Happi{0}}kuparirivi on kuparia, joka ei sisällä happea eikä jäännöshapettajaa, minkä vuoksi se valitaan virtakiskoihin, johtavaan nauhaan ja tyhjiökomponentteihin, joissa johtavuus ja vetyhaurastumisen vapaus ratkaisevat sen, kestääkö osa käyttöikänsä. Materiaali toimitetaan pääosin TU1- ja TU2-laatuina, ja sekä sulatuskäytäntö että jälkimuovausreitti on valvottava tiukasti, jotta happi ei pääse metalliin.
Mitä hapeton{0}}kupari on?
Happivapaa{0}}kupari ei sisällä happea tai mitään hapettimen jäämiä. Lajilla on korkea sähkönjohtavuus, hyvä prosessointikyky, hitsattavuus, korroosionkestävyys ja suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa, ja siinä ei ole vetyhaurautta, vikatilaa, jossa höyryä muodostuu rakeiden rajoilla hehkutuksen aikana vetyä sisältävässä ympäristössä ja metalli halkeilee. Koska vaatimus asetetaan sekä kuparipitoisuudelle että materiaalin laadulle, hapeton -kupari on jaettu kahteen tasoon, TU1 ja TU2, kiinalaisessa muokatun kuparin standardissa GB/T 5231.
| Luokka | Kuparipitoisuus | Happitaso | Paikannus |
|---|---|---|---|
| TU1 | Suurempi tai yhtä suuri kuin 99,97 % | Erittäin matala | Korkein johtavuus ja puhtaus, korkea hinta |
| TU2 | Suurempi tai yhtä suuri kuin 99,95 % | Erittäin matala | Yleinen happi{0}}vapaa tulli edullisemmin |
Jos tuote on virtakisko tai raskas sähköä johtava osa, rivi tilataan myös kuparikiskojen, kuten ASTM B187/B187M, mukaan, kun taas nauha- ja levymuodot noudattavat ASTM B152:ta.
Sulatus- ja valuprosessi
Happiton{0}}kupari sulatetaan pääasiassa teho-taajuusydinduktiouuneissa. Sulan laadun takaamiseksi panoksen on täytettävä tiukat ehdot: raaka-aineen tulee olla elektrolyyttistä kuparia, joka sisältää yli 99,97 % Cu ja sinkkiä alle 0,003 %. Sulatuksen aikana on kiinnitettävä huomiota kaikkien kaasulähteiden vähentämiseen, ja kalsinoitua puuhiiltä käytetään peittävänä kerroksena kylvyn päällä; pieniä määriä fosforia voidaan lisätä myös hapettumisenestoaineena, mikäli spesifikaatiot sen sallivat. Harkot valetaan puolijatkuvalla valuprosessilla typpisuojauksessa tai päällystysaineen alla, valulämpötilassa 1150–1180 astetta. Kylvyn pitäminen alueen ylärajan alapuolella rajoittaa kaasunottoa-, kun taas puoli{12}}jatkuva reitti antaa suunnatun jähmettymisen, jota tarvitaan happi{13}}vapaan ydinäänen pitämiseen.
Uunin tyyppi: teho{0}}taajuusydinduktiouuni.
Latauslaatu: elektrolyyttinen kupari yli 99,97 % Cu, sinkki alle 0,003 %.
Sulamissuoja: kalsinoitu hiilikansi, alhainen kaasunpoisto-, valinnainen jäännösfosfori.
Valu: puoli{0}}jatkuva typen alla, 1150–1180 astetta.
Muotoilun suorituskyky
Happivapaalla-kuparilla on erinomaiset kylmä- ja kuumatyöstöominaisuudet. Sitä voidaan venyttää, valssata, suulakepuristaa, taivuttaa, lävistää, leikata, kehrätä, vääntää, takoa, kierteillä, pyällellä ja kääriä, ja sen muokattavuus on paras yleisimmistä kuparimateriaaleista saavuttaen noin 65 % taotun messingin vastaavasta. Kuumakäsittely suoritetaan 800–900 asteen alueella, jossa materiaali on pehmein ja uudelleenkiteytyy helposti. Koska laatu pysyy sitkeänä kylmätyöstön jälkeen, hapeton{7}}kuparirivi voidaan monissa tapauksissa taivuttaa ja lävistää valmiiksi kiskogeometriaan ilman välihehkutusta.
Hitsaus-, leikkaus- ja hiontatehokkuus
Happivapaa{0}}kupari on helppo sulattaa, pehmeäjuotista ja juottaa, ja se toimii hyvin kaasuvolframikaarihitsauksessa ja kaasumetallikaarihitsauksessa sekä happipolttokaasuhitsauksessa. Suojattua metallikaarihitsausta ja useimpia vastushitsausmenetelmiä ei suositella, koska kaari- tai kosketusresistanssi aiheuttaa vikoja helpommin kuin vaihtoehdot. Koneistuksessa laji ei ole vapaa-leikkausmateriaali: sen työstettävyys on noin 20 % vapaan-leikkausmessingin HPb63-3:n työstettävyydestä, joten lastuamisnopeudet, -syötöt ja työkalun geometria on säädettävä vastaavasti, ja hiomakuluminen hallitsee työkalun käyttöikää.
Hapen{0}}vapaan kuparin tärkeimmät käyttötarkoitukset
Happivapaa{0}}kupari on erittäin puhdasta, sillä on erinomainen sähkön- ja lämmönjohtavuus, hyvä kuumatyöstö ja hyvä hitsauskyky, ja siinä ei ole lainkaan tai vain vähän vetysairautta. Sitä käytetään pääasiassa sähköisiin tyhjiöinstrumenttien osiin, ja sitä käytetään laajalti virtakiskoissa, johtavissa nauhoissa, aaltoputkissa, koaksiaalikaapeleissa, tyhjiötiivisteissä, tyhjiöputkissa ja transistorikomponenteissa.
Teho ja kojeistot: virtakiskot, johtavat liuskat ja liitännät, joissa resistiivisten häviöiden tulee pysyä pieninä.
Tyhjiö ja elektroniikka: tyhjiötiivisteet, tyhjiöputket, transistorikomponentit ja instrumentointiosat.
Korkeataajuinen-siirto: aaltoputket ja koaksiaalikaapelin johtimet.
Lämpökäyttö: jäähdytyselementit ja komponentit, joissa lämmönjohtavuus on yhtä tärkeä kuin sähkönjohtavuus.
Laadunvalvontapisteet käytössä
Koska materiaalin arvo on sen puhtaudessa, tulee aina vahvistaa tehdastodistuksessa tai kokeella muutama ominaisuus: kuparipitoisuus yli laatutason, happipitoisuus laadun vaatimalla alhaisella tasolla, sähkönjohtavuus sekä pintavirheiden, kuten päällysteiden, sulkeumien ja oksidiläiskien, vapaus. Vetyhaurastumisen kestävyys osoitetaan tavallisesti hehkutuskokeella vetyatmosfäärissä, jossa vakaa hapeton -näyte taipuu halkeilematta. Taivutus-, litistys- ja raekoon-tarkistukset varmistavat sitten, että rivi on hehkutettu tasaisesti ja muodostuu ennustettavasti puristusjarrussa.
Usein kysytyt kysymykset
K: Mihin hapetonta{0}}kupaririviä käytetään?
Sitä käytetään virtakiskoihin, johtaviin nauhoihin, aaltojohtoihin, koaksiaalikaapeleihin, tyhjiötiivisteisiin, tyhjiöputkiin ja transistorikomponentteihin sekä sähköisiin tyhjiöinstrumenttien osiin, joissa alhainen resistanssi ja puhtaus ovat tärkeitä.
K: Mitä eroa on TU1:llä ja TU2:lla?
Molemmat ovat hapettomia{0}}laatuja, mutta TU1:llä on korkeampi kuparipitoisuus ja alhaisin happi- ja epäpuhtausaste, mikä antaa parhaan johtavuuden ja korkeimmat kustannukset, kun taas TU2 kattaa yleiset happivapaat tullit taloudellisemmin.
K: Miksi valulämpötilalla on niin paljon merkitystä?
Puoli-jatkuva valu 1150–1180 asteessa typpisuojauksen alaisena rajoittaa kaasun kerääntymistä-ja edistää suunnattua kiinteytymistä, joten harkon ydin pysyy happi-vapaana ja myöhemmin kylmätyöstö pysyy virheettömänä.
K: Mitkä hitsausmenetelmät sopivat hapettomalle-kuparille?
Fuusiohitsaus, pehmeäjuotto, kovajuotto, kaasuvolframikaarihitsaus, kaasumetallikaarihitsaus ja happi-polttoainekaasuhitsaus toimivat kaikki hyvin; suojattua metallikaarihitsausta ja useimpia vastushitsausmenetelmiä ei suositella.
K: Kuinka työstettävää on hapeton{0}}kupari?
Sen työstettävyys on noin 20 % vapaan-leikkausmessingin HPb63-3:n työstettävyydestä, joten se kuuluu vaikeasti--leikkattavaan ryhmään ja tarvitsee alhaisempia nopeuksia, ohjattuja syöttöjä ja hyvin tuettuja työkaluja.
K: Mitä tekemistä vetyhaurastumisella on happivapaan{0}}kuparin kanssa?
Vetyhaurastumista tapahtuu, kun metallissa oleva happi reagoi vedyn kanssa korkean lämpötilan -prosessoinnin aikana ja höyryä muodostuu rakeiden rajoilla. Hapen pitäminen poissa kuparista poistaa vikamekanismin, minkä vuoksi laatu sietää vety-hehkutusilmakehää.
