Mi az a CUPAL?
Mi az a CUPAL?
CUPAL definíció {#cupal-definition}
A CUPAL hidegen hengerelt réz-alumínium bimetál kompozit anyag: 70% alumíniumból (AL 99,5 / Werkstoff-Nr. 3.0255) és 30% rézből (E1-Cu58 / Werkstoff-Nr. 2.0065) áll, diffúziós hegesztéssel egybeforrasztva. Nem ötvözet — a két fémréteg külön-külön megőrzi a tulajdonságait. Sűrűsége 4,6 g/cm³, elektromos vezetőképessége 41,9 m/(Ω·mm²), kötési szilárdsága 70–110 N/cm sávszélesség. A CUPAL megszünteti a galvánkorróziót azokon a csavaros kötéseken, ahol alumínium és réz vezető találkozik.
A CUPAL név a CU (réz) és AL (alumínium) rövidítéseiből származik. Német beszállítónkon, a WMH Westdeutscher Metall-Handel GmbH-n (ISO 9001:2015) keresztül szerzünk be. A két fém rétegei elválaszthatatlanul egybe vannak hengerelve és diffúziósan összeforrasztva, de külön-külön megtartják saját fizikai és kémiai tulajdonságaikat.
Miért fontos ez?
Amikor réz és alumínium vezetékeket közvetlenül összekötünk, a két fém közötti elektrokémiai potenciálkülönbség galvanikus korróziót okoz. Ez a korrózió időben lazítja a kötéseket, növeli az átmeneti ellenállást, hőmérséklet-emelkedést okozhat, és szélsőséges esetben tűzveszélyt is jelenthet.
A CUPAL ezt a problémát oldja meg: az átmeneti ellenállást a kompozit anyag belsejébe helyezi, ahol az védve van a környezeti hatásokkal szemben. Mindkét oldal a megfelelő fémmel érintkezik — a réz oldal a réz vezetékkel, az alumínium oldal az alumínium vezetékkel.
Összetétel és felépítés
A CUPAL lemez 70% alumíniumból (hordozó anyag) és 30% rézből (bevonati anyag) áll. Az alumínium alkotórésze AL 99,5 (Werkstoff-Nr. 3.0255, Alloy 1050A), a réz komponens E1-Cu58 (Werkstoff-Nr. 2.0065, Cu 99,9% tisztaságú).
A két fémréteg nem választható el egymástól — a gyártási eljárás során létrejövő kötési szilárdság 70–110 N/cm sávszélesség, ami rendkívül erős, maradandó kapcsolatot biztosít.
Gyártási eljárás: hidegen hengerelés
A CUPAL gyártása többlépcsősen történik:
- Felület-előkészítés: Mindkét fém (alumínium és réz) felületét anyagspecifikus előkészítéssel optimalizálják a megfelelő tapadás érdekében.
- Hideg hengerelés (Kaltwalzplattieren): Az előkészített alumínium és réz lemezeket egy hengerelőállványon keresztül vezetik, ahol rendkívül nagy nyomás segítségével a két fémet szobahőmérsékleten összekötik. Ez a hideg eljárás különbözteti meg a meleg hengerléssel készült termékektől.
- Munkakeményedés megszüntetése: A nagy nyomású hengerelés jelentős munkakeményedést okoz mindkét fémben. Szabályozott hőkezeléssel állítják helyre a kívánt anyagtulajdonságokat és formálhatóságot.
- Diffúziós hegesztés: A hőkezelés során diffúziós hegesztési folyamat játszódik le az alumínium-réz határfelületen, amely jelentősen javítja a két fém közötti kötési szilárdságot.
- Szabályozott intermetallikus réteg: Az izzítási időt és hőmérsékletet pontosan korlátozzák, hogy megakadályozzák az ellenőrizetlen ötvöződési réteg (Legierungsschichtbildung) kialakulását. Az eredményként létrejövő intermetallikus réteg csak szubmikroszkopikus vastagságú, ami a hideg alakítás során megakadályozza a rétegleválást.
Műszaki tulajdonságok
| Tulajdonság | Érték | Mértékegység |
|---|---|---|
| Sűrűség | 4,6 | g/cm³ |
| Elektromos vezetőképesség | 41,9 | m/(Ohm·mm²) |
| Fajlagos elektromos ellenállás | 0,0239 | Ohm·mm²/m |
| Szükséges keresztmetszet rézhez képest | 1,41 | szorzófaktor |
| Szükséges keresztmetszet Al-hoz képest | 0,906 | szorzófaktor |
| Hővezető képesség | 265 | W/(m·K) |
| Lineáris hőtágulási együttható | 21,8 | 10⁻⁶/K |
| Rugalmassági modulus | 81 | kN/mm² |
| Szakítószilárdság | 130–180 | N/mm² |
| Kötési szilárdság | 70–110 | N/cm sávszélesség |
Felületi keménység
| Oldal | Vickers keménység | Brinell keménység |
|---|---|---|
| Alumínium oldal | 30–40 HV 0,2 | 30–40 HB 2,5/62,5 |
| Réz oldal | 50–70 HV 0,2 | 50–70 HB 2,5/62,5 |
Főbb előnyök
Súlymegtakarítás
A CUPAL sűrűsége 4,6 g/cm³, ami közel 49%-kal könnyebb a tiszta réznél (8,96 g/cm³). Ez jelentős előnyt jelent mindenhol, ahol a súly számít — például kapcsolóberendezésekben, EV gyorstöltő szekrények Cu/Al átmeneti elemeinél vagy szabadvezetéki alkalmazásokban.
Galvánkorrózió megelőzése
A CUPAL megoldja a réz-alumínium közvetlen érintkezésből származó galvanikus korrózió problémáját. Az átmeneti ellenállás a kötőlemez belsejében van, védve a légköri hatásokkal szemben.
Kiváló vezetőképesség
41,9 m/(Ohm·mm²) vezetőképességgel a CUPAL mindössze 1,41-szeres keresztmetszetet igényel a tiszta rézhez képest az egyenértékű vezetőképesség eléréséhez. Nagyfrekvenciás alkalmazásoknál a skineffektus miatt még kisebb különbség mutatkozik.
Sokoldalúan megmunkálható
A CUPAL szinte bármely hidegalakítási eljárással megmunkálható: hajlítható, mélyhúzható, szegecselhető, stancolható és profilozható. A réz oldal lágyforrasztható és galvanizálható.
Alkalmazási területek
A CUPAL anyagot széles körben alkalmazzák:
- Kapcsolószekrény és elosztótáblák: Alátétek és átmeneti elemek alumínium gyűjtősínek és réz kábelsaruk között
- Kábelsaruk és csatlakozók: CUPAL alátétek M6–M20 méretben
- Villámvédelmi rendszerek: CUPAL szalagok a különböző fémek közötti átmeneti kötésekhez
- Megújuló energia: Napelemes inverterek, szélturbina generátor-szekrények és BESS rendszerek Cu/Al átmeneti pontjain alkalmazható
- EV infrastruktúra: Alkalmazható EV gyorstöltő szekrények Cu/Al átmeneti elemeiként (nem cella-szintű felhasználás)
- Nagyfrekvenciás technika: Kapacitor és adó/vevőberendezések alkatrészei
- Gép- és készüléképítés: Házak, tartályok, csővezetékek
Elérhető termékformák
A CUPAL lemez 0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm és 2,0 mm vastagságban kapható, standard 500 × 2000 mm méretben. Emellett előre vágott alátétek (M6–M20), szalagok (500 × 40 mm) és egyedi formák (korong, csík, téglalap, tetszőleges kontúr) is rendelhetők.
A CUPAL anyagot német beszállítónk, a WMH Westdeutscher Metall-Handel GmbH szállítja — ISO 9001:2015 szerinti beszállítói minőségirányítás, egyenletes anyagminőség minden szállítmányban.
További kérdései vannak? Kérjen ajánlatot vagy írjon nekünk chaten — munkanapokon perceken belül válaszolunk!