O cobre e suas ligas são o terceiro metal mais utilizado do mundo – atrás apenas do ferro e do alumínio. Nesse artigo você vai descobrir tudo sobre o cobre eletrolítico, principal tipo de cobre comercialmente puro!
Sua característica mais importante é a elevada condutibilidade elétrica e térmica. Também é um metal com resistência à corrosão, mecânica e à fadiga. Dessa forma, tem aplicação em praticamente todos os segmentos de indústrias!
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Cobre X Ligas de Cobre
Para ser considerado cobre e não liga de cobre, o metal precisa ter mais de 99,3% de cobre e teor de prata (geralmente proveniente do minério), sem adição de outro elemento – a não ser que tenha sido adicionado com o objetivo de desoxidação. O principal tipo de cobre comercialmente puro é o cobre eletrolítico.
Já entre as ligas de cobre estão o bronze (cobre-estanho, com ou sem fósforo), latão (cobre-zinco), entre outras. Registros históricos, inclusive, apontam o uso do bronze desde os primórdios da civilização – antes mesmo da descoberta do ferro!
Cobre Eletrolítico
O cobre eletrolítico ETP, também conhecido como liga de cobre 110, é o item de cobre mais encontrado no mercado. Possui alta condutividade elétrica, mais do que qualquer outro metal (exceto a prata).
Sua composição química contém pureza mínima de 99,90% de cobre (incluindo prata proveniente do minério), com aproximadamente 0,04% de oxigênio. Possui densidade 8,89 g/cm3 (a 20ºC) e ponto de fusão 1083º C.
Propriedades
Veja as propriedades da condição recozida (suave) até a condição rígida do cobre eletrolítico abaixo:
🔹 Resistência à tração: 220-385 N/mm²
🔹 Resistência à prova: 60-325 N/mm²
🔹 % de alongamento: 55-4
🔹 Dureza (HV): 45-155
🔹 Condutividade elétrica: 100-101,5% IACS;
🔹 Condutividade térmica: 394 W/mºC
Tratamento térmico
Pode ser necessário aliviar o estresse do cobre ETP para reduzir a possibilidade de distorção ou rachaduras após a usinagem ou trabalho a frio. Assim, pode ser feito de 150º C a 200º C, não amolecendo o cobre. Se isso for necessário, é preciso um recozimento completo de 400º C a 650º C.
O cobre não pode ser endurecido por tratamento térmico e também não se torna mais duro com o tempo. Ele não tem uma “vida útil”.
Fabricação
| Processo | Classificação |
| Formabilidade a frio | Excelente |
| Formabilidade a quente | Boa |
| Soldagem | Excelente |
| Brasagem | Boa |
| Soldagem Oxiacetilênica | Não recomendada |
| Soldagem a Arco com Atmosfera Protetora | Razoável |
| Soldagem a Arco com Eletrodo Revestido | Não recomendada |
| Soldagem por Resistência: A Ponto e a Disco | Não recomendada |
| A topo por faísca | Boa |
O cobre eletrolítico sofre fragilização por vapor (hidrogênio) quando aquecido em uma atmosfera de hidrogênio (redução).
Usinagem
Embora o cobre eletrolítico não possa ser considerado um material de usinagem livre, não é difícil usinar – especialmente nas condições de trabalho duro. A classificação de usinabilidade é de 20%.
Resistência à corrosão
Todos os cobres corroem a taxas insignificantes em ar e água não poluídos devido à formação de uma camada protetora da superfície do óxido. Os artefatos de cobre foram encontrados em condições quase intocadas depois de estar na terra e no mar por milhares de anos!
No entanto, o cobre é suscetível a ataques mais rápidos na presença de amônia, enxofre, sulfeto de hidrogênio e mercúrio. Todos os cobres são praticamente imunes a corrosão por estresse.
Resistência ao Amolecimento
O amolecimento depende do tempo e da temperatura e é difícil estimar com precisão a hora em que começa e termina. É usual, portanto, considerar o tempo para “meio amolecimento”, isto é, o tempo necessário para que a dureza caia em 50% do aumento original da dureza causada pela redução a frio.
No caso da liga de cobre 110, esse amolecimento ocorre em temperaturas acima de 150ºC. Foi estabelecido experimentalmente que esse cobre funcionaria com sucesso a uma temperatura de 105ºC por períodos de 20 a 25 anos e que poderia suportar condições de curto-circuito de até 250ºC por alguns segundos sem nenhum efeito adverso.
Fluência do Cobre Eletrolítico
A fluência é a deformação lenta de um material com o tempo na temperatura e deve ser permitida no projeto de qualquer componente acima da temperatura ambiente.
O cobre ETP não se arrasta à temperatura ambiente (diferentemente do alumínio de alta condutividade) sob tensões normais. No entanto, a fluência deve ser considerada na faixa de temperatura acima de 150º C, embora essa temperatura esteja bem acima da temperatura normal de operação dos barramentos.
Usos e Aplicações da liga de Cobre 110
Esse cobre tem uma ampla gama de aplicações devido à sua resistência à corrosão, condutividade e apelo visual. Possui uma alta ductilidade, o que o torna ótimo para desenhar, moldar e usinar.
Com graus crescentes de trabalho a frio, ele endurece mas lentamente e, portanto, é capaz de ser trabalhado extensivamente antes que o recozimento seja necessário. Devido à sua alta condutividade, é usado exclusivamente em transformadores, comutadores, ímãs e em uma variedade de outras aplicações elétricas.
Também é aplicado em mancais, coroas, guias delizantes, engrenagens, buchas, segmentos de anéis e pistão. O cobre eletrolítico é fornecido em barras redonda, quadrada e retangular.
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