CuSn5P

Was ist CuSn5P?

CuSn5P ist eine Zinn-Phosphor-Knetlegierung mit etwa 5 % Zinn und kontrolliertem Phosphorgehalt. Die korrekte EN-Bezeichnung lautet CuSn5, die Werkstoffnummer CW451K. CuSn5P kommt im Handel und in historischen französischen AFNOR-Quellen vor. Zinn unterstützt Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, während Phosphor zur Desoxidation und zum Verschleißverhalten beiträgt.

Chemische Zusammensetzung

Für CuSn5 / CW451K beträgt Sn 4,50-5,50 % und P 0,01-0,40 %. Die Höchstwerte sind Fe 0,10 %, Ni 0,20 %, Pb 0,02 %, Zn 0,20 % und sonstige Elemente insgesamt 0,20 %; Kupfer bildet den Rest. Die einzelnen Grenzen sind in der Tabelle Chemische Zusammensetzung aufgeführt.

Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften von CuSn5 hängen wesentlich von Produktform, Dicke und Kaltverformungsgrad ab. Die EN-1652-Referenzen für Flacherzeugnisse reichen von R310 bis R690; die Zugfestigkeit steigt dabei von 310 MPa bis 690 MPa und darüber. Mit zunehmender Festigkeit nehmen Bruchdehnung und Umformbarkeit ab. Ein einzelner Wert für Zugfestigkeit, Dehngrenze oder Härte darf daher nicht als allgemeiner Garantiewert für alle CuSn5-Produkte verwendet werden.

R310: Rm 310-390 MPa und A50 bis 2,5 mm mindestens 45 %; R400: Rm 400-500 MPa, Rp0,2 mindestens 240 MPa und A50 mindestens 14 %; R490: Rm 490-580 MPa, Rp0,2 mindestens 430 MPa und A50 mindestens 8 %; R550: Rm 550-640 MPa, Rp0,2 mindestens 510 MPa und A50 mindestens 4 %; R630: Rm 630-720 MPa, Rp0,2 mindestens 600 MPa und A50 mindestens 2 %; R690: Rm mindestens 690 MPa und Rp0,2 mindestens 670 MPa. Der Rp0,2-Höchstwert von 250 MPa bei R310 ist ein Informationswert. R- und H-Kennwerte sind alternative Bestellzustände und dürfen nicht als ein gemeinsamer Pflichtzustand verstanden werden.

Typische physikalische Eigenschaften

Typische Werte sind eine Dichte von etwa 8,85 g/cm³, ein Elastizitätsmodul von etwa 120-121 GPa, eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 63-69 W/(m·K), eine Wärmeausdehnung von etwa 17,8-18,2 × 10⁻⁶/K und eine elektrische Leitfähigkeit von etwa 10 MS/m. Dies sind typische Referenzwerte und keine durch eine Produktnorm garantierten Werte.

Eigenschaften und Anwendungen

CuSn5 verbindet hohe Elastizität, gutes Federverhalten, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Kaltumformbarkeit und Lötbarkeit. Typische Anwendungen sind Kontaktfedern, elektrische und Signalsteckverbinder, Klemmen, Relais- und Schalterteile, Clips, Scheiben, Präzisionsstanzteile, Membranen, Faltenbälge, Bourdonrohre und leicht belastete Gleitelemente.

Die Zerspanbarkeit ist nicht der Hauptvorteil der Legierung. Für Buchsen, Lager oder Zahnräder müssen Produktform, Zustand, Flächenpressung, Geschwindigkeit, Schmierung und Gegenlauffläche gemeinsam bewertet werden. Eine Eignung für Schwerlastanwendungen darf nicht allein aus der Legierungsbezeichnung abgeleitet werden.

Herstellung und Lieferformen

CuSn5 / CW451K wird hauptsächlich als kaltgewalztes Band und Blech, gezogener Draht, Stange, Profil und nahtloses Rohr geliefert. Je nach Produktform können EN 1652, EN 1654, EN 12163, EN 12166, EN 12167 und EN 12449 gelten.

CW451K ist eine Werkstoffnummer für Knetlegierungen. Von Çorum Bronz hergestellte Sondergussteile ähnlicher Zusammensetzung dürfen nicht als CW451K- oder EN-1652-konform bezeichnet werden; sie benötigen eine eigene Kundenspezifikation sowie tatsächliche chemische und mechanische Prüfberichte.

Normen und vergleichbare Sorten

Die wichtigste europäische Bezeichnung ist CuSn5 / CW451K. UNS C51000 und JIS C5102 sind nahe Vergleichssorten, ihre Zusammensetzungsgrenzen und Lieferzustände sind jedoch nicht identisch. ASTM B103/B103M gilt für Flacherzeugnisse und Walzstangen, ASTM B139/B139M für Stangen und Profile und ASTM B159/B159M für Draht. C51000 ist eine UNS-Legierungsnummer und keine ASTM-Norm.

CuSn5P ist ein früherer französischer AFNOR-Vergleich und PB102 ein früherer britischer Vergleich. Die Bezeichnung CuSn5 nach ISO 427:1983 ist historisch; die Norm wurde zurückgezogen. Die in einigen Quellen genannte Nummer 2.1018 wurde nicht ausreichend konsistent bestätigt und daher nicht in die Hauptvergleichstabelle aufgenommen.

Technischer Hinweis

Die endgültigen Eigenschaften müssen anhand von Produktform, Dicke oder Durchmesser, R- oder H-Zustand, Walzrichtung, Oberfläche und Bestellspezifikation geprüft werden. Auslegungswerte sind durch das aktuelle Werkstoffzeugnis und den Prüfbericht des Herstellers zu bestätigen.