Systemlösungen für die Energietechnik
CUPAL ist eine Plattierung von Kupfer auf Aluminium. Die beiden Metalle werden in einem besonderen Verfahren untrennbar miteinander verbunden. CUPAL ist also keine Legierung, sondern ein Verbundwerkstoff aus der Gruppe der Nichteisenmetalle. CUPAL ist vielseitig erprobt und langjährig bewährt als Austauschwerkstoff an Stelle von Reinkupfer und Messing.
CUPAL verbindet die Vorteile der Leichtmetalle – niedriges spezifisches Gewicht, leichte Verformbarkeit usw. – mit den Vorzügen von Kupfer wie z. B. Korrosionsbeständigkeit, Löt- und Galvanisierbarkeit, besondere Eigenschaften für elektrotechnische Zwecke. Die Kupfer- bzw. Aluminiumseiten von CUPAL verhalten sich sowohl in chemischer als auch physischer Hinsicht wie Reinkupfer bzw. Reinaluminium . CUPAL ermöglicht korrosionssichere Verbindungen zwischen Schwer- und Leichtmetallen. CUPAL zeichnet sich durch gute Wärmeleitfähigkeit aus. Die elektrische Leitfähigkeit von CUPAL ist günstig und erreicht bei hochfrequenten Strömen Leitwertgleichheit mit Reinkupfer. Die Kontaktwerte sind sogar besser als bei Reinkupfer.
CUPAL-Bleche lassen sich auf kaltem Wege durch Ziehen, Drücken, Prägen, Treiben, Biegen, Falzen, Nieten usw. verarbeiten, auf einfache Weise wie Reinkupfer weichlöten und galvanisieren.
Verwendung:
CUPAL ist besonders geeignet für die Elektrotechnik (Verbindungselemente zwischen Leicht- und Schwermetall-Leitern, Leistungs- und Kontaktmaterial für die verschiedensten Zwecke der Stark-, Schwachstrom-, Batterie- und Hochfrequenztechnik), im Apparate- und Maschinenbau (Behälter. Gehäuse, Leistungen) und für das große Gebiet der E-Mobilität.
CUPAL ist ein kaltwalzplattierter Verbundwerkstoff zwischen Aluminium als Trägerwerkstoff und Kupfer als
Auflagenwerkstoff. Dieser Verbundwerkstoff findet in der Elektroindustrie Verwendung als Kontakt- bzw. Übergangselement zwischen Leitern aus Aluminium und Kupfer. Durch die Verbindung von CUPAL wird der Übergangswiderstand zwischen den unterschiedlichen Metallen in den Plattenverbund verlagert und ist somit vor atmosphärischen Einflüssen geschützt.
Der Verbundwerkstoff CUPAL wird durch Kaltwalzplattieren hergestellt. Nach einer auf den jeweiligen Werkstoff abgestimmten Oberflächenvorbehandlung werden Aluminium und Kupfer durch hohen Druck in einem Plattierwalzgerüst fest miteinander verbunden. Die hierbei hervorgerufene Werkstoffverfestigung muss zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften durch eine geeignete Wärmebehandlung abgebaut werden. Hierbei wird gleichzeitig die Haftfestigkeit zwischen Aluminium und Kupfer infolge einer Diffusionsverschweissung verbessert. Durch Begrenzung von Glühzeit und Glühtemperatur wird eine unkontrollierte Legierungsschichtbildung unterdrückt.
CUPAL lässt sich aufgrund der nur submikroskopisch dicken Legierungsschicht durch Kaltformgebung weiterver-arbeiten, z. B. Falzen, Bördeln, Abkanten, Prägen, Profilieren, Streck - und Tiefziehen. Bei einem zu starken Festigkeitsanstieg infolge Kaltumformung, kann durch eine Wärmebehandlung wieder das ursprüngliche Umformvermögen eingestellt werden. Die Wärmebehandlung sollte jedoch 260 Grad C/4 h nicht überschreiten.
| Schaltanlagen und Apparatebau | Verwendung als Unterlagscheiben, Beilagen und Kabelschuhen |
| Freileitungsbau | Wickelband oder hülsenförmige Einlagen in Klemmverbindungen |
| Batterien | Verbindung zwischen Leiterplatten und Batterien |
Aufgrund des niedrigen spezifischen Gewichtes ergeben sich Vorteile bei beschleunigten Massen, wie z.B. bei Schaltern.
Bei hochfrequenten Strömen sind aufgrund des Skin-Effektes nur dünne Cu-Auflagen erforderlich, um eine Leitfähigkeit entsprechend des Vollkupfers zu erreichen. Dies führt zur Anwendung bei Kondensator, und Bauteilen für Sende- und Empfangsanlagen.
| Eigenschaften | Einheit | Alu/Kupfer (80/20) | Alu/Kupfer (70/30) |
| Dichte | g/cm3 | 4,00 | 4,6 |
| Elektr. Leitfähigkeit | m/Ohm*mm2) | 39,6 | 41,9 |
| Spez. Widerstand | Ohm*mm2/m | 0,0252 | 0,0239 |
| Erf. Querschnitt gegenüber Cu | 1,46 | 1,41 | |
| Erf. Querschnitt gegenüber Al | 0,937 | 0,906 | |
| Wärmeleitfähigkeit | W/(m+K) | 247 | 265 |
| Lin. Wärmeausdehnungskoefizient | 10-6/K | 22,5 | 21,8 |
| Elastitzitätsmodul | kN/mm2 | 76 | 81 |
| Zugfestigkeit | N/mm2 | 110-160 | 130-180 |
Aluminium: AL 99,5 | Werkstoff-Nr. 3.0255 nach DIN 17007 | Legierung 1050 nach Int. Reg. Record
Kupfer: E1-Cu58 | Werkstoff-Nr. 2.0065 nach DIN 1787 | CU/a1 nach NFA 53-100 |CU 99,9%
Aluminium wird oft verwendet, um Kosten und Gewicht gegenüber Kupfer zu sparen. Zwar ist die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium aufs Volumen bezogen etwas niedriger als die von Kupfer, allerdings auf die Masse bezogen höher. Für die Praxis heißt dies, dass eine Leiterbahn aus Aluminium einen ca. eineinhalbfach größeren Querschnitt benötigt als eine Leiterbahn aus Kupfer, um dieselbe Stromtragfähigkeit zu erreichen. Dafür ist diese Leiterbahn aus Aluminium dann erheblich leichter und billiger als die dünnere Leiterbahn aus Kupfer.
Ein Nachteil des Aluminiums ist, dass es wegen seiner passivierenden Oberflächenschicht nicht gelötet werden kann, und dass aus demselben Grund bei Schraub- und Klemmverbindungen ein Übergangswiderstand entsteht. Hier kann mit Klemmen oder Hülsen aus Cupal ein gut leitendes Verbindungselement zwischengeschaltet werden, wobei Aluminiumoberflächen aufeinander gepresst werden und die Kupferoberfläche mit den üblichen elektrischen Verbindungstechniken weiterverbunden wird.