010 samen met koper-zilver en koper-magnesium gebruikt in veeleisende omstandigheden voor autogeleiderkabels.
Toepassingsvoorbeeld 2: Gegroefde rijdraad
Koper-tin is een van de belangrijkste legeringen die worden gebruikt voor rijdraad voor de Franse hogesnelheidsspoorwegen. Het wordt geproduceerd om te voldoen aan de eisen van de Europese norm EN 50149:2012 Railtoepassingen – Gegroefde rijdraden van koper en koperlegeringen.
Koper-tin rijdraden hebben de juiste balans tussen elektrische en mechanische eigenschappen en zijn slijtvaster dan zuiver koper.
