Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffe von CEP Freiberg
Werkstoffe, die das Unvereinbare vereinen

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Hochtemperaturwerkstoffe sind Werkstoffe, die hohe Temperaturen bei der Verarbeitung und beim Einsatz ertragen, ohne ihre wichtigsten mechanisch-technologischen Eigenschaften – Festigkeit, Härte, Verschleißbeständigkeit – zu verlieren. Dabei gelten alle Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur des jeweiligen Materials als hohe Temperatur.

Hochtemperaturwerkstoffe bestehen normalerweise aus Legierungen unterschiedlicher Metalle (z. B. Ni, Co, Mo, die sogenannten „Superlegierungen“), aber auch aus speziellen Keramiken. Ihre Temperaturbeständigkeit, die nicht selten oberhalb von 1.500 °C liegt, wird mit Nachteilen bei anderen mechanisch-technologischen Eigenschaften erkauft, beispielsweise bei Zähigkeit, Bearbeitbarkeit und Leitfähigkeit.

Im sehr häufig gefragten Arbeitsbereich zwischen 700 °C und 900 °C, der klassische Metalle und Legierungen bereits überfordert, ist der Einsatz dieser Sonderwerkstoffe allerdings ineffizent. Gefragt wäre ein Werkstoff „dazwischen“.

Wo kommt ein Hochtemperaturwerkstoff zum Einsatz?

Vor allem benötigt man solche Hochtemperaturwerkstoffe dort, wo es bei der Anwendung heiß wird – also zum Beispiel in Schweißanlagen, in der Elektronenstrahltechnik oder in elektrotechnischen Anlagen, die im Hochspannungsbereich arbeiten.

Gefragt ist ein Hochtemperaturwerkstoff aber auch dann, wenn Bauteile bei der Herstellung hohen Temperaturen ausgesetzt werden müssen, ohne dass sie ihre Eigenschaften verlieren – etwa beim Fügen oder bei der Wärmebehandlung.

Kupfer-Hochtemperaturwerkstoff

Ein ganz besonderer Hochtemperaturwerkstoff ist CEP DISCUP®, ein mithilfe der Pulvermetallurgie erzeugtes Produkt des Unternehmens CEP Freiberg. Er basiert auf Kupfer, das eine Dispersionsverfestigung erfährt, ein sogenanntes ODS-Kupfer.

Ein Kupfer-Hochtemperaturwerkstoff ist sozusagen ein Widerspruch in sich, denn er vereint scheinbar Unvereinbares miteinander: Er ist ein nahezu idealer elektrischer und thermischer Leiter, gleichzeitig aber von besonders fester, harter und zäher Beschaffenheit – bei Temperaturen bis 900 °C. CEP Freiberg nennt das: LT-Eigenschaft.

CEP DISCUP® ist widerstandsfähig gegen abrasiven Verschleiß, besitzt Federeigenschaften, ein gutes Gleitverhalten und ist strahlenbeständig.

Die außergewöhnlichste Eigenschaft ist aber das "Festigkeits-Memory" von CEP DISCUP® – die Festigkeit des Materials repariert sich von selbst, wenn es nach einer Erwärmung über 900 °C wieder abkühlt.

Die Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffe werden in verschiedenen Varianten angeboten. Neben CEP DISCUP® gibt es auch CEP DISCUP® VOLT, einen Werkstoff speziel für elektrische Leitungen, Kontakte und für Elektrodenkappen für das Punktschweißen. Der Werkstoffverbund CEP DISCUP®+Cu wiederum, genauer gesagt handelt es sich um ein Verbundrohr, dient der Herstellung besonders langlebiger Stromkontaktdüsen bzw. Stromkontaktrohre und Spannhülsen für das Lichtbogenschweißen.

Wie werden Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffe wie CEP DISCUP® hergestellt?

Das pulvermetallurgische Ausgangsmaterial des Hochtemperaturwerkstoffs wird über das RMML-Verfahren erzeugt, ein kaltes Legierungsverfahren. Das dabei entstehende Werkstoffgranulat wird durch indirektes Strangpressen, hydrostatisches Strangpressen oder ein Verfahren des kontinuierlichen Pulverstrangpressens namens PERCOFORM® zu Halbzeugen verarbeitet. Die Weiterverarbeitung zu Endprodukten erfolgt durch Kaltfließpressen oder Zerspanung.

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