Tipos de cobre: famílias, designações e aplicações

As seis categorias de tipos de cobre

As classes de cobre são divididas em seis famílias: cupros, ligas de cobre diluídas, latões, bronzes, ligas de cobre-níquel e ligas de prata-níquel. Cada família é definida por seus principais elementos de liga e ocupa uma faixa distinta dentro do Sistema Unificado de Numeração (UNS).

Figura 1: Visão geral das seis famílias de tipos de cobre

Cobre: Graus comercialmente puros

A primeira família, os cobres, é composta essencialmente por cobre comercialmente puro. Esse material é normalmente macio e dúctil e contém menos de aproximadamente 0,7% de impurezas totais. Os tipos de cobre comercialmente puro são designados pelos números UNS de C10100 a C13000.

Dentro dessa família, o cobre eletrolítico de piche resistente (C11000) é produzido a partir do cobre catódico, ou seja, o cobre que foi refinado eletroliticamente. É a mais comum de todas as classes de cobre elétrico e oferece alta condutividade elétrica superior a 100% IACS. Embora o C11000 tenha o mesmo teor de oxigênio que o C12500, ele difere no teor de enxofre e na pureza geral, contendo menos de 50 ppm de impurezas metálicas totais, incluindo enxofre.

Os tipos de cobre isento de oxigênio C10100 e C10200 também pertencem a essa família. Elas são produzidas por fusão por indução de cobre catódico de primeira qualidade em condições não oxidantes, criadas por meio de um banho de grafite granulada, juntamente com uma atmosfera redutora protetora com baixo teor de hidrogênio. Sua alta pureza as torna particularmente adequadas para aplicações elétricas e eletrônicas exigentes.

Ligas de cobre diluídas

A segunda família, as ligas de cobre diluídas, contém pequenas quantidades de vários elementos de liga adicionados para modificar uma ou mais das propriedades básicas do cobre. Essas adições são mantidas em níveis baixos para que o material retenha grande parte da condutividade e da maleabilidade do cobre puro, ao mesmo tempo em que obtém melhorias como maior resistência, dureza ou resistência ao amolecimento.

Metais

Os latões constituem a terceira família e são ligas de cobre nas quais o zinco é o principal elemento de liga. A variação do teor de zinco e a adição de pequenas quantidades de elementos como chumbo, estanho ou alumínio produzem uma ampla gama de cores, resistências e níveis de moldabilidade e usinabilidade. Como grupo, os latões forjados ocupam a série UNS a partir do C20500. Eles estão entre as ligas de cobre mais utilizadas, sendo encontrados em acessórios hidráulicos, fixadores, ferragens decorativas e componentes elétricos.

Bronzes

A quarta família, os bronzes, era tradicionalmente composta por ligas de cobre e estanho, mas o termo agora abrange vários grupos definidos por seu principal elemento de liga. Entre eles estão os bronzes de estanho (também chamados de bronzes fosforosos), os bronzes de alumínio, os bronzes de silício e outros. Os bronzes geralmente oferecem maior resistência do que os cobres e os latões, além de boa resistência à corrosão e ao desgaste, o que os torna adequados para rolamentos, buchas, molas e componentes marítimos. Como grupo, os bronzes ocupam as faixas UNS de C50000 a C69999.

Ligas de cobre-níquel (cupro-níqueles)

A quinta família, as ligas de cobre-níquel, também é conhecida como “cobre-níquels” ou “cupro-níquels”. Elas contêm de 1,5% a 45% de níquel como principal elemento de liga. De acordo com a classificação UNS, as ligas de cobre-níquel forjadas são designadas com números que vão de C70000 a C73499. Essas ligas são amplamente utilizadas na fabricação de moedas, equipamentos para água do mar, evaporadores, tubos de trocadores de calor e sistemas hidráulicos e de refrigeração automotivos, principalmente devido à sua forte resistência à corrosão pela água do mar.

Prata-níquel

A sexta família é a da prata-níquel. Apesar do nome, a prata-níquel não contém prata e pode ser considerada um latão ao qual foi adicionado níquel. O teor de níquel varia consideravelmente, mas geralmente fica entre 9% e 30%, dependendo da aplicação. O teor de cobre tende a permanecer bastante constante, em aproximadamente 60% a 65%, enquanto o teor de zinco é reduzido à medida que o teor de níquel aumenta. Um teor mais alto de níquel produz uma cor mais branca e maior resistência à corrosão, embora também reduza a ductilidade.

A prata de níquel é valorizada por sua resistência à corrosão, cor atraente e boas qualidades de conformação a frio. Os produtos típicos vão desde radiadores de automóveis, canetas esferográficas e teclas de instrumentos musicais até caixas de transistores, contatos elétricos, ferragens arquitetônicas e talheres. De acordo com a classificação UNS, as ligas de níquel-prata forjadas são designadas com números que vão de C73500 a C79999.