Cuivre CNC
Usinage

Le C110 (également connu sous le nom de cuivre à haute conductivité électrolytique ou cuivre ETP) est la qualité de cuivre commerciale la plus largement utilisée, avec une pureté minimale de 99,901 %. En usinage CNC, le C110 est utilisé partout où une conductivité électrique élevée, une conductivité thermique élevée et une résistance à la corrosion sont requises simultanément. Les applications typiques incluent les barres de bus électriques, les composants de mise à la terre, les dissipateurs de chaleur, les répartiteurs thermiques, les composants de contact électrique, les corps de bobines d'induction, les enceintes de blindage RF et les raccords de plomberie. Le C110 est le cuivre standard pour la plupart des applications industrielles et électriques qui ne nécessitent pas de soudure ou de brasage à l'atmosphère d'hydrogène.

C101 (Cuivre sans oxygène à haute conductivité, OFHC) est un grade de cuivre de qualité supérieure avec une pureté de cuivre de 99,99% ou plus et une teneur en oxygène inférieure à 0,001%. La différence principale avec le C110 est la teneur en oxygène quasi nulle. Le C110 contient 0,02–0,04% d’oxygène sous forme d’inclusions d’oxyde cuprique — celles-ci provoquent la fragilisation par hydrogène lors du chauffage en atmosphères contenant de l’hydrogène. Le C101 élimine totalement ce problème. De plus, la pureté supérieure du C101 lui confère une conductivité électrique légèrement meilleure (101% IACS contre 100% IACS) et il est préféré pour les applications à vide élevé, semi-conducteurs, scientifiques et cryogéniques où la contamination ou le dégazage doivent être minimisés.

T2 est la désignation standard chinoise GB/T pour le cuivre électrolytique à haute conductivité équivalent à ASTM C110. T2 a une teneur minimale en cuivre de 99,90% — équivalent fonctionnel du C110 pour toutes les applications d’usinage CNC. Lors de l’approvisionnement auprès de fabricants chinois ou de la fourniture à des clients chinois, T2 est la spécification standard ; ASTM C110 est l’équivalent international. Nous stockons et usinons les deux désignations et pouvons fournir des certificats de fabrication conformes à l’une ou l’autre norme.

Le cuivre pur (C110, C101, T2) est plus difficile à usiner que le laiton en raison de sa ductilité élevée et de sa tendance à produire des copeaux longs, filiformes et collants qui adhèrent aux outils de coupe. Contrairement au laiton qui possède du plomb comme brise-copeaux intégré, le cuivre pur nécessite un choix d'outil soigneux (géométrie tranchante, angle positif), des paramètres de coupe contrôlés, un liquide de refroidissement adéquat et une gestion des copeaux. Cependant, le cuivre se machine de manière significativement plus rapide et plus facile que l'acier inoxydable. Avec des outils et des paramètres appropriés, il est possible d'atteindre des tolérances serrées (±0,01 mm standard, ±0,005 mm réalisable) et une excellente finition de surface sur le C110 et le C101.

Le C110 (cuivre ETP) a une conductivité électrique de 100% IACS — c’est le matériau de référence contre lequel tous les autres métaux sont mesurés pour leur conductivité. Le C101 (cuivre sans oxygène) atteint 101% IACS grâce à sa pureté plus élevée. En comparaison : le laiton C360 a une conductivité d’environ 26% IACS, l’aluminium 6061 environ 43% IACS, et l’acier inoxydable 304 environ 2% IACS. La conductivité inégalée du cuivre en fait le premier choix pour toute application où la conductivité électrique ou thermique est la principale exigence d’ingénierie.

La tolérance standard d'usinage CNC pour le cuivre C110 et C101 est de ±0,01 mm. Des tolérances plus strictes de ±0,005 mm sont réalisables sur des caractéristiques de précision. La haute ductilité du cuivre signifie qu'il peut se déformer sous pression de serrage s'il n'est pas correctement soutenu — la conception du montage est importante pour les pièces en cuivre à paroi fine ou délicates. Pour les composants sous vide C101 et les pièces pour semi-conducteurs, la propreté de surface et le contrôle de la contamination pendant l'usinage sont aussi importants que la tolérance dimensionnelle.

Précisez le C101 plutôt que le C110 lorsque : (1) la pièce sera brasée ou recuite dans une atmosphère contenant de l’hydrogène — le C110 est susceptible à la fragilisation par hydrogène, le C101 ne l’est pas ; (2) l’application se trouve en environnement sous vide où un dégazage faible est requis, comme pour l’équipement semi-conducteur ou les composants de four sous vide ; (3) une conductivité électrique maximale est requise (101% IACS contre 100%) ; (4) l’application est cryogénique ; (5) la pièce sera utilisée dans des environnements de haute pureté où la teneur en oxygène doit être minimisée. Pour toutes les autres applications, le C110/T2 est suffisant et moins coûteux.

Les traitements de surface courants pour les pièces en cuivre usinées comprennent : le plaquage en argent (la conductivité électrique la plus élevée en surfaces de contact, standard pour les barres omnibus et connecteurs), le nickel sans plâtre (protection contre la corrosion, résistance à l’usure, couverture uniforme sur la géométrie interne), le plaquage en étain (soudable, alternative conforme à la norme RoHS à l’argent pour les pièces électriques), et le nettoyage chimique avec passivation BTA pour les pièces sous vide en C101. Le cuivre ne peut pas être anodisé — l’anodisation est spécifique aux alliages d’aluminium.