Plaque CuCrZr à haute conductivité pour soudage et électroérosion : sélection de matériaux pour le soudage par résistance, l'outillage d'électroérosion et les composants de refroidissement des semi-conducteurs

 

Date de publication : 23 juillet 2026
Auteur : Hu Yanwei, expert technique en métaux Cymber

Réponse rapide :La plaque CuCrZr à haute conductivité est un alliage de cuivre-chrome-zirconium à durcissement structural, généralement désigné par les normes UNS C18150 et CW106C/CuCr1Zr. Elle conserve une grande partie de la conductivité électrique et thermique du cuivre tout en offrant une résistance mécanique supérieure, une meilleure résistance à l'usure et une plus grande résistance au ramollissement que le cuivre de haute pureté. Avant de passer une commande importante, les acheteurs doivent préciser la norme applicable, les conditions de traitement thermique, la conductivité minimale, la dureté ou la résistance, les dimensions, la planéité, les exigences d'inspection et le cycle thermique ultérieur.

Qu'est-ce qu'une plaque CuCrZr à haute conductivité ?

La plaque CuCrZr à haute conductivité est un alliage de cuivre contenant des ajouts contrôlés de chrome et de zirconium. Ces éléments d'alliage permettent de renforcer le matériau par traitement de mise en solution, écrouissage et vieillissement par précipitation.

Le résultat est un matériau qui combine :

• Conductivité électrique élevée
• conductivité thermique élevée
• Plus résistant que le cuivre pur
• Stabilité dimensionnelle améliorée
• Meilleure résistance au ramollissement à haute température
• Meilleure résistance à l'usure sous charges mécaniques et thermiques répétées

Le CuCrZr est couramment utilisé pour l'outillage de soudage par résistance, les contacts électriques, les électrodes EDM, les équipements pour semi-conducteurs, les composants de transfert de chaleur et les pièces conductrices usinées avec précision.

Les acheteurs qui comparent différentes formes de produits en cuivre peuvent commencer par la gamme plus étendue de Cymber Metal.options de plaques de cuivre.

Le CuCrZr est-il identique au C18150 ?

L'UNS C18150 est l'une des nuances de cuivre au chrome-zirconium les plus demandées. Dans les spécifications européennes, les acheteurs peuvent également rencontrer des désignations telles que CW106C ou CuCr1Zr.

Ces appellations sont souvent utilisées pour des familles d'alliages similaires, mais elles ne doivent pas être automatiquement considérées comme identiques.

Un cahier des charges d'achat doit identifier :

• La désignation exacte du niveau
• La norme de matériau en vigueur
• limites de composition chimique
• Forme du produit
• État du traitement thermique
• conductivité minimale
• Propriétés mécaniques requises
• exigences en matière de tests et de certification

Il ne faut pas confondre l'alliage C18150 avec l'alliage C18200. Le C18200 est généralement classé comme alliage de cuivre au chrome, tandis que le C18150 contient une quantité contrôlée de zirconium. Bien que ces deux alliages puissent avoir des applications similaires, leur substitution nécessite une analyse technique.

Les acheteurs recherchant ce type de produit peuvent consulter les informations de Cymber Metal.Informations sur le cuivre C18150ainsi que le plan spécifique au projet et les normes relatives aux matériaux.

Propriétés typiques des plaques de CuCrZr

Les propriétés du CuCrZr dépendent fortement de sa composition, de sa forme, de son écrouissage, de son traitement de vieillissement, de l'épaisseur de la plaque et de toute opération de chauffage ultérieure.

Les valeurs suivantes sont des fourchettes de référence générales du secteur, et non des garanties contractuelles :

À titre de référence :

100 % IACS correspond à environ 58 MS/m à 20 °C.

Par conséquent, une plaque de CuCrZr mesurée à 80 % IACS aurait une conductivité électrique d'environ 46,4 MS/m à la même température de référence.

Ce calcul est utile pour la conversion d'unités, mais le bon de commande doit préciser quelle unité détermine la réception.

Pourquoi utilise-t-on le CuCrZr pour les applications de soudage ?

Dans ce contexte, l’expression « applications de soudage » désigne généralement l’outillage de soudage par résistance et les composants conducteurs de courant, et non le CuCrZr utilisé comme plaque de soudage structurale ordinaire.

Les applications courantes comprennent :

• Porte-électrodes de soudage par résistance
• Composants d'électrodes de soudage par points
• Roues de soudage de joints
• dispositifs de soudage
• Bras conducteurs de courant
• Barres de support
• Composants de serrage conducteurs
• Outillage de soudage refroidi à l'eau

Ces composants doivent supporter un courant électrique élevé tout en résistant à la déformation, à l'usure et aux cycles thermiques répétés.

Le cuivre pur offre une conductivité supérieure, mais il est plus susceptible de se ramollir ou de se déformer sous pression et à haute température. L'alliage CuCrZr offre un bon compromis entre conductivité et stabilité mécanique.

Quelles sont les spécifications à prévoir pour l'outillage de soudage ?

Les acheteurs doivent définir :

• C18150, CW106C ou autre grade exact
• État de traitement thermique requis
• conductivité électrique minimale
• Plage de dureté ou de propriétés de traction
• Géométrie des électrodes ou de l'outillage
• Dimensions de la face de contact
• exigences relatives à la finition de surface
• Dimensions du canal de refroidissement
• Exigences relatives aux filetages et aux connexions
• Modification dimensionnelle autorisée après traitement
• exigences d'inspection finale

Pour les composants de soudage refroidis à l'eau, le dessin doit également indiquer :

• Dimensions d'entrée et de sortie du liquide de refroidissement
• Géométrie du canal interne
• Pression de service requise
• Pression et méthode du test d'étanchéité
• Norme de filetage
• Exigences relatives aux surfaces d'étanchéité
• Exigences de propreté

Un fournisseur ne peut pas déterminer tous ces paramètres à partir de la seule mention « plaque de soudage CuCrZr ».

La plaque CuCrZr est-elle adaptée aux électrodes EDM ?

Le CuCrZr peut être envisagé pour les électrodes d'usinage par électroérosion lorsque l'application requiert une combinaison de conductivité électrique, de rigidité, de résistance à l'usure et de stabilité dimensionnelle.

Les avantages potentiels comprennent :

• Meilleure résistance mécanique que le cuivre pur
• Risque de flexion réduit dans les géométries d'électrodes minces ou étendues
• Résistance accrue aux dommages liés à la manutention
• Bonne stabilité dimensionnelle lors de l'usinage des électrodes
• Conductivité électrique élevée pour des performances de décharge efficaces
• Meilleure résistance à l'usure dans certaines conditions de fonctionnement

Cependant, le CuCrZr n'est pas automatiquement le meilleur matériau d'électrode pour l'électroérosion pour toutes les applications.

Le choix correct dépend de :

• matériau de la pièce
• Opération d'ébauche ou de finition
• Géométrie des électrodes
• Finition de surface requise
• Rapport d'usure des électrodes
• Paramètres de décharge
• Conditions de chasse d'eau
• Vitesse d'usinage
• Coût des électrodes
• Précision dimensionnelle

Le cuivre pur est souvent privilégié lorsqu'une conductivité maximale ou une finition particulière est requise. Le cuivre-tungstène est alors à privilégier si la résistance à l'érosion par arc électrique, la rigidité ou la résistance à l'usure sont plus importantes que la conductivité et le coût du matériau.

Les utilisateurs d'EDM doivent effectuer des essais de procédé lors du passage d'un matériau d'électrode établi au CuCrZr.

Pourquoi utiliser le CuCrZr pour le refroidissement des semi-conducteurs ?

La fabrication des semi-conducteurs et les systèmes d'électronique de puissance nécessitent de plus en plus de composants capables de transférer la chaleur tout en conservant leur stabilité dimensionnelle.

Les applications possibles du CuCrZr comprennent :

• plaques de base refroidies à l'eau
• Composants de plaque froide
• Dissipateurs de chaleur
• Le module d'alimentation prend en charge
• Composants thermiques à courant élevé
• Composants d'équipement sous vide
• Collecteurs de refroidissement
• Plaques usinées avec canaux internes
• Composants d'équipement de traitement des semi-conducteurs

Les cuivres de haute pureté, tels queCuivre C10100etCuivre C10200Il peut offrir une conductivité électrique et thermique supérieure. Le CuCrZr devient intéressant lorsque le composant doit également résister à la déformation, conserver sa planéité ou maintenir sa résistance mécanique lors de cycles thermiques.

Exigences importantes en matière de refroidissement des semi-conducteurs

Une demande de devis pour une plaque de refroidissement de semi-conducteurs peut nécessiter de définir :

• conductivité thermique ou électrique minimale
• Planéité finie
• Parallélisme
• rugosité de surface
• Dimensions du canal de refroidissement
• Tolérances de position des canaux
• Procédé d'assemblage ou de brasage
• Méthode de test d'étanchéité et critères d'acceptation
• Pression de service
• Conditions de cycle thermique
• Chimie du liquide de refroidissement
• revêtement ou placage de surface
• Exigences en matière de propreté et de contrôle des particules
• Emballage pour surfaces finies

Si un traitement de nickelage, de brasage, de soudage par diffusion ou tout autre procédé à haute température est utilisé, le fournisseur doit connaître le cycle thermique complet avant de confirmer les propriétés finales du matériau.

CuCrZr comparé au cuivre pur, au cuivre chromé et au cuivre tungstène

Matériel	Conductivité	Résistance et usure	stabilité thermique	Raison de sélection commune
CuCrZr / C18150	Haut	Supérieur au cuivre pur	Convient aux alliages de cuivre conducteurs	Conductivité, résistance et résistance au ramollissement équilibrées
C10100 ou C10200	Très haut	Inférieur à CuCrZr	Plus sensible au ramollissement et à la déformation	Exigences de conductivité maximale et de haute pureté
cuivre au chrome C18200	Haut	Bien	Bien	Outillage de soudage par résistance et électrique
cuivre tungstène	Modéré et dépendant de la composition	Très haute résistance à l'usure et à l'arc électrique	Résistant aux conditions de contact électrique exigeantes	Électroérosion, contacts à arc et électrodes à forte usure

Aucun matériau n'est universellement supérieur.

L'acheteur doit choisir l'alliage en fonction de l'équilibre requis entre :

• conductivité électrique
• conductivité thermique
• résistance mécanique
• résistance à l'usure
• Résistance au ramollissement
• usinabilité
• Conditions d'adhésion
• exigences d'inspection
• Coût total des composants

Pourquoi les conditions de traitement thermique sont importantes

Les performances du CuCrZr dépendent de son procédé de fabrication. L'appellation « plaque C18150 » ne suffit pas à elle seule à définir sa conductivité, sa dureté ou sa résistance finales.

Un processus de production typique peut comprendre :

1. Traitement par solution
2. Refroidissement ou trempe rapide
3. Travail à froid, si nécessaire
4. Vieillissement par précipitation
5. Usinage ou rectification finale

L'ordre et les paramètres de ces opérations influent sur l'équilibre entre conductivité et résistance.

Le chauffage en aval peut modifier les propriétés

Le matériau peut être exposé à une chaleur supplémentaire pendant :

• Brasage
• Soudage
• Liaison par diffusion
• formage à chaud
• Soulager le stress
• Revêtement ou placage
• Cycles répétés de température de service

Un cycle thermique non contrôlé peut entraîner un vieillissement excessif ou un ramollissement de l'alliage. Il peut également modifier sa dureté, sa résistance, sa conductivité et sa stabilité dimensionnelle.

Pour cette raison, les acheteurs doivent indiquer au fournisseur de matériaux si la plaque subira ultérieurement un traitement à haute température.

Lorsque les propriétés finales sont essentielles, les exigences d'achat doivent préciser si la conductivité et la dureté doivent être mesurées :

• Avant usinage
• Après traitement thermique
• Après brasage ou assemblage
• Sur le composant fini
• Sur un coupon d'essai représentatif

Usinage de plaques de CuCrZr à haute conductivité

Le CuCrZr est généralement plus stable dimensionnellement que le cuivre doux de haute pureté, mais il nécessite tout de même des pratiques d'usinage appropriées pour les alliages de cuivre.

Les considérations courantes comprennent :

Pour les composants de précision :

• Utiliser un système de maintien rigide sans pression de serrage excessive.
• Éloignez les copeaux des surfaces en cuivre finies.
• Utilisez des fluides de coupe compatibles avec le processus de nettoyage en aval.
• Équilibrer l'enlèvement de matière sur les surfaces opposées des plaques.
• Vérifier si une relaxation des contraintes ou un vieillissement se produit avant le broyage final.
• Planifiez les surfaces de référence avant de percer les canaux de refroidissement.
• Précisez les exigences d'ébavurage et de cassage des arêtes sur le dessin.
• Protéger les faces finies lors de l'inspection et de l'emballage.

Les projets nécessitant des pièces finies peuvent être examinés conjointement avec Cymber Metal.services d'usinage de précision.

Les vitesses, avances et qualités d'outils exactes doivent être définies en fonction de la machine, de l'état de la plaque, de l'outil de coupe, de la géométrie du composant et de la finition requise.

Comment tester la conductivité ?

Un bon de commande ne doit pas se limiter à la mention « haute conductivité ».

Il devrait définir :

• valeur minimale acceptée
• Unité de rapport : % IACS ou MS/m
• Température de référence
• Méthode d'essai
• Lieu d'essai
• Nombre de lectures
• Fréquence d'échantillonnage
• Étalonnage ou norme de référence requis
• La question de savoir si les résultats doivent figurer sur le certificat de matériel

En fonction de la géométrie de la plaque et de l'accord entre l'acheteur et le fournisseur, la conductivité peut être évaluée par une méthode à courants de Foucault ou calculée à partir de mesures de résistivité électrique.

La méthode d'essai doit être adaptée à :

• Épaisseur de la plaque
• État de surface
• Courbure
• Température
• Fréquence de la sonde
• Précision requise

La composition chimique à elle seule ne prouve pas la conductivité. De même, une mesure de conductivité seule ne permet pas d'établir avec certitude la nuance, l'état du traitement thermique ou la qualité interne.

Les acheteurs peuvent consulter les publications de Cymber Metaléquipements de production et d'inspectionetinformations sur le certificat. Le protocole de test et le dossier documentaire exacts doivent encore être définis dans la demande de devis.

Que doit contenir une demande de devis pour une plaque CuCrZr en vrac ?

1. Niveau et norme

Spécifier:

• UNS C18150, CW106C, CuCr1Zr ou toute autre désignation exacte
• Norme de référence
• Édition standard, lorsque cela est contractuellement requis
• Substitutions autorisées ou interdites

N’écrivez pas seulement « CuCrZr », « cuivre de classe 2 » ou « cuivre au chrome-zirconium ».

La classe RWMA 2 est généralement associée aux alliages de cuivre soudés par résistance, mais elle ne doit pas remplacer une spécification complète de nuance et de propriétés.

2. État du traitement thermique

Indiquez si la plaque est obligatoire :

• Traitement en solution
• Travaillé à froid
• durci par précipitation
• Entièrement traité thermiquement
• Ébauché avant vieillissement final
• Prêt pour l'usinage de finition

Si l'acheteur ne connaît pas les conditions correctes, veuillez lui fournir l'application, la température de fonctionnement et les étapes de fabrication ultérieures pour examen technique.

3. Propriétés requises

Définir des valeurs d'acceptation mesurables pour :

• conductivité électrique
• Dureté
• Résistance à la traction, si nécessaire
• Limite d'élasticité, si nécessaire
• Allongement, si nécessaire
• Conductivité thermique, si contractuellement requise

Ne combinez pas les valeurs typiques de sites web de différentes tendances en une seule spécification d'achat.

4. Dimensions de la plaque

Inclure:

• Épaisseur
• Largeur
• Longueur
• Tolérance d'épaisseur
• Tolérance de largeur et de longueur
• Platitude
• Rectitude
• Parallélisme
• Carré
• Tolérance d'usinage
• État scié, fraisé ou rectifié

5. Exigences relatives à la surface et aux bords

État:

• Finition usinée, rectifiée ou fraisée
• rugosité de surface
• Rayures ou bosses autorisées
• exigences relatives aux films protecteurs
• Condition de bord
• limites de Burr
• Chanfrein ou rayon d'angle
• Zones qui doivent rester exemptes de marquage

6. Inspection et documentation

Selon l'application, l'acheteur peut demander :

• Certificat d'essai des matériaux
• Certificat de conformité
• Rapport sur la composition chimique
• résultat de conductivité électrique
• Rapport de dureté
• Résultat de l'essai de traction
• Rapport d'inspection dimensionnelle
• Inspection par ultrasons pour des sections d'épaisseur spécifiées
• traçabilité des lots ou des chaleurs
• Inspection par un tiers
• Test d'étanchéité de la pièce finale
• Inspection de propreté

Les fichiers pertinents actuellement mis à disposition par l'entreprise peuvent être consultés via Cymber Metal.centre de téléchargement.

7. Étendue du traitement

Précisez si le devis concerne :

• Assiette crue
• Ébauche découpée à la scie
• Ébauche usinée
• Plaque de masse
• Composant usiné grossièrement
• Composant fini
• Plaque de refroidissement perforée
• Composant plaqué ou revêtu
• Assemblage testé sous pression ou contre les fuites

8. Quantité et logistique

Fournir:

• Nombre de plaques
• Poids total estimé
• Quantité de commande d'essai
• demande annuelle
• Variation de quantité autorisée
• exigences d'emballage
• Poids maximal du colis
• destination de livraison
• Incoterm
• Délai de livraison requis
• Exigences de marquage et de traçabilité

L'univers plus large de Cymber Metalcapacités de servicepeut être examiné lorsqu'un projet comprend la fourniture de matériaux, la découpe, l'usinage ou des exigences liées à l'exportation.

Comment calculer le poids d'une plaque en CuCrZr

Une valeur de référence pratique pour la densité du CuCrZr est d'environ 8,9 g/cm³.

Pour les dimensions en millimètres :

Poids théorique en kg = Longueur × Largeur × Épaisseur × 8,9 × 10⁻⁶

Exemple pour une plaque mesurant 1 000 × 500 × 20 mm :

1 000 × 500 × 20 × 8,9 × 10⁻⁶ = environ 89 kg

Le poids réel peut varier en raison des tolérances dimensionnelles, de l'état des bords et des surépaisseurs d'usinage.

Pour une commande en gros, veuillez confirmer si le prix est basé sur le poids théorique, le poids réel d'expédition ou le poids d'entrée avant usinage.

Comment les acheteurs doivent-ils comparer les devis pour les plaques CuCrZr ?

Un prix inférieur peut s'expliquer par une qualité différente, un état non traité, une tolérance dimensionnelle plus large ou un périmètre d'inspection réduit. Les devis ne sont comparables que si les exigences techniques et commerciales sont identiques.