Quando se trata de selecionar um metal que possa conduzir calor e eletricidade de forma eficiente, o cobre é a escolha óbvia. É por isso que é considerado o padrão de condutividade elétrica para outros metais. Em um ambiente doméstico, o cobre não tem tanta probabilidade de sofrer corrosão quanto em ambientes industriais, onde fatores como ácidos oxidados, compostos de enxofre e amônia e sais oxidantes de metais-pesados tendem a acelerar a corrosão. É por isso que é frequentemente usado como metal base para todos os produtos elétricos e térmicos que usamos no dia a dia.
Para aplicações industriais, é importante proteger contra a corrosão em ambientes mais extremos-é aqui que o cobre-isento de oxigênio pode se tornar um material inestimável. Para ajudá-lo a fazer a escolha certa para sua aplicação, discutimos as diferenças entre cobre puro e cobre-livre de oxigênio e listamos as propriedades de cada um.
O que é cobre puro?
Quando um metal tem um teor mínimo de cobre de 99,3%, ele é conhecido como cobre comercialmente puro. No entanto, esses cobres são de natureza muito macia e dúctil. É por isso que outros elementos de liga são frequentemente adicionados ao cobre para otimizar suas propriedades para uma ampla gama de usos. No entanto, em termos de condutividade eléctrica, mesmo 0,05% de impureza de arsénico pode diminuir a condutividade do cobre em 15%. Nesse sentido, o cobre-isento de oxigênio oferece resistência mecânica aliada a alta condutividade, tudo em um.
O que é cobre-sem oxigênio?
O cobre-livre de oxigênio (OFC) é o cobre que passou por um processo de refinamento eletrolítico para remover todo o oxigênio, exceto vestígios. É o tipo de cobre comercial mais puro disponível, contendo 99,99% de cobre com uma quantidade mínima de impurezas e é altamente recomendado para aplicações que exigem condutividade e conectividade superiores, como fios supercondutores, PCBs, tubos de raios X-, interruptores a vácuo, barras de rotor e bobinas de motor.
O cobre-livre de oxigênio tem:
Um rico perfil de condutividade.
Alta imunidade à fragilização por hidrogênio.
Propriedades criogênicas superiores.
Excelente maleabilidade.
O cobre-sem oxigênio está disponível nos três graus a seguir:
C10100 (OFE): 99,99% de cobre puro com 0,0005% de teor de oxigênio
C10200 (OF): 99,95% de cobre puro com 0,001% de teor de oxigênio
C11000 (ETP): 99,9% de cobre puro com teor de oxigênio de 0,02% a 0,04%
Comparação entre cobre puro e cobre livre de oxigênio-
| Propriedades Gerais | OFFC | CuCrZr |
| Formabilidade a frio | Excelente | Bom |
| Formabilidade a quente | Excelente | Bom |
| Recozimento | 700 graus F a 1200 graus F | Abaixo de 1450 graus F |
| Condutividade elétrica | 101% IACS | 82% SIGC |
| Condutividade térmica (Btu/pés quadrados/pés. hora/grau F a 68 graus F) | 226 | 187 |
| Taxa de usinabilidade | 20% | 20% |
| Propriedades de usinagem | OFFC | CuCrZr |
| De solda | Excelente | Bom |
| Brasagem | Excelente | Justo |
| Soldagem a arco com proteção de gás | Bom | Justo |
| Soldagem oxiacetileno | Justo | Não recomendado |
| Soldagem a arco de metal revestido | Não recomendado | Justo |
| Soldagem de costura | Não recomendado | Não recomendado |
| Soldagem de topo | Justo | Justo |
| Forjabilidade a quente | 65% | Desconhecido |
| Resistência à corrosão | OFFC | CuCrZr |
| Atmosférico | Bom | Bom |
| Fragilização por Hidrogênio | Excelente | Bom |
| Água marinha | Excelente | Bom |
| Rachadura de estresse | Bom | Bom |
| Eletrolítico | Bom | Sem dados |
Desafios de usinagem com ligas de cobre puro
O cobre puro e o OFC oferecem condutividade excepcional e alta resistência à corrosão, mas são difíceis de usinar em comparação aos cobres que contêm oxigênio. Ligas de cobre com altos níveis de pureza são altamente dúcteis. Os cavacos aderem à ferramenta durante a usinagem e são difíceis de remover; portanto, a ferramenta precisa exibir mais força a cada passagem para realizar o trabalho. Como resultado, o desgaste da ferramenta também é elevado.
Para formar cavacos descontínuos-em forma de agulha durante a usinagem de OFC, os fabricantes adicionam elementos-quebradores de cavacos, como chumbo, enxofre e telúrio. No entanto, estes podem reduzir a condutividade elétrica da liga se os elementos não forem utilizados dentro de certos requisitos específicos.
As propriedades de usinagem do OFC são mais ou menos semelhantes às das ligas de cobre contendo oxigênio com um perfil homogêneo. Ligas de cobre heterogêneas tendem a ter melhor usinabilidade.
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