Sowohl C51000 als auch C51900 sind Zinn-Phosphor-Bronzen (Phosphorbronze), die für Federn, Steckverbinder und verschleißfeste Anwendungen ausgelegt sind. Der Unterschied, der die Legierungswahl bestimmt, ist der Zinngehalt: C51000 enthält 4,2–5,8% Zinn, C51900 enthält 5,0–7,0% Zinn. Dieses zusätzliche Zinn erhöht Festigkeit und Federkraft, verringert aber Duktilität und Leitfähigkeit. Die Legierungswahl hängt von den funktionalen Anforderungen des Bauteils ab, nicht von einer gewohnheitsmäßigen Spezifikation.
Zusammensetzung: Was das zusätzliche Zinn bewirkt
| Element | C51000 (Phosphorbronze A) | C51900 (Phosphorbronze C) |
| Kupfer (Cu) | Rest (93,4–95,5%) | Rest (92,2–95%) |
| Zinn (Sn) | 4.2–5.8% | 5.0–7.0% |
| Phosphor (P) | 0.03–0.35% | 0.03–0.35% |
| Eisen (Fe), max. | 0.10% | 0.10% |
| Blei (Pb), max. | 0.05% | 0.05% |
| Zink (Zn), max. | 0.30% | 0.30% |
Phosphor wirkt hier als Desoxidationsmittel und Verfestiger – nicht als Schmiermittel. Beide Legierungen teilen sich den gleichen Phosphorbereich, daher ist die Zinnspanne der Hebel, der Festigkeit, Rückfederung und Umformbarkeit verschiebt. Wenn eine Spezifikation zwischen den beiden Zinnbereichen liegt, entscheidet die zyklische Belastungsanforderung der Anwendung.
Mechanische und physikalische Eigenschaften
Der Zustand (der Kaltverfestigungsgrad, von weichgeglüht O60 bis Federhart H08/H10) verschiebt diese Werte erheblich, lesen Sie die Tabelle daher als typische Walzbereichsangaben, nicht als feste Werte. Die elektrische Leitfähigkeit wird in % IACS angegeben – einem Prozentsatz der Leitfähigkeit von reinem Kupfer; beide Legierungen liegen weit unter Kupfer.
| Eigenschaft | C51000 | C51900 |
| Zugfestigkeit | 330–780 MPa | 350–760 MPa (H08/H10 Federhärte: ~690–760) |
| Streckgrenze (0,2% Dehngrenze) | 130–750 MPa | 150–710 MPa (H08: ~710) |
| Bruchdehnung | 2.7–64% | 2–66% |
| Härte (Rockwell B) | 26–97 | 42–91 |
| Dichte | 8,8 g/cm³ | 8,8 g/cm³ |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~18 % IACS | ~14 % IACS |
| Wärmeleitfähigkeit | ~77 W/m·K | ~66 W/m·K |
| Elastizitätsmodul | ~110 GPa | ~110 GPa |
| Zerspanbarkeit (vs. Messing 100) | 20 | 20 |
C51900 ist die festere Legierung bei gleichem Zustand – das zusätzliche Zinn erhöht Zugfestigkeit und Streckgrenze im Bereich H02–H08 und erreicht ~690–760 MPa Zugfestigkeit und ~710 MPa Streckgrenze bei Federhärte H08/H10. Beide Legierungen erreichen Spitzenwerte nahe H10 (~760–780 MPa), aber C51900 behält Federkraft und Ermüdungslebensdauer unter zyklischer Belastung besser bei, was für Kontakte entscheidend ist. C51000 behält bei gleichem Zustand mehr Dehnung, was Umformbarkeit für enge Biegestanzungen bietet. Keine der beiden ist ein leitfähigkeitsorientiertes Material – beide liegen weit unter reinem Kupfer im IACS, und keine wird spezifiziert, wenn Stromführung die primäre Aufgabe ist.
Go/No-Go: Welche Legierung für Ihr Bauteil
Diese Regeln bieten einen Rahmen für die Legierungswahl, bevor ein Angebot des Lieferanten eingeholt wird.
| Anwendung | Legierung | Grund |
| Hochzyklische Federkontakte (10.000+ Steckzyklen, USB-C, HF-Koaxial) | C51900 | Höherer Zinngehalt → bessere Federkrafterhaltung und Ermüdungsbeständigkeit |
| Komplexes Folgeverbundstanzen mit engen Biegungen | C51000 | Höhere Dehnung bei gleichem Zustand → überlebt engere Biegeradien nahe dem Kontaktbereich |
| EMI-Flechtgewebe oder Feinsiebe, bei denen Kosten und Webbarkeit dominieren | C51000 | Feinere Webbarkeit, geringere Materialkosten |
| Akustikgewebe, SD/SIM-Kartenfachkontakte, allgemeine elastische Komponenten | C51900 | Beste Balance aus Federleistung und Stanzbarkeit |
| Lager, Buchsen, Schnecken, Anlaufscheiben | Beide | Die etwas höhere Festigkeit von C51900 begünstigt höhere Verschleißlasten |
Wo jede Legierung in der Produktion zum Einsatz kommt
Die obige Go/No-Go-Liste legt die Entscheidungsregel fest. Dieser Abschnitt ordnet die Legierungen den tatsächlich von ihnen gefüllten Teilen zu, sodass Sie die Auswahl auf Plausibilität prüfen können.
C51000: Elektrische Steckverbinder, Relais- und Schaltkontakte, Sicherungsklemmen, Präzisionsfedern und Membranen, Lager und Buchsen, Schiffsbeschläge und feine EMI-Abschirmgitter.
C51900: USB-C- und Kartenfach-Federkontakte, akustische Lautsprecher-/Mikrofon-Gitter, Flach-/Well-/Spiralfedern, instrumentelle elastische Elemente (Druckfedern), Verschleißplatten, Zahnräder und Schneckenräder sowie korrosionsbeständige Instrumententeile.
Ausfallarten, die konstruktiv zu berücksichtigen sind
| Fehlermodus | Mechanismus | Konstruktionsrichtlinie |
| Federrelaxation in Kontakten | C51000 verliert bei hohen Zyklenzahlen schneller an Federkraft | C51900 (oder C52100) ist die geeignete Legierung, wenn die Einsteckzyklen ~10.000 überschreiten |
| Biegerissbildung bei hoher Härte | Beide Legierungen reißen, wenn sie in H08/H10 zu eng gebogen werden; C51000 toleriert kleinere Radien | Minimaler Biegeradius ~2,5–3,5× Dicke für Biegung in guter Richtung (Biegeachse parallel zur Walzrichtung), ~50% Aufschlag für Biegung in schlechter Richtung |
| Leitfähigkeitsdefizit | Keine der Legierungen ersetzt Reinkupfer in Hochstrompfaden | Das Design muss die Obergrenze von ~14–18% IACS berücksichtigen, nicht die Leitfähigkeit von Kupfer |
Normen und Rückverfolgbarkeit
Beide Legierungen sind unter ASTM B103/B103M (Platte, Blech, Band, gewalzter Stab) und ASTM B139/B139M (Stangen und Stäbe) abgedeckt; europäische Entsprechungen sind CW451K (C51000) und CW452K (C51900) nach EN 12163/12164. Der Härtegrad muss auf jeder Zeichnung angegeben werden – “Phosphorbronze” ohne Härtegrad (O60, H04, H08) vermittelt nicht die erforderliche Festigkeit. Ein Materialprüfbericht / -zertifikat (MTR/MTC) pro Charge stellt sicher, dass Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften auf die Schmelze zurückverfolgbar sind.
Die obigen Eigenschaftsbereiche sind typische Werkswerte, abgeglichen mit CDA copper.org und mehreren Lieferantendatenblättern (Jintian, Triangle Alloy, Mavmet). Sie umfassen die Härtegrade O60 bis H10, sind also keine festen Auslegungszahlen – die genauen Werte müssen vor der Designfreigabe anhand der ASTM B103/B139-Tabelle für den spezifizierten Härtegrad verifiziert werden.
Beschaffung von C51000 und C51900
Linsy Copper ist ISO 9001/14001/45001 zertifiziert und führt sowohl C51000- als auch C51900-Bronze in den Formen Blech, Platte, Stab, Draht, Rohr, Spule, Profil und Block, geliefert in dem von Ihnen angegebenen anwendbaren ASTM-Härtegrad. Jede Bestellung wird mit einem MTR/MTC versandt, und SGS-Prüfberichte zu Chemie, Mechanik, Leitfähigkeit und RoHS/REACH sind auf Anfrage erhältlich. Kundenspezifische Produktionen mit niedriger Mindestbestellmenge (Low-MOQ) dauern je nach Legierung, Größe und Verarbeitung 10–60 Tage – nützlich, wenn ein neues Design eine kleine Versuchscharge vor einer vollständigen Produktionsfreigabe benötigt.
Fazit
C51000 und C51900 lösen die gleiche Klasse von Feder-, Kontakt- und Verschleißproblemen, aber C51900 bietet mehr Federkraft und Ermüdungslebensdauer, während C51000 den Vorteil bei Umformbarkeit und Leitfähigkeit für komplexe Stanzteile behält. Das Risiko besteht darin, die falsche Legierung auszuwählen und Relaxation oder Rissbildung erst zu entdecken, nachdem das Werkzeug bereits festgelegt ist. Linsy liefert beide Legierungen mit ASTM-Härtegradkontrolle, vollständiger MTR/MTC-Dokumentation und SGS-Prüfberichten auf Anfrage, sodass Ihre Legierungsentscheidung durch rückverfolgbares Material ab der ersten Prototypencharge gestützt wird. Laden Sie das Datenblatt für C51000/C51900 herunter oder fordern Sie ein vergleichendes Angebot für beide Legierungen an.
FAQ
Im Allgemeinen ja bei gleichem Härtegrad. Der höhere Zinngehalt von C51900 (5,0–7,0% vs. 4,2–5,8%) ergibt eine höhere Festigkeitsuntergrenze und eine bessere Federkraftrückhaltung bei H08 – beide Legierungen erreichen ihr Maximum nahe H10 (~760–780 MPa), aber C51900 behält die Ermüdungslebensdauer unter zyklischer Belastung besser. Die beiden Bereichsmaxima sind nicht direkt vergleichbar; der Vergleich muss beim gleichen Härtegrad erfolgen. C51000 behält bei gleichem Härtegrad mehr Dehnung, was für Tief- oder Engbiegeumformungen wichtig ist.
Nur für Kontakte mit niedriger Zyklenzahl oder geringer Kraft. Oberhalb von ~10.000 Steckzyklen behält C51900 (oder C52100) die Federkraft besser; ein Ersatz riskiert Relaxation und Kontaktdruckverlust.
H08 (Federhärte) ist die übliche Wahl für Kontaktfedern – sie bietet das ausgewogene Verhältnis von Festigkeit zu Umformbarkeit. Der Härtegrad muss auf der Zeichnung angegeben werden; “Phosphorbronze” allein ist keine vollständige Spezifikation.
Nein. Dies sind Zinn-Phosphor-Bronzen; Kupfer-Nickel-Legierungen verwenden Nickel für die Meerwasserkorrosionsbeständigkeit und sind eine andere Familie mit anderen Eigenschaften und Verwendungen.
C51900 wird häufig in Feder- und Kontaktanwendungen aus Phosphorbronze verwendet, was sich typischerweise in kürzeren Lieferzeiten und wettbewerbsfähigeren Preisen niederschlägt. C51000 kann bei nicht standardmäßigen Dicken oder Breiten längere Vorlaufzeiten erfordern.
Keine der beiden lässt sich wie Automatenmessing bearbeiten. Die Zerspanbarkeit liegt bei etwa 20 im Vergleich zu Messing 100, was langsamere Vorschübe, schärfere Werkzeuge und möglicherweise eine endkonturnahe Formgebung durch Stanzen oder Umformen anstelle von starker spanender Bearbeitung erfordert.
David Huang ist ein Spezialist für Kupferwerkstoffe und Vertriebsleiter bei Linsy Copper mit langjähriger praktischer Erfahrung in der Unterstützung globaler Kunden bei der Beschaffung von Kupfer und Kupferlegierungen.
Er ist spezialisiert auf industrielle Kupferprodukte wie C11000-Kupfer, C10200-sauerstofffreies Kupfer, Messing, Bronze, Kupferbleche, -platten, -rohre, -stangen und kundenspezifisch bearbeitete Kupferkomponenten.
Mit einem praktischen Verständnis der Kupferherstellung, Qualitätskontrolle, Oberflächenbehandlung und Exportlieferketten hilft David Kunden, die richtigen Materialien für elektrische, mechanische, maritime, Bau- und Industrieanwendungen auszuwählen.