Cobre comercialmente puro e cobre ligado (Série C 1XX) (2)

a) Cobre comercialmente puro

Para ser considerado como cobre, e não liga de cobre, o metal deve conter 99,3 % ou mais do elemento cobre, incluindo-se nesse total o teor de prata, geralmente proveniente do minério, ao qual não se adiciona nenhum outro tipo de elemento, exceto o que tenha sido adicionado para fins de desoxidação [1].

Tipos de cobre comercialmente puro:
•Cobre eletrolítico (ETP ou 110): é o cobre inicialmente fundido (em placas ou tarugos) tendo como matéria-prima o cobre eletrolítico geralmente produzido sob a forma de anodos (chapas grossas), com um teor mínimo de cobre de 99,90 % (e prata contida até 0,1 %), contendo um certo teor (admitido, porém controlado) de oxigênio) com o objetivo de se conseguir no molde uma superfície plana. A norma ASTM B 224 estabelece um teor de oxigênio entre 0,02 e 0,07 %, que também depende do teor de enxofre presente, sendo o restante cobre (99,95 %), exceto um teor residual de impurezas de cerca de 0,01 % [1].
O cobre eletrolítico tem assim a estabilidade das suas fases indicada pelo diagrama Cu-º No intervalo desse diagrama que corresponde ao interessa comercial a liga sofre uma reação eutética a 1066 ºC (para um teor de oxigênio de 0,39 %), formando, com o resfriamento, as fases alfa (cobre praticamente isento de oxigênio) e Cu2O. No estado sólido a solubilidade do oxigênio no cobre é muito baixa, praticamente nula, de modo que praticamente todo o oxigênio está contido na fase óxido. A estrutura fundida do cobre eletrolítico é constituída basicamente por dendritas de fase alfa (matriz) com segregação do eutético de cobre e Cu2O nos contornos da matriz. Entretanto, após intensa deformação plástica resultante de processos de fabricação, como extrusão, trefilação e laminação, a microestrutura se modifica bastante, aparecendo então os óxidos como partículas isoladas distribuídas aleatoriamente na matriz. O efeito dessas inclusões de óxidos sobre as propriedades mecânicas da matriz é relativamente pequeno, pelo menos em comparação com outros tipos de cobre comercialmente puro, como o “oxygen free high condutivity” (OFHC ou C 102).
A presença de oxigênio pouco afeta a tenacidade do cobre eletrolítico, mas o teor de oxigênio deve ser baixo o suficiente para garantir boa trabalhabilidade durante os processo de fabricação/conformação. O teor de oxigênio depende do grau de refino do cobre durante a fundição. Pode ser reduzido mediante o uso de fósforo como desoxidante, caso do cobre com fósforo (C122 e C 123) ou de fornos de fusão a vácuo (C102). Além da restrição quanto à trabalhabilidade, o cobre com oxigênio não pode ser utilizado em atmosferas que contenham gases redutores em alta temperatura, que modificariam a microestrutura do material [2].
•Oxygen free high condutivity copper (OFHC ou C 102): é o cobre eletrolítico que não apresenta partículas de óxido, porém produzido sem o uso de agentes químicos desoxidantes [3]. Também não apresenta em sua composição química resíduos de agentes desoxidantes, como o fósforo [1]. Seu teor mínimo de cobre é de 99,95 a 99,99 %.
•Cobre desoxidado com fósforo, com baixo teor de fósforo (DLP ou C 122): é o cobre fundido e vazado em molde, que não contêm óxido cuproso (Cu2O) e que é obtido através do uso do fósforo com desoxidante não metálico (metalóide), com um teor mínimo de cobre (e prata) de 99,90 % e teores residuais de fósforo entre 0,004 e 10,12 %. Com esses teores de fósforo o decréscimo de condutividade elétrica é ainda muito pequeno.
•Cobre desoxidado com fósforo, com alto teor de fósforo (DHP ou C 123), obtido pelo mesmo processo empregado para a fabricação do DLP, porém com um teor residual de fósforo bem mais alto, entre 0,015 e 0,040 %. O teor mínimo de cobre (e prata) está entre 99,80 e 99,90 % [1]. Estes teores do fósforo já acarretam uma queda de condutividade elétrica mais significativa [3].
Existem outros tipos de cobre comercialmente puro, como o refinado a fogo (FRHC) e o refinado a fogo tenaz (FRTP), entretanto os que foram mencionados anteriormente representam a parcela mais significativa dos tipos de cobre comercialmente puros utilizados na indústria em geral.

Aplicações dos diferentes tipos de cobre comercialmente puro:
Além da sua principal aplicação, em fios e cabos condutores de transmissão de energia elétrica, o cobre comercialmente puro pode ser usado na condução de energia térmica, condução de fluidos e na construção civil. Suas principais características são as altas condutividade térmica e elétrica, elevada resistência à corrosão, alta trabalhabilidade (podem atingir 90 % de deformação sem recozimentos intermediários) e aspecto adequado para aplicações arquitetônicas e decorativas. O cobre com alto grau de pureza é o mais indicado para aplicações na transmissão de energia elétrica e calor, enquanto o cobre que contém teores residuais de fósforo é mais indicado para a fabricação de tubos para a condução de fluidos e de um modo geral na construção civil.
O cobre eletrolítico (ETP ou C 110) é utilizado na fabricação de: cabos condutores para estradas de ferro e linhas telefônicas, motores geradores, transformadores, bobinas de instrumentos, fios esmaltados, barras coletoras, contatos elétricos, fios para instalações domésticas e industriais, peças de aparelhos de rádio e televisão, interruptores, peças para trocadores de calor, radiadores de automóveis, equipamentos de indústrias de processamento químico (caldeiras, destiladores e alambiques), equipamentos para processamento de alimentos, construção civil e arquitetura (telhados, fachadas, calhas, pára-raios, painéis e revestimentos).
O cobre isento de oxigênio (OFHC ou C 102) é usado na fabricação de componentes para aparelhos eletro-eletrônicos em geral, e na fabricação de peças para serviço em elevadas temperaturas e atmosferas redutoras.
O cobre desoxidado com fósforo com baixo teor de fósforo (DLP) é usado para a fabricação de tubos (para água quente e fria e para líquidos e gases pouco corrosivos), de chapas e em geral de peças soldadas, de um modo geral para a fabricação de equipamentos que conduzem fluidos, trocadores de calor, construção mecânica, equipamentos de uso na indústria química (destiladores, caldeiras e autoclaves), tanques e reservatórios. Suas aplicações elétricas restringem-se a lonas coletoras devido à sua condutividade relativamente baixa (85 a 98 % IACS).
O cobre desoxidado com fósforo, com alto teor de fósforo (DHP) pode ter aplicações semelhantes às do DLP (construção mecânica, indústria química, construção civil e arquitetura), mas no que se refere às aplicações elétricas é ainda mais limitado, restringindo-se aos anodos de eletrodeposição e eletroconformação a partir de banhos com solução ácida de sulfato [1].

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