Miedź-cyna

Gdy cyna (0,04-0,55%) jest dodawana do miedzi, otrzymany stop miedź-cyna ma wzrost wytrzymałości i odporności na zmiękczanie kosztem przewodności. Maksymalna dopuszczalna zawartość cyny jest podyktowana minimalną wymaganą przewodnością.

Dodanie telluru (0,005-0,05%), powoduje dalszy wzrost odporności na mięknięcie przy niewielkiej utracie przewodności.

Go to Quick Facts

History

Stopy te, opracowane w USA w latach 1960-1990 i produkowane w Europie od 1998 roku, są dostępne jako taśmy i druty o wysokiej przewodności. Od 1998 roku są stosowane na ramki ołowiane (CuSn0.15, CW117C), od 2010 roku na przewody samochodowe (CuSn0.5, CW129C), a od 2001 roku na przewody jezdne rowkowane w kolejkach podwieszanych (CuSn0.5, CW129C).

Miedź-cyna-tellur (0.005-0.05% telluru) (CuSn0.15Te, C14420) został opatentowany w USA w latach 1983-1987. Ma dobrą odporność na zmiękczanie w zakresie temperatur 200-427oC, z wartością IACS 99,8% i został opracowany jako alternatywa dla miedzi-kadmu i bardziej opłacalna alternatywa dla miedzi-srebra.

Obróbka cieplna

Są to stopy jednofazowe i nie mogą być utwardzane przez obróbkę cieplną. Mogą być wyżarzane w zakresie 550-650oC i odprężane w zakresie 150-200oC.

Zakres własności mechanicznych, przedstawiony w poniższej tabeli, jest rozwijany przez obróbkę na zimno.

W porównaniu z alternatywnymi stopami miedzi, stopy miedź-cyna są generalnie mocniejsze niż miedź twarda elektrolitycznie, miedź-srebro i miedź-żelazo, ale mniej mocne niż miedź-magnez i miedź-nikiel-krzem.

Właściwości

Przewodnictwo elektryczne

Wraz ze wzrostem % cyny wzrasta wytrzymałość i twardość, a przewodnictwo maleje (patrz tabela poniżej).

Wybrany zostanie stop z zawartością cyny, który daje wymaganą minimalną przewodność elektryczną (przy zachowaniu niezbędnych właściwości mechanicznych dla danego elementu).

Odporność na zmiękczanie

Czas połowicznego zmiękczania, w minutach (który jest zdefiniowany jako czas nagrzewania wymagany dla próbki obrabianej na zimno do zmniejszenia twardości do połowy wartości w pełni wyżarzonej), jest pokazany dla trzech stopów w poniższej tabeli

Korzystny wpływ cyny na zmiękczanie jest oczywisty, ale wybitny efekt jest efektem telluru, który jest skuteczny do 427oC, gdzie miedź-srebro zmiękło całkowicie. Dla porównania Cu-ETP zacznie mięknąć w temperaturze 150oC.

Fabrykacja

.

Miedź ta nie ulega kruchości parowej (wodorowej) podczas ogrzewania w atmosferze wodoru (redukcyjnej).

Obróbka

Ocena skrawalności wynosi 20%, co jest wartością sprawiedliwą (mosiądz do swobodnej obróbki wynosi 100%).

Odporność na korozję

Stopy te mają dobrą odporność na korozję atmosferyczną i pękanie w wyniku korozji naprężeniowej.

Zastosowania

Typowe zastosowania wymagające kombinacji określonej minimalnej przewodności elektrycznej, wysokiej plastyczności i zwiększonej wytrzymałości oraz odporności na zmiękczanie w porównaniu z czystą miedzią obejmują:

• Oprawki ołowiane (CW117C)*
• Połączenia
• Przełączniki i przekaźniki
• Zaciski
• Przewody wiązek samochodowych
• Przewody szynowe
• Nity

.

• Wkręty specjalne
• Kable sygnałowe do wiązek elektrycznych
• Skrętka rowkowana (CW129C)*

* Wymienione w normach BS EN

Dostępne formy

Miedź- cyna jest dostępna jako blacha.cyna jest dostępna w postaci arkuszy, taśmy i drutu. Miedź-cyna-tellurium jest dostępna jako taśma.

Specyfikacje

Poniżej znajdują się specyfikacje dla Europy i USA. Należy pamiętać, że dla USA, niektóre kompozycje nie są identyczne. Odpowiednie normy z innych krajów można znaleźć na stronie Copper Key.

Dalsze informacje na temat miedzi-cyny i innych materiałów przewodzących są dostępne w bazie wiedzy Copper Alloys.

Przykład zastosowania 1: Przewody samochodowe

Od 2010 roku drut z miedzi-cyny (0,25-0,35%), pole przekroju poprzecznego 0.13 mm2, o minimalnej przewodności 72% IACS i minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 620 N/mm2 jest stosowany razem z drutem miedziano-srebrnym i miedziano-magnezowym w wymagających warunkach dla przewodów samochodowych.

Przykład zastosowania 2: Rowkowany drut jezdny

Miedź-cyna jest jednym z głównych stopów używanych do produkcji drutu jezdnego dla francuskich kolei dużych prędkości. Jest on produkowany w celu spełnienia i przekroczenia wymagań normy europejskiej EN 50149:2012 Railway applications – Copper and copper alloy grooved contact wires.

Copper-tin contact wires have the correct balance between electrical and mechanical properties being more wear resistant compared to pure copper.

.