Quando se adiciona estanho (0,04-0,55%) ao cobre, a liga de cobre-estanho resultante tem um aumento da resistência e da resistência de amolecimento em detrimento da condutividade. O conteúdo máximo de estanho permitido é ditado pela condutividade mínima requerida.
A adição de telúrio (0,005-0,05%), resulta em um aumento adicional na resistência de amolecimento com pouca perda de condutividade.
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História
Estas ligas, desenvolvidas nos EUA entre 1960 e 1990 e fabricadas na Europa desde 1998, estão disponíveis como lâminas e fios de alta condutividade. Desde 1998, são utilizadas para armações de chumbo (CuSn0.15, CW117C), desde 2010 como cabos automotivos (CuSn0.5, CW129C) e desde 2001 como fio de contato ranhurado para trilho aéreo (CuSn0.5, CW129C).
Cobre-testanho-tellúrio (0,005-0,05% telúrio) (CuSn0.15Te, C14420) foi patenteada nos EUA entre 1983 e 1987. Possui boa resistência ao amolecimento na faixa de temperatura 200-427oC, com um valor IACS de 99,8% e foi desenvolvido como uma alternativa ao cobre-cádmio e uma alternativa mais econômica ao cobre-prata.
Heat Treatment
Tratamento térmico
Tratamento térmico é uma liga monofásica e não pode ser endurecida por tratamento térmico. Podem ser recozidas entre 550-650oC e aliviadas entre 150-200oC.
A gama de propriedades mecânicas, apresentada na tabela abaixo, é desenvolvida por trabalho a frio.
Em comparação com as ligas alternativas de cobre, as ligas de cobre-estanho são geralmente mais fortes do que o cobre de passo duro electrolítico, cobre-prata e cobre-ferro, mas menos fortes do que o cobre-magnésio e o cobre-níquel-silício.
Propriedades
Condutividade Eléctrica
Enquanto a % de estanho aumenta, a resistência e dureza aumenta e a condutividade diminui (ver tabela abaixo).
| % Estanho | % IACS |
| 0.1 | 98 |
| 0.15 | 88 |
| 0.2 | 83 |
| 0.5 | 70 |
Será seleccionada uma liga com um teor de estanho que dê a condutividade eléctrica mínima necessária (com as propriedades mecânicas necessárias para um componente).
Resistência ao amolecimento
O tempo de amolecimento, em minutos (que é definido como o tempo de aquecimento necessário para que a amostra trabalhada a frio diminua a sua dureza para metade do seu valor totalmente recozido), é mostrado para três ligas na tabela abaixo
O efeito benéfico do estanho no amolecimento é evidente, mas o efeito notável é o do telúrio, que é eficaz até 427oC, onde a prata-cobre amoleceu completamente. Em comparação, o Cu-ETP começará a amolecer a 150oC.
Fabricação
| Processo | Classificação |
| Formabilidade a frio | Excelente |
| Formabilidade quente | Excellent |
| Soldadura | Excellent |
| Brazing | Excellent |
| Soldadura oxiacetilénica | Bom |
| Soldadura por arco de protecção a gás | Bom |
| Resistência soldadura | Fair |
Este cobre não sofre de fragilização por vapor (hidrogénio) quando aquecido numa atmosfera de hidrogénio (redutor).
Maquinagem
A classificação de maquinabilidade é de 20%, o que é justo (o latão de maquinagem livre é 100%).
Resistência à corrosão
Estas ligas têm boa resistência à corrosão atmosférica e à fissuração por corrosão sob tensão.
Aplicações
Aplicações típicas que requerem a combinação de uma condutividade elétrica mínima específica, alta ductilidade e maior resistência e resistência ao amolecimento em comparação com o cobre puro incluem:
- Estruturas de chumbo (CW117C)*
- Pinos de ligação
- Comutadores e relés
- Términas
- Fio de arnês automotivo
- Barras de bus
- Rivetas
- Parafusos especiais
- Cabos de sinal de condutor automotivo
- Cabos de contato ranhurados (CW129C)*
* Listado em BS EN Standards
Formulários disponíveis
Cobre-lata está disponível como folha, Tira e arame. O telúrio de cobre e estanho está disponível como tira.
Especificações
Below são as especificações para a Europa e os EUA. Note que para os EUA, algumas composições não são idênticas. Para padrões equivalentes de outros países visite o site Copper Key.
Outras informações sobre cobre-estanho, e outros materiais de condutividade, está disponível na Base de Conhecimento de Ligas de Cobre.
Exemplo de aplicação 1: Cabos condutores automotivos
Desde 2010, fio de cobre-estanho (0,25-0,35%), área transversal 0.13 mm2, com condutividade mínima de 72% IACS e resistência mínima à tração de 620 N/mm2 tem sido usado junto com cobre-prata e cobre-magnésio em condições exatas para cabos condutores de automóveis.
Aplicação Exemplo 2: Fio de contato ranhurado
Cobre-estanho é uma das principais ligas utilizadas para o fio de contato para as ferrovias francesas de alta velocidade. É produzido para satisfazer e exceder os requisitos da Norma Europeia EN 50149:2012 Aplicações ferroviárias – Fios de contacto ranhurados em liga de cobre e cobre.
Fios de contacto cobre-estanho têm o equilíbrio correcto entre propriedades eléctricas e mecânicas sendo mais resistentes ao desgaste em comparação com o cobre puro.
