Cuivre sans oxygène : conductivité premium et applications résistantes à la corrosion

Après l'argent, le cuivre est le matériau le plus conducteur disponible, avec un câblage en cuivre 66 % plus conducteur que des fils d'aluminium de même taille. Pour transporter la même quantité de courant dans un fil de cuivre 8 AWG, un conducteur d'aluminium 6 AWG jusqu'à 25 % plus épais est requis.

Cependant, le cuivre est sujet à la corrosion et peut devenir verdâtre lorsqu'il est exposé à l'oxygène — cet effet peut être vu sur de vieilles pièces de monnaie ou la Statue de la Liberté. En retirant l'oxygène du cuivre, on produit du cuivre sans oxygène (OFC), améliorant considérablement sa résistance à la corrosion. L'utilisation de l'OFC s'accompagne d'avantages évidents : flux de courant plus élevé, efficacité de conduction améliorée et contrainte environnementale réduite.

Ci-dessous, nous détaillons les différents grades de cuivre sans oxygène et certains des avantages et défis de l'utilisation de l'OFC afin que vous puissiez faire le bon achat pour votre application.

Grades de cuivre sans oxygène et leurs avantages

Le cuivre sans oxygène représente le matériau cuivre qui a subi un raffinage électrolytique pour éliminer tout (presque 99,99 %) l'oxygène sauf un niveau de trace. En éliminant l'oxygène et d'autres impuretés, le cuivre atteint une conductivité supérieure et devient moins sensible à la corrosion.

Types de cuivre sans oxygène

Il y a trois grades de cuivre sans oxygène, détaillés ci-dessous.

• C10100
  Le C10100 est désigné comme OFE, ou sans oxygène électronique, et atteint un indice de conductivité minimum de 101 % IACS sous conditions recuites. Le C10100 est recommandé pour les applications nécessitant une haute ductilité ainsi qu'une conductivité électrique et thermique.
• C10200
  Le C10200 est du cuivre pur à 99,95 %. C'est un choix idéal lorsque le matériau a besoin d'une forte résistance contre la fissuration par corrosion sous contrainte. Il a également d'excellentes caractéristiques de conductivité, de soudage et de brasage, comme le C10100.
• C11000
  Le C11000 est également connu sous le nom de cuivre à poches électrolytiques dures, ou ETP. Bien qu'il soit pur à 99,9 %, le cuivre ETP contient plus d'oxygène que le cuivre OFE, l'OFE ayant moins de 10 ppm d'oxygène, tandis que l'ETP contient un minimum de 150 ppm d'oxygène. Cependant, l'ETP est le grade le plus couramment utilisé pour ses qualités de fabrication inhérentes.

Ci-dessous se trouve un résumé des grades de cuivre sans oxygène, avec leurs teneurs en oxygène, niveaux de pureté et applications.

Grade OFC	Teneur en oxygène	Pureté	Application
C10100	0,0005 %	99,99 %	Redresseurs automobiles Conducteurs de bus Câbles coaxiaux Base de composant transistor Résonateurs de cavité Soudures verre-métal
C10200	0,001 %	99,95 %	Conducteurs électriques Câbles coaxiaux Tube de moule à lingot Klystrons Radiateurs
C11000	0,02 % - 0,04 %	99,9 %	Fixations de soudage Fils d'apport Brins de mise à la terre Anodes Conducteurs de bus

Avantages de l'utilisation du cuivre sans oxygène

L'utilisation de l'OFC peut être bénéfique pour des applications spécifiques. Ci-dessous, nous explorons certains de ces avantages plus en détail.

Conductivité électrique exceptionnelle

Lors de la fabrication de l'OFC, le cuivre est traité en présence de carbone pour éliminer tout oxygène présent. Un niveau élevé de pureté, couplé à l'absence d'oxygène, permet à plus de courant de passer à travers la même taille de conducteur. Ainsi, l'OFC est spécifiquement utilisé pour les câbles de batterie, les bobines d'induction et les radiateurs d'appoint.

Capacité thermique élevée

En raison de la conductivité plus élevée, les fils de cuivre OFC ne chauffent pas aussi rapidement que d'autres métaux comme l'aluminium. En conséquence, ils ont également une résistance thermique et une conductivité thermique supérieures. Les industries comptent beaucoup sur eux pour les applications à haute température telles que les fours à induction.

Excellente résistance à la fragilisation par l'hydrogène

Les cuivres sans oxygène atteignent une excellente résistance contre la fragilisation par l'hydrogène se produisant dans des environnements électrochimiques humides. En raison de sa malléabilité, soudabilité et absence de réactivité dans les eaux sans oxygène, la Finlande utilise même des canettes en cuivre pour stocker des déchets nucléaires à l'intérieur d'une usine d'encapsulation.

Excellentes propriétés de fabrication

Tous les grades de cuivre sans oxygène sont bons pour l'usinage, avec un indice d'usinabilité excellent de 20 (100 est plus difficile à usiner). Ils ont d'excellentes propriétés de travail à chaud et à froid. Tous les grades sont idéaux pour le brasage tendre, le brasage fort et le soudage à l'arc sous gaz de protection. Cependant, le soudage par points et le soudage par couture ne sont pas recommandés.

Défis de l'utilisation du cuivre sans oxygène

Parmi tous les grades de cuivre sans oxygène, le C101 diffère des autres en termes de méthode de traitement, car la fusion et le coulage du C101 sont effectués dans un environnement sans oxygène. En tenant compte de la complexité de production, les cuivres C101 sont le grade le plus cher ; il est donc impératif d'utiliser le C101 avec soin, en particulier pendant le processus de coupe, pour minimiser les déchets. Si vous n'avez pas l'infrastructure requise pour couper précisément le C101 ou l'expertise pour recycler les déchets à votre avantage, il pourrait être bénéfique de sous-traiter votre sciage de métaux à un fournisseur de métaux fiable.

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