Wer Kupfer beschafft, vergleicht oder dokumentiert, muss sich zunächst mit den Bezeichnungssystemen vertraut machen, mit denen die einzelnen Güteklassen gekennzeichnet werden. Diese Kupferspezifikationen variieren je nach Region, wobei jede Region ihre eigene Logik aus Buchstaben, Zahlen und Suffixen verwendet, um Zusammensetzung, Produktform und mechanischen Zustand zu kodieren. Dieser Leitfaden erläutert, wie die wichtigsten Systeme in Europa, den Vereinigten Staaten und Japan funktionieren und wie sie miteinander in Beziehung stehen, wenn eine Güteklasse abgeglichen werden muss.
In Europa unterliegen Kupferspezifikationen der Euronorm (abgekürzt EN), einem in den europäischen Ländern harmonisierten System. Die Euronorm kennzeichnet Kupfersorten anhand eines sechsstelligen alphanumerischen Codes. Der erste Buchstabe, „C“, steht für eine Kupferlegierung. Der zweite Buchstabe kennzeichnet die Produktform wie folgt: B für Barren, die zu Gussprodukten umgeschmolzen werden sollen, C für Gussprodukte, F für Füllmaterialien, die beim Hartlöten und Schweißen verwendet werden, M für Vorlegierungen, R für raffiniertes Rohkupfer, S für Schrott, W für Form- und Drückprodukte und X für nicht standardisierte Werkstoffe. Drei Ziffern kennzeichnen anschließend das Material, und ein abschließender Buchstabe gibt die Klassifizierung der einzelnen Kupferwerkstoffgruppen an und erweitert gleichzeitig die Kapazität des Bezeichnungssystems.
Dieser letzte Buchstabe hat besonderes Gewicht, da er die wichtigste verbindliche Eigenschaft des Werkstoffs angibt. Jede Werkstoffbeschaffenheit wird durch einen bestimmten Buchstaben dargestellt: A für Dehnung, B für die Biegefestigkeit, D für „wie gezogen“ (ohne festgelegte mechanische Eigenschaften), G für Korngröße, H für Härte (Brinell oder Vickers), M für „wie gefertigt“ (ohne festgelegte mechanische Eigenschaften), R für Zugfestigkeit und Y für die 0,2-%-Streckgrenze.
Bei Gussteilen hängen die maßgeblichen Eigenschaften vom Gussverfahren ab, das durch einen Zusatz gekennzeichnet ist: GS für Sandguss, GM für Kokillenguss, GZ für Schleuderguss, GC für Strangguss und GP für Druckguss.
Obwohl die Euronorm europaweit anerkannt ist und angewendet wird, sind Kupferspezifikationen aus älteren nationalen Normsystemen in bestehenden Unterlagen nach wie vor weit verbreitet. Bezeichnungen nach der deutschen DIN, der britischen BS, der französischen AFNOR und der italienischen UNI tauchen immer noch in vielen Zeichnungen, Normen und technischen Unterlagen auf und spielen daher in der täglichen Praxis weiterhin eine Rolle.
In den Vereinigten Staaten sind die von ASTM, SAE und ASME veröffentlichten Kupferspezifikationen die am häufigsten herangezogenen. Um diese unterschiedlichen Bezeichnungssysteme in einem einheitlichen Rahmen zu vereinheitlichen und zu verhindern, dass dieselbe Nummer zwei verschiedenen Metallen zugewiesen wird, wurde das Unified Numbering System (UNS) eingeführt. Das UNS ist ein Identifikationssystem für handelsübliche Legierungen, und ein wichtiger Punkt, den es zu verstehen gilt, ist, dass es Legierungen identifiziert, ohne direkte Legierungsspezifikationen anzugeben.
In der Praxis wird in Spezifikationen für Kupfer und andere Legierungen häufig auf die UNS-Nummern verwiesen, um entweder die in einem Dokument behandelten Güteklassen zu kennzeichnen oder diese Güteklassen mit UNS-Nummern zu verknüpfen. In der Terminologie von Total Materia wird diese Kategorie von Legierungsäquivalenten als „Offiziell“ bezeichnet.
Die japanischen Kupferspezifikationen (JIS) basieren auf ISO-Normen. Nach diesem System werden Kupferlegierungen mit dem optionalen Präfix „JIS“ gekennzeichnet, gefolgt vom Buchstaben „C“ für Kupfer und Kupferlegierungen sowie einer vierstelligen Zahl, die die Legierungselemente angibt.
Beispielsweise enthält JIS C1020 99,9 % Kupfer, JIS C2720 ist eine Kupfer-Zink-Legierung (Messing), JIS C5191 ist eine Kupfer-Zinn-Phosphor-Legierung (Phosphorbronze), JIS C3601 ist eine Kupfer-Zink-Blei-Legierung (bleilegiertes Messing), JIS C6801 ist eine Kupfer-Zink-Aluminium-Legierung (Messing) und JIS C4430 ist ein Kupfer-Zink-Zinn-Messing.
Dieser Artikel erläutert die Bezeichnungssysteme, die zur Identifizierung von Kupferqualitäten in verschiedenen Regionen verwendet werden. Die zugehörigen Leitfäden der „Kupfer“-Reihe behandeln die Themen, die Sie ergänzend dazu benötigen. „Kupferqualitäten“ unterteilt das Metall in sechs Legierungsfamilien, und „Kupfereigenschaften“ beschreibt detailliert die Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, die diese Bezeichnungen letztlich beschreiben. „Kupfernormen“ legt die übergeordneten Rahmenbedingungen fest, die diese Bezeichnungssysteme regeln. Zusammen verbinden sie die Logik der Bezeichnungen mit den dahinter stehenden Sorten, Eigenschaften und Normen.
Die wichtigsten Systeme sind die europäische Euronorm (EN), die von ASTM, SAE und ASME veröffentlichten US-amerikanischen Normen (die über das Unified Numbering System koordiniert werden) sowie das japanische JIS-System, das auf ISO-Normen basiert. Auch ältere nationale Systeme wie DIN, BS, AFNOR und UNI sind nach wie vor anzutreffen.
Euronorm verwendet einen sechsstelligen alphanumerischen Code. Der erste Buchstabe „C“ steht für Kupfer, der zweite Buchstabe gibt die Produktform an, drei Ziffern kennzeichnen das Material, und ein abschließender Buchstabe bezeichnet die Materialgruppe und deren wichtigste vorgeschriebene Eigenschaft.
Das UNS-System bietet ein einheitliches Identifikationssystem für handelsübliche Legierungen in den Vereinigten Staaten und stellt sicher, dass dieselbe Nummer niemals zwei verschiedenen Metallen zugewiesen wird. Es dient der Identifizierung von Legierungen, enthält jedoch selbst keine direkten Spezifikationen, weshalb in Dokumenten häufig auf UNS-Nummern verwiesen wird.
Bei JIS-Kupferlegierungen wird das optionale Präfix „JIS“ verwendet, gefolgt vom Buchstaben „C“ und einer vierstelligen Zahl, die die Legierungselemente angibt. So besteht beispielsweise JIS C1020 zu 99,9 % aus Kupfer, während JIS C2720 ein Kupfer-Zink-Messing ist.
Ja. Obwohl Euronorm mittlerweile die harmonisierte europäische Norm ist, tauchen veraltete nationale Normen wie die deutsche DIN, die britische BS, die französische AFNOR und die italienische UNI in vielen bestehenden Dokumenten weiterhin auf und sind in der Praxis nach wie vor von Nutzen.