Nov 24, 2025 ご伝言

純銅および銅合金

1. 化学組成

純銅
最小銅 (Cu) 含有量が 99.3% の非合金銅を指します (ASTM B152 または GB/T 5231 などの規格に準拠)。微量不純物(酸素、鉄、鉛など)は通常、<0.7% and not added intentionally. Common grades include:

C11000 (無酸素銅、OFHC): 99.99% Cu、低酸素含有量で高い導電性を実現。

C12200 (リン-脱酸銅): 99.90% の Cu + 〜0.02~0.05% のリン(酸素を除去し、高温環境における「水素脆化」を防止します)。-。

銅合金
強度、硬度、耐食性、または機械加工性を向上させるために、純銅に 1 つ以上の合金元素 (亜鉛、錫、アルミニウム、ニッケル、鉄、シリコンなど) を添加することによって作成されます。合金元素は通常、全組成の 1 ~ 40% を占めます。例:

真鍮: 銅 + 亜鉛 (例: C26000「カートリッジ真鍮」: 70% Cu + 30% Zn)。

青銅: 銅 + 錫 (例: C90700「海軍青銅」: 88% Cu + 10% Sn + 2% Zn) または銅 + 非-元素 (例: アルミニウム青銅、シリコン青銅)。

銅-ニッケル (白銅): 銅 + ニッケル (例: C71500「70/30 白銅」: 70% Cu + 30% Ni)。

2. 機械的性質

財産 純銅 銅合金
抗張力 低い (焼きなまし状態で 220 ~ 300 MPa)。柔らかく延性があり、応力がかかると変形しやすい。 より高い (300 ~ 900 MPa、合金および熱処理に応じて)。合金元素 (スズ、ニッケル、鉄など) は固溶体または金属間化合物を形成してマトリックスを強化します。
硬度(ブリネル) 低 (40 ~ 60 HB)。傷がつきやすく、変形しやすい。 より高い (60 ~ 200 HB)。たとえば、海軍青銅 (C90700) の硬度は約 110 HB ですが、アルミニウム青銅 (C61400) の硬度は 180 HB に達することがあります。
延性 (伸び率) 高 (アニール状態で 40 ~ 50%)。絞り、曲げ、複雑な形状 (ワイヤー、チューブなど) の成形に優れています。 低い (10 ~ 40%)。強度/硬度が増加すると延性は低下しますが、一部の合金 (カートリッジ真鍮 C26000 など) は依然として良好な成形性を維持します。
耐疲労性 貧しい。繰り返し荷重がかかると疲労破壊を受けやすくなります。 優れた。合金元素により、繰り返し応力に対する耐性が向上します (ギア、バルブ、船舶用ハードウェアなどのコンポーネントにとって重要です)。

3. 耐食性

純銅
保護酸化膜により、穏やかな環境(空気、淡水、非酸化性の酸など)で優れた耐食性を示します。しかし:

不純物が存在すると、塩化物が豊富な環境(海水など)では「脱亜鉛」を受けやすくなります。{0}

アンモニアを含む環境(産業排出物など)や高濃度の硫酸では腐食されやすくなります。{0}

銅合金
耐食性は合金化によって調整されます。

真鍮: 空気および淡水に対しては良好な耐性がありますが、海水に対しては劣ります (C26800「Arsenical Brass」など、ヒ素で安定化しない限り脱亜鉛する傾向があります)。

ネーバル ブロンズ: 海水、生物付着物 (フジツボなど)、塩水噴霧に対する優れた耐性-は海洋用途に最適です。

銅-ニッケル (C71500): 海水による腐食、浸食、キャビテーションに対する優れた耐性-は、船体、熱交換器、海洋プラットフォームに使用されます。

アルミニウム青銅: 過酷な環境(工業用化学物質、塩水など)での腐食に強く、耐摩耗性があります。-。

4. 熱伝導率と電気伝導率

純銅
優れた導電性:

電気伝導率: ~98 ~ 100% IACS (国際焼きなまし銅規格)-電気導体のベンチマーク。

熱伝導率: ~390 W/(m・K)-熱伝達用途に優れています。

銅合金
合金含有量が増加すると導電率が低下します(合金元素は電子の流れを妨げます)。

真鍮 (C26000): 導電率 ~28% IACS。熱伝導率 ~110 W/(m・K)。

銅-ニッケル (C71500): 導電率 ~2% IACS;熱伝導率 ~29 W/(m・K)。

青銅: 導電率はさまざまです (例: 海軍青銅: ~15% IACS; シリコン青銅: ~30% IACS)。

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5. 加工・製作

純銅
以下の方法で簡単に処理できます。

延性が高いため、冷間加工(引抜き、圧延、押出)が可能です。

中程度の温度(700 ~ 900 度)での熱間加工(鍛造、鋳造)。

割れのリスクを最小限に抑えた溶接(ロウ付け、はんだ付け、TIG/MIG溶接)。

機械加工: 固着を防ぐために潤滑が必要です (純銅は「ゴム状」であり、切削工具が詰まる可能性があります)。

銅合金
加工性は合金によって異なります。

黄銅(C26000): 優れた機械加工性(鉛を添加した「快削」、C36000「快削黄銅」など)-)と成形性-があり、ネジ、バルブ、装飾部品に使用されます。

青銅: 真鍮よりも機械加工が難しいですが、複雑な形状 (ベアリング、ギアなど) に鍛造または鋳造することができます。

銅-ニッケル: 靭性が高いため機械加工が困難です。-鋭い工具と遅い速度が必要です。溶接は適切な技術があれば可能です。

6. コスト

純銅
高純度の要件によるコストの上昇(特に電子機器用の無酸素銅)。{0}価格は世界の銅商品市場に直接関係しています。
銅合金
コストは合金元素によって異なります。

真鍮: 純銅よりも低コスト (亜鉛は銅よりも安価)。

青銅: 真鍮よりも高価です (錫は亜鉛よりも高価です)。

銅-ニッケル: 最もコストが高く(ニッケルは高級金属です)-耐食性が重要な高性能用途でのみ使用されます。-

7. アプリケーションシナリオ

純銅

電気: ワイヤー、ケーブル、バスバー、変圧器、回路基板 (高導電性)。

熱: 熱交換器、ラジエーター、冷却システム (高熱伝導率)。

配管:パイプおよび継手(淡水での耐食性)。

電子機器: 半導体コンポーネント(汚染を避けるための無酸素銅-)。

銅合金

黄銅:装飾品(ドアハンドル、蛇口)、楽器、弾薬ケース、配管器具(コスト、成形性、耐食性のバランス)。

ブロンズ:ベアリング、ブッシュ、ギア、船舶用プロペラ、建築金物(高強度、耐摩耗性、耐海水腐食性)。

銅-ニッケル: 船体、熱交換器、海水淡水化プラント、海洋石油プラットフォーム(海水中での優れた耐食性)。

アルミニウム青銅: 工業用バルブ、ポンプ、鉱山機械 (摩耗や強力な化学薬品に対する耐性)。

まとめ

純銅の価値は次のとおりです。優れた導電性と延性しかし、過酷な環境における強度と耐食性が不足しています。対照的に、銅合金は最適化するように設計されています。強度、硬度、耐食性、または機械加工性特定の用途では、-パフォーマンスを向上させるために導電率を犠牲にします。純銅と銅合金のどちらを選択するかは、最終用途シナリオでの必要な特性(導電性、強度、耐食性など)とコストの制約によって決まります。{4}}

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