Kupfer zerspanen: CW118C Tellurkupfer und die Alternativen
Kupfer leitet Strom besser als jeder andere technisch bezahlbare Werkstoff. Und es lässt sich miserabel zerspanen. Wer beides braucht – hohe Leitfähigkeit und ein Drehteil in Serie –, steht vor einem Zielkonflikt, für den es seit Jahrzehnten eine elegante Lösung gibt: Tellurkupfer.
Dieser Beitrag ordnet die Kupfersorten, erklärt, warum reines Kupfer beim Zerspanen so unangenehm ist, und zeigt, wann welcher Werkstoff die richtige Wahl ist.
Warum sich reines Kupfer schlecht zerspanen lässt
Der Zerspanbarkeitsindex von unlegiertem Kupfer liegt bei etwa 20, bezogen auf Automatenmessing CuZn39Pb3 = 100. Dafür gibt es vier Ursachen, und sie verstärken sich gegenseitig:
- Zu hohe Duktilität. Bruchdehnungen von 35 bis 50 % bedeuten: Der Span bricht nicht. Es entstehen lange Band-, Fließ- und Wirrspäne, die sich um Werkzeug und Werkstück wickeln.
- Aufbauschneidenbildung. Bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten verschweißt Werkstoff mit der Schneide, reißt periodisch ab und nimmt Teile der Schneidkante mit. Folge: schwankende Maße, schlechte Oberflächen, Kantenausbrüche.
- Klebe- und Schmierneigung. Kupfer haftet an gängigen Schneidstoffen und verschmiert die Spanfläche.
- Sehr hohe Wärmeleitfähigkeit. Bei rund 394 W/(m·K) fließt die Prozesswärme ins Werkstück statt in den Span – mit thermischem Verzug und Maßproblemen.
Die Gegenmaßnahmen sind bekannt und teilweise kontraintuitiv: größere Spanungsdicke, höhere Schnittgeschwindigkeit (nicht niedrigere, sonst kommen die Aufbauschneiden), großer positiver Spanwinkel und intensive Kühlschmierung.
Die unlegierten Kupfersorten
| Werkstoff | Nummer | Kupfergehalt | Besonderheit | Leitfähigkeit | Wasserstoffversprödung | Schweißen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cu-ETP | CW004A | ≥ 99,90 % | sauerstoffhaltig, der Standard der Elektrotechnik | ca. 57 MS/m | gefährdet | schlecht |
| Cu-OF | CW008A | ≥ 99,95 % | sauerstofffrei | ≥ 58 MS/m | nein | gut |
| Cu-OFE | CW009A | ≥ 99,99 % | höchste Reinheit, Vakuum- und HF-Technik | 58 – 59 MS/m | nein | gut |
| Cu-HCP | CW021A | ≥ 99,95 % | minimal phosphordesoxidiert – der Kompromiss | 57 – 59 MS/m | nein | gut bis sehr gut |
| Cu-DHP | CW024A | ≥ 99,90 % | phosphordesoxidiert, Rohr- und Installationswerkstoff | ca. 43 MS/m | nein | sehr gut |
Die ganze Logik dieser Tabelle steht in einem Satz: Restphosphor senkt die Leitfähigkeit dramatisch, verhindert aber Wasserstoffversprödung und macht schweißbar. Cu-DHP verliert rund ein Viertel der Leitfähigkeit und ist dafür flammlötbar und schweißbar. Cu-HCP ist der Kompromiss: gerade so viel Phosphor, dass desoxidiert wird, ohne die Leitfähigkeit zu verlieren.
Für Cu-ETP gilt die praktische Warnung: Bei Flammlöten oder Schweißen unter wasserstoffhaltiger Atmosphäre reagiert der eingelagerte Sauerstoff – das Material versprödet. Wer löten oder schweißen will, nimmt Cu-OF, Cu-HCP oder Cu-DHP.
CuTeP (CW118C) – Tellurkupfer
Der Automatenwerkstoff unter den Kupfersorten. Zusammensetzung: 0,4 bis 0,7 % Tellur, 0,003 bis 0,012 % Phosphor, Rest Kupfer.
Wirkmechanismus: Tellur ist in Kupfer praktisch unlöslich und liegt als fein verteiltes, sprödes Kupfertellurid in der Matrix. Diese Partikel wirken als innere Kerbstellen – der Span reißt an ihnen ab, statt als Fließspan durchzulaufen. Weil das Tellur nicht in Lösung geht, bleibt die Leitfähigkeit weitgehend erhalten. Das ist der entscheidende Unterschied zu einer Legierung im eigentlichen Sinn.
| Kennwert | Wert |
|---|---|
| Zerspanbarkeitsindex | 80 (CuZn39Pb3 = 100) |
| Werkzeugstandzeit gegenüber Cu-ETP | etwa Faktor 4 |
| Elektrische Leitfähigkeit | mindestens rund 50 MS/m (86 % IACS) als Gewährwert; typische Istwerte liegen darüber |
| Wärmeleitfähigkeit | 355 W/(m·K) |
| Dichte | 8,9 g/cm³ |
| Entfestigungstemperatur | ca. 350 °C |
| Zustände Stangen | R250 / R300 / R360 beziehungsweise H080 / H095 / H120 |
Geführt wird CuTeP in den Produktnormen für Kupferhalbzeug, vor allem in EN 12164 für Stangen zur spanenden Bearbeitung. Typische Anwendungen: Automatendrehteile der Elektrotechnik, Kontaktstücke, Schweißbrennerdüsen, Schrauben und Muttern mit Stromführung, Erodierelektroden.
CuSP (CW114C) – Schwefelkupfer
Der weniger bekannte Zwilling: 0,2 bis 0,7 % Schwefel statt Tellur, gleiches Prinzip. Zerspanbarkeitsindex 70 bis 85, Standzeitgewinn gegenüber Cu-ETP ebenfalls etwa Faktor 4.
| Kriterium | CuTeP (CW118C) | CuSP (CW114C) |
|---|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | ca. 50 MS/m | 54 – 55 MS/m |
| Wärmeleitfähigkeit | 355 W/(m·K) | 374 W/(m·K) |
| Zerspanbarkeitsindex | 80 | 70 – 85 |
| Warmumformbarkeit | sehr gut, 750 – 875 °C | gut, kritischer |
| Entfestigungstemperatur | ca. 350 °C | ca. 300 °C |
Die Entscheidung in einem Satz: Wo die letzten Prozentpunkte Leitfähigkeit zählen, ist CuSP im Vorteil. Wo warmumgeformt oder geschmiedet wird, CuTeP. In der Verfügbarkeit ist CuTeP im deutschsprachigen Raum der Standard – CuSP beschaffen wir auf Anfrage.
CuPb1P (CW113C) – und warum es ausläuft
Bleikupfer mit 0,7 bis 1,5 % Blei war jahrzehntelang der günstigste Automatenwerkstoff mit hoher Leitfähigkeit. Blei wirkt hier doppelt: als Spanbrecher und als innerer Schmierstoff, weshalb die Schnittkräfte sogar unter denen von CuTeP liegen. Zerspanbarkeitsindex ebenfalls rund 80, Leitfähigkeit rund 50 MS/m.
Der Werkstoff steht regulatorisch unter Druck. Die RoHS-Ausnahme für Kupferlegierungen mit bis zu 4 % Blei ist bis zum 30. Juni 2027 befristet; ein Verlängerungsantrag liegt vor. Für Elektro- und Elektronikanwendungen ist CuPb1P damit ein Auslaufwerkstoff. Details zu den Fristen stehen in unserer Übersicht zu Blei in NE-Metallen.
Die Nachfolger: CuTeP bei gleichem Zerspanbarkeitsindex und sehr guter Warmumformbarkeit, CuSP bei höherer Leitfähigkeit. Beide sind erprobt und verfügbar – der Wechsel ist technisch unspektakulär, verlangt aber wie jeder Werkstoffwechsel eine Freigabe.
CuCr1Zr (CW106C) – wenn Festigkeit dazukommt
Sobald das Bauteil warm wird oder mechanisch belastet ist, reicht unlegiertes Kupfer nicht. CuCr1Zr ist aushärtbar: 0,5 bis 1,2 % Chrom, 0,03 bis 0,3 % Zirkonium.
| Kennwert | lösungsgeglüht | warmausgehärtet |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | ca. 200 N/mm² | 470 N/mm² |
| Dehngrenze Rp0,2 | — | 380 N/mm² |
| Härte | 65 – 90 HB | 150 HB |
| Elektrische Leitfähigkeit | ca. 20 MS/m | mindestens 43 MS/m |
| Wärmeleitfähigkeit | 170 W/(m·K) | 310 – 330 W/(m·K) |
Der praktische Vorteil ist die Warmfestigkeit: Die Aushärtung bleibt bis rund 450 bis 500 °C erhalten, während Cu-ETP schon bei 150 bis 200 °C entfestigt. Genau deshalb ist CuCr1Zr der Standardwerkstoff für Widerstandsschweißelektroden, Elektrodenhalter, Kokillen und Kurzschlussringe. Die Zerspanbarkeit liegt bei rund 25 bis 30 – besser als reines Kupfer, weil die Aushärtung die Duktilität senkt.
Zerspanungspraxis
Werkzeuggeometrie – hier liegt bei Kupfer der größte Hebel:
| Größe | Richtwert |
|---|---|
| Spanwinkel γ₀ | 0 – 25°, die großen Werte bei den weichsten Sorten |
| Freiwinkel α₀ | 6 – 8° (HSS), 8 – 10° (Hartmetall) |
| Einstellwinkel | 70 – 95°, bei weichen Sorten bevorzugt 90° |
| Eckenradius | 1,2 bis 2 × Vorschub; bei Kupfer eher unter 1,5 × |
| Schneidstoff | unbeschichtetes Feinstkorn-Hartmetall K10, HSS, für höchste Oberflächengüte PKD |
Drei Regeln, die den Unterschied machen:
- Scharf und poliert. Ein leicht stumpfes Werkzeug verschmiert reines Kupfer sofort.
- Keine Beschichtung bei Reinkupfer. Beschichtungen vergrößern den Schneidkantenradius – genau das Gegenteil von dem, was man braucht. PKD ist die Premiumlösung für Spiegelflächen, Elektroden und Vakuumbauteile.
- Aufbauschneiden über die Schnittgeschwindigkeit nach oben bekämpfen, nicht nach unten, und reichlich kühlen.
Für die konkreten Schnittwerte gilt: Belastbare, legierungsscharfe Tabellen stehen in den Richtwerten des Kupferverbands beziehungsweise bei Ihrem Werkzeuglieferanten. Wir nennen hier bewusst keine Zahlen, die wir nicht belegen können.
Auswahlhilfe
| Anwendung | Werkstoff | Warum |
|---|---|---|
| Stromschienen, Sammelschienen | Cu-ETP | maximale Leitfähigkeit, kaum Zerspanung, günstigster Preis |
| Automatendrehteile der Elektrotechnik, Kontaktstücke | CuTeP, alternativ CuSP | Index 80 statt 20, Standzeit etwa Faktor 4, Leitfähigkeit ausreichend |
| Widerstandsschweißelektroden, Elektrodenhalter | CuCr1Zr | 150 HB und Warmfestigkeit bis rund 450 °C – Cu-ETP würde unter Elektrodenkraft erweichen |
| Induktoren | Cu-ETP oder Cu-OF | maximale Leitfähigkeit; Cu-OF, wenn flammgelötet wird |
| Wärmetauscher, Rohrleitungen | Cu-DHP | Leitfähigkeit zweitrangig, Löt- und Schweißbarkeit entscheidend |
| Vakuumtechnik, HF-Bauteile | Cu-OFE, sparsamer Cu-OF | kein Sauerstoff, keine Ausgasung, keine Versprödung beim Vakuumlöten |
| Massendrehteile ohne Leitfähigkeitsanforderung | Messing | Index 100 bei etwa einem Drittel des Materialpreises |
Die Faustregel: Erst fragen, welche Leitfähigkeit Sie wirklich brauchen. Dann fragen, wie viel zerspant wird. Ab etwa 60 % Zerspanungsanteil rechnet sich CuTeP fast immer gegen Cu-ETP. Und wenn unter 90 % IACS ausreichen, lohnt der Blick auf Messing.
Häufige Fragen
Wie viel Leitfähigkeit kostet mich Tellurkupfer?
Der Gewährwert liegt bei rund 86 % IACS gegenüber etwa 98 % bei Cu-ETP; die tatsächlich gemessenen Werte liegen in der Regel darüber. Für die allermeisten Kontakt- und Verbindungsanwendungen ist das unkritisch – für Präzisionsmesstechnik oder Höchststromanwendungen sollten Sie den Gewährwert der Auslegung zugrunde legen.
Kann ich Tellurkupfer schweißen und löten?
Weichlöten ist unproblematisch. Für Schweißen und Hartlöten sind die sauerstofffreien Sorten die bessere Wahl. Wenn Fügen im Prozess vorkommt, klären Sie das vor der Werkstoffwahl.
Was ersetzt CuPb1P?
CuTeP bei gleichem Zerspanbarkeitsindex und besserer Warmumformbarkeit, CuSP bei höherer Leitfähigkeit. Bei Festigkeitsanforderung CuCr1Zr, allerdings mit deutlich schlechterer Zerspanbarkeit.
Warum ist Cu-DHP so viel schlechter leitend?
Der Restphosphor bleibt im Mischkristall gelöst und stört die Elektronenbewegung. Das kostet rund ein Viertel der Leitfähigkeit – und bringt dafür Schweiß- und Flammlötbarkeit. Wer beides braucht, nimmt Cu-HCP.
Welche Zustände sind lieferbar?
Bei Stangen üblicherweise R250, R300 und R360 beziehungsweise die entsprechenden Härtezustände. Was die Bezeichnungen bedeuten, steht im Beitrag Zustandsbezeichnungen verstehen.
Führen Sie diese Werkstoffe am Lager?
Unser Kupferprogramm mit Legierungen, Lieferformen und Abmessungen finden Sie auf der Kupfer-Produktseite. CuTeP und CuCr1Zr beschaffen wir kurzfristig, CuSP auf Anfrage. Zuschnitte fertigen wir im Haus.
Fazit
Der Zielkonflikt zwischen Leitfähigkeit und Zerspanbarkeit ist lösbar, und die Lösung kostet weniger, als die meisten annehmen: Tellurkupfer gibt rund zwölf Prozentpunkte Leitfähigkeit ab und liefert dafür den vierfachen Standzeitgewinn und einen Zerspanbarkeitsindex von 80 statt 20. Wo zusätzlich Festigkeit und Warmfestigkeit gefragt sind, führt der Weg zu CuCr1Zr.
Nennen Sie uns die Anwendung und die geforderte Leitfähigkeit – wir schlagen den passenden Werkstoff vor und sagen Ihnen, was in Ihrer Abmessung beschaffbar ist. Sprechen Sie uns an.
Stand: 18. August 2026. Kennwerte nach den Werkstoffdatenblättern des Kupferverbands beziehungsweise Herstellerangaben; verbindlich ist das Werkszeugnis der jeweiligen Lieferung.