Cobre Livre de Oxigênio: Condutividade Premium e Aplicações Resistentes à Corrosão

Depois da prata, o cobre é o material mais condutivo disponível, com fiação de cobre 66% mais condutiva que fios de alumínio do mesmo tamanho. Para transferir a mesma corrente em um fio de cobre 8 AWG, um condutor de alumínio 6 AWG até 25% mais espesso é necessário.

No entanto, o cobre é propenso a corrosão e pode ficar esverdeado quando exposto ao oxigênio — esse efeito pode ser visto em moedas antigas ou na Estátua da Liberdade. Removendo o oxigênio do cobre, produz-se cobre livre de oxigênio (OFC), melhorando dramaticamente sua resistência à corrosão. Usar OFC traz benefícios óbvios de maior fluxo de corrente, eficiência de condução melhorada e tensão ambiental reduzida.

Abaixo, detalhamos os diferentes graus de cobre livre de oxigênio e alguns dos benefícios e desafios do uso de OFC para que você possa fazer a compra certa para sua aplicação.

Graus de Cobre Livre de Oxigênio e Seus Benefícios

Cobre livre de oxigênio representa o material de cobre que passou por refino eletrolítico para remover todo (quase 99,99%) oxigênio, exceto nível residual. Removendo oxigênio e outras impurezas, o cobre atinge condutividade superior e torna-se menos suscetível à corrosão.

Tipos de Cobre Livre de Oxigênio

Existem três graus de cobre livre de oxigênio, detalhados abaixo.

• C10100
  C10100 é designado como OFE, ou livre de oxigênio eletrônico, e atinge classificação mínima de condutividade de 101% IACS sob condições recozidas. C10100 é recomendado para aplicações que requerem alta ductilidade e condutividade elétrica e térmica.
• C10200
  C10200 é 99,95% cobre puro. É escolha ideal quando o material precisa de forte resistência contra trinca por corrosão sob tensão. Também tem excelente condutividade, soldagem e características de solda branda, como C10100.
• C11000
  C11000 também é conhecido como cobre de passo eletrolítico duro, ou ETP. Embora seja 99,9% puro, o cobre ETP contém mais oxigênio que o OFE, com OFE tendo menos de 10 ppm de oxigênio, enquanto ETP contém mínimo de 150 ppm de oxigênio. No entanto, ETP é o grau mais comumente usado por suas qualidades inerentes de fabricação.

Abaixo está um resumo dos graus de cobre livre de oxigênio, junto com seus teores de oxigênio, níveis de pureza e aplicações.

Benefícios do Uso de Cobre Livre de Oxigênio

Usar OFC pode ser benéfico para aplicações específicas. Abaixo, exploramos alguns desses benefícios em mais detalhes.

Condutividade Elétrica Excepcional

Durante a fabricação de OFC, o cobre é processado na presença de carbono para remover qualquer oxigênio presente. Um alto nível de pureza, acoplado à ausência de oxigênio, permite mais corrente passar pelo mesmo tamanho de condutor. Assim, OFC é especificamente usado para cabos de bateria, bobinas de indução e aquecedores de ambiente.

Alta Capacidade Térmica

Devido à maior condutividade, fios de cobre OFC não aquecem tão rapidamente quanto outros metais como alumínio. Como resultado, também têm resistência térmica e condutividade térmica superiores. Indústrias confiam neles pesadamente para aplicações de alta temperatura como fornos de aquecimento por indução.

Excelente Resistência à Fragilização por Hidrogênio

Cobres livres de oxigênio alcançam excelente resistência contra fragilização por hidrogênio ocorrendo em ambientes eletroquímicos úmidos. Por sua maleabilidade, soldabilidade e falta de reatividade em águas livres de oxigênio, a Finlândia está até usando recipientes de cobre para armazenar resíduos nucleares dentro de uma planta de encapsulamento.

Excelentes Propriedades de Fabricação

Todos os graus de cobre livre de oxigênio são bons para usinagem, com excelente classificação de usinabilidade de 20 (100 é mais difícil de usinar). Têm excelentes propriedades de trabalho a quente e a frio. Todos os graus são ideais para solda branda, brasagem e soldagem a arco com gás de proteção. No entanto, solda por pontos e solda por costura não são recomendadas.

Desafios com Uso de Cobre Livre de Oxigênio

Entre todos os graus de cobre livre de oxigênio, C101 difere dos demais em seu método de processamento, pois a fusão e vazamento de C101 são realizados em ambiente livre de oxigênio. Considerando a complexidade de produção, cobres C101 são o grau mais caro; assim, é imperativo utilizar C101 com cuidado, especialmente durante o processo de corte, para minimizar desperdício. Se você não tem a infraestrutura necessária para cortar C101 com precisão ou a expertise para reciclar desperdício a seu favor, pode ser benéfico terceirizar sua serragem de metal para um fornecedor confiável.

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