C12200 é a designação UNS para cobre de fósforo-desoxidado de alta-condutividade, comercializado internacionalmente como cobre DHP, designado TP2 em GB/T 5231 e Cu-DHP no sistema de designação europeu. É um dos materiais de barra de cobre mais amplamente especificados porque equilibra três requisitos que raramente aparecem juntos: alta condutividade elétrica, alta condutividade térmica e integridade confiável da junta.
O que a desoxidação do fósforo realmente significa
O cobre fundido dissolve o oxigênio, que precipita na solidificação como partículas de óxido cuproso ao longo dos limites dos grãos. Essas partículas tornam o metal quebradiço em uma atmosfera redutora e causam porosidade em juntas soldadas ou brasadas. No C12200 o oxigênio é removido antes da fundição pela adição de uma liga mestre de fósforo-cobre, seguindo a reação 5Cu2O + 2P=10Cu + P2O5. Um resíduo deliberado de 0,015-0,040% de fósforo é retido no metal acabado.
Esse resíduo é a característica definidora da nota. Muito pouco fósforo deixa oxigênio residual e o risco de fragilização associado; demais deprime drasticamente a condutividade elétrica. O cobre-isento de oxigênio, como o C10200, remove o oxigênio por outros meios e, portanto, atinge uma condutividade ligeiramente mais alta, mas o C12200 é normalmente a escolha mais econômica e mais facilmente soldável para barras, vergalhões e seções pesadas.
Composição Química e Propriedades Físicas
A tabela abaixo fornece a composição especificada e os valores físicos que dela decorrem. Barras e barras são encomendadas de acordo com ASTM B187/B187M, chapas, folhas, tiras e barras laminadas de acordo com ASTM B152/B152M, barras e barras para uso geral de engenharia de acordo com EN 12163, e a designação de classe chinesa está listada em GB/T 5231.
| Item | Valor | Comentário |
|---|---|---|
| Cobre (incl. Ag) | 99,90% mínimo | Alimentação de cátodo de alta-pureza |
| Fósforo | 0.015-0.040% | Desoxidante retido como residual |
| Impurezas totais (Fe, Pb, S, Zn, etc.) | 0,10% no máximo | Cada elemento controlado individualmente |
| Densidade | 8,94g/cm³ | Perto do cobre puro |
| Faixa de fusão | cerca de 1083 graus C | Essencialmente o do cobre puro |
| Condutividade elétrica | 85% IACS mínimo | Condição suave |
| Condutividade térmica | cerca de 380 W/(m·K) a 20 graus C | Compatível com troca de-calor |
Propriedades Mecânicas por Têmpera
A barra C12200 é fornecida da condição recozida (O60) através de meio-duro (H02) até duro-trefilado (H04), e as propriedades mudam com a quantidade de trabalho a frio. Os valores abaixo são valores comerciais típicos; a norma do produto aplicável fixa o mínimo garantido para a têmpera solicitada.
| Temperamento | Resistência à tracção | Força de rendimento | Alongamento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| O60 recozido | 200-260 MPa | 60-120 MPa | 45% mínimo | AT 40-60 |
| H02 meio-difícil | 260-320MPa | 180-260 MPa | 15% mínimo | AT 70-90 |
| H04 desenhado com força | 320-360 MPa | 260-330MPa | 10% mínimo | AT 90-100 |
Sequência de fusão, fundição e acabamento
Fusão: o cátodo de cobre eletrolítico é derretido em um forno de indução de média-frequência e desoxidado com liga mestre de cobre-fósforo.
Fundição: a fundição contínua ou vertical produz tarugos ou barras de arame, que são homogeneizados para remover a segregação.
Trabalho a quente: os tarugos são aquecidos a aproximadamente 800-900°C e extrudados ou laminados a quente em barras.
Acabamento a frio: trefilação ou laminação até o tamanho final, com recozimento intermediário a aproximadamente 450-650°C para restaurar a ductilidade.
Acabamento de superfície: a decapagem em uma mistura sulfúrica-nítrica remove o óxido, após o qual as barras são polidas ou estanhadas e niqueladas onde é necessária proteção extra contra corrosão ou soldabilidade.
Envio: as barras são seladas em uma embalagem com barreira-de umidade para evitar manchas durante o transporte e armazenamento.
Aplicativos
Refrigeração e HVAC são a maior saída: linhas de-ar condicionado e refrigeração, curvas em U-do condensador, carretéis de válvulas e bobinas-de trocadores de calor. Obras prediais e municipais consomem grandes volumes de barras e tubos para abastecimento de água, distribuição de gás, coletores-de aquecimento de piso e acessórios sanitários. A engenharia marítima e offshore usa C12200 para tubulações de água doce e componentes de condensador, enquanto o setor elétrico e eletrônico usa terminais usinados, conectores e peças de instrumentos onde a condutividade e a brasabilidade são mais importantes do que a resistência.
Pontos de Seleção, Armazenamento e Inspeção
Ambiente de serviço: o C12200 não contém zinco, portanto não apresenta risco de dezincificação, mas não é adequado para exposição prolongada-a prazo a ambientes contendo amônia ou sulfeto de hidrogênio-, que podem causar fissuras por corrosão-de estresse.
Tensão residual: a barra-trefilada a frio deve ter sua tensão aliviada antes de flexões severas ou usinagem de seções finas para evitar rachaduras.
Especificação de têmpera: ordene por designação de têmpera e não por uma declaração vaga de dureza, porque a condutividade e a ductilidade dependem da quantidade de trabalho a frio retido.
Verificação: análise espectrométrica de níveis de fósforo e impurezas, testes de tração e dureza, verificações dimensionais e de linearidade, inspeção de superfície e, quando o desempenho elétrico for crítico, um teste de condutividade de correntes parasitas.
Qualidade das juntas: como o material é totalmente desoxidado, os conjuntos brasados e soldados permanecem sólidos em atmosferas redutoras, o que é o principal motivo pelo qual o C12200 é preferido ao-cobre de breu resistente para sistemas de tubos-e-de conexões.
Perguntas frequentes
P: Qual é a diferença entre o cobre C12200 e C10200?
C12200 é fósforo-cobre desoxidado com 0,015-0,040% de fósforo residual e uma condutividade mínima de 85% IACS; C10200 é cobre isento de oxigênio e sem resíduo desoxidante, proporcionando uma condutividade ligeiramente maior a um custo mais elevado. C12200 é preferido quando se trata de soldagem, brasagem ou custos.
P: O C12200 sofre dezincificação?
Não. A dezincificação é um modo de falha dos latões que contêm zinco. C12200 é essencialmente cobre puro com vestígios de fósforo e não contém fase de zinco a perder.
P: Quais têmperas são normalmente fornecidas?
O60 recozido, H02 meio{1}}duro e H04 duro são as têmperas padrão do moinho; um quarto-duro e têmperas intermediárias especiais são produzidas mediante solicitação para operações de conformação específicas.
P: A barra C12200 pode ser soldada?
Sim. Soldagem a arco, brasagem e soldagem são práticas. A estrutura desoxidada evita a porosidade e as rachaduras que o cobre contendo oxigênio-pode apresentar, mas a entrada de calor ainda deve ser controlada para evitar o crescimento excessivo de grãos na zona-afetada pelo calor.
P: Como a condutividade é afetada pelo fósforo?
A condutividade cai acentuadamente à medida que o fósforo sobe acima da faixa especificada. Manter o resíduo no limite inferior de 0,015-0,040% mantém a condutividade acima de 85% IACS, razão pela qual a faixa de fósforo é verificada em todas as corridas.
P: Quais formatos e tamanhos estão disponíveis?
Barras redondas, quadradas e hexagonais, seções retangulares e barramentos são produzidos como trefilados, extrudados ou laminados a quente, com diâmetros e tamanhos de seção cortados de acordo com o desenho do comprador e comprimentos cortados sob encomenda.
