O que distingue o cobre puro do cobre sem oxigênio

Quando se trata de selecionar um metal que pode conduzir calor e eletricidade com eficiência, o cobre é a escolha óbvia. Por isso é considerado o padrão de condutividade elétrica para outros metais. Em um ambiente doméstico, o cobre não é tão propenso a corroer quanto em ambientes industriais, onde fatores como ácidos oxidados, compostos de enxofre e amônia e sais de metais pesados ​​oxidantes tendem a acelerar a corrosão. É por isso que muitas vezes é usado como metal base para todos os produtos elétricos e térmicos que usamos em nossas vidas diárias.

Para aplicações industriais, é importante proteger contra a corrosão em ambientes mais extremos – é aqui que o cobre sem 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 sem 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%, é conhecido como cobre comercialmente puro. No entanto, esses cobres são muito macios e dúcteis por natureza. 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 elétrica, mesmo 0,05% de impureza de arsênico pode diminuir a condutividade do cobre em 15%. Nesse sentido, o cobre isento de oxigênio oferece resistência mecânica aliada à alta condutividade, tudo em um.

O que é cobre livre de oxigênio?

O cobre livre de oxigênio (OFC) é o cobre que passou por um processo de refinamento eletrolítico para remover quase todo o nível de oxigênio. É o grau 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 do motor.

O cobre livre de oxigênio tem:

• Um perfil de condutividade rico.
• Alta imunidade à fragilização por hidrogênio.
• Propriedades criogênicas superiores.
• Excelente maleabilidade.

O cobre isento de 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 de cobre puro com cobre sem oxigênio

Vamos comparar o grau de cobre livre de oxigênio mais puro (C10100) com o cobre cromo zircônio (CuCrZr) que se assemelha ao cobre puro (Cu:98,6%-99,4%). A tabela abaixo compara algumas características importantes do metal de cobre puro versus cobre livre de oxigênio para ajudá-lo a reconhecer suas diferenças de aplicação.

Propriedades Gerais	OFC	CuCrZr
Formabilidade a frio	Excelente	Bom
Formabilidade a quente	Excelente	Bom
Recozimento	700°F a 1200°F	Abaixo de 1450°F
Condutividade elétrica	101% IACS	82% IACS
Condutividade térmica (Btu/sq. ft/ft. hr./°F a 68°F)	226	187
Taxa de usinabilidade	20%	20%

Propriedades de usinagem	OFC	CuCrZr
Soldagem	Excelente	Bom
Brasagem	Excelente	Justo
Soldagem por arco de proteção a gás	Bom	Justo
Soldagem de oxiacetileno	Justo	Não recomendado
Soldagem a arco de metal revestido	Não recomendado	Justo
Soldadura de costura	Não recomendado	Não recomendado
Soldagem de topo	Justo	Justo
Forjabilidade a quente	65%	Desconhecido

Resistência à corrosão	OFC	CuCrZr
Atmosférico	Bom	Bom
Fragilização por Hidrogênio	Excelente	Bom
Água marinha	Excelente	Bom
Quebra de estresse	Bom	Bom
Eletrolítico	Bom	Nenhum dado

Devido ao teor reduzido de oxigênio, o OFC oferece excelente conformabilidade e maior condutividade elétrica do que o cobre puro. Embora existam algumas pequenas diferenças nas características de usinagem entre cobre puro e cobre livre de oxigênio, eles apresentam alguns desafios comuns de usinagem.

Desafios de usinagem com ligas de cobre puro

Cobre puro e OFC oferecem condutividade excepcional e alta resistência à corrosão, mas são difíceis de usinar em comparação com cobres com oxigênio. As ligas de cobre com altos níveis de pureza são altamente dúcteis. Os cavacos grudam na ferramenta durante a usinagem e são difíceis de remover; assim, a ferramenta tem que exibir mais força a cada passagem para fazer o trabalho. Como resultado, o desgaste da ferramenta também é alto.

Para formar cavacos descontínuos semelhantes a agulhas durante a usinagem de OFC, os fabricantes adicionam elementos de quebra de cavacos, como chumbo, enxofre e telúrio. No entanto, estes podem reduzir a condutividade elétrica da liga se os elementos não forem usados ​​dentro de certos requisitos específicos.

As propriedades de usinagem do OFC são mais ou menos semelhantes às ligas de cobre contendo oxigênio com um perfil homogêneo. Ligas de cobre heterogêneas tendem a ter melhor usinabilidade.

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