Zdolność miedzi do tworzenia szerokiego asortymentu stopów z innymi pierwiastkami w celu uzyskania podwyższonych właściwości mechanicznych bez pogorszenia przewodności, czyni ją doskonałym materiałem do zastosowań elektrycznych.
Miedź wysoko przewodząca (HCC) jest materiałem z wyboru do masowej produkcji przewodów, kabli, szynoprzewodów, uzwojeń transformatorów oraz stojanów i wirników maszyn elektrycznych. Jednak w innych zastosowaniach z dziedziny elektrotechniki takich jak: elementy złącz i wtyków, komutatory i przewody trakcji elektrycznej, zachodzi potrzeba nadania jej lepszych właściwości mechanicznych przez wprowadzenie odpowiednich pierwiastków stopowych. Łatwość, z jaką miedź tworzy stopy z innymi pierwiastkami, umożliwia uzyskanie bardzo szerokiego zakresu materiałów odpowiednich dla wszystkich zastosowań w dziedzinie elektrotechniki.
Wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności i twardość miedzi wysoko przewodzącej wzrastają proporcjonalnie do stopnia obróbki plastycznej na zimno. Jeżeli wymagany jest wyższy stopień twardości miedzi wysoko przewodzącej, wprowadza się dodatek stopowy w postaci niewielkich ilości srebra. Dodatek 0,03% srebra powoduje, że miedź nadaje się do produkcji transformatorowych taśm nawojowych o kontrolowanej granicy plastyczności. Dla zastosowań wymagających wysokiej odporności na mięknięcie podczas lutowania twardego, jak przy komutatorach, i gdzie wymagana jest praca przewodów bez utraty wytrzymałości w temperaturach wyższych od standardowej, np. przy alternatorach i maszynach dużych mocy, stosowany jest dodatek 0,06-0,08% srebra. Podwyższa to temperaturę mięknięcia w przybliżeniu o 100°C. Dodatek 0,08–0,12% srebra pozwala uzyskać bardzo dobrą odporność na pełzanie, np. w poddawanych silnym naprężeniom taśmach nawojowych wirników; jeszcze innym zastosowaniem są przewody jezdne w systemach napowietrznej trakcji kolejowej i tramwajowej. Przewodność elektryczna tych stopów wynosi 100% IACS.
W celu podniesienia wytrzymałości miedzi mogą być także stosowane cyna, cynk, aluminium, magnez, nikiel i krzem.
Stapianie miedzi z berylem tworzy stopy miedzi o największej wytrzymałości i właściwościach mechanicznych zbliżonych do wysokowytrzymałych stali, ale o lepszej odporności na korozję i wyższej przewodności elektrycznej (16–65% IACS). Ponadto, posiada on doskonałą wytrzymałość zmęczeniową. Stop miedzi z berylem jest stosowany w złączach, stykach i przekaźnikach, które są poddawane cyklicznym obciążeniom. W wielu zastosowaniach może być zastąpiony przez miedzionikiel.
W przypadku wyrobów, które wymagają powtarzalnej obróbki skrawaniem przy dużych szybkościach, jak wkręty, uchwyty, styki, złącza itp., dodatek ok. 0,5% telluru lub siarki podnosi skrawalność z 20% do 90% w skali, w której dla mosiądzu automatowego przyjęto 100. Wpływ na przewodność elektryczną jest niewielki i wynosi ona 93% IACS.
Stopy miedzi z chromem są powszechnie używane w postaci walcówki na przewody o wysokiej wytrzymałości. Jako odlewy (o przewodności do 90% IACS) znajdują zastosowanie jako uchwyty elektrod w zgrzewaniu oporowym i przyłączach urządzeń elektrycznych, gdzie wymagane kształty są zbyt złożone by ich obróbka skrawaniem była opłacalna.
Literatura:
- High Conductivity Copper book for Electrical Engineering, ECI publication no. Cu0232, Feb 2016.