純銅の可塑性と加工性

純銅は、商業用純銅または非合金銅と呼ばれることが多く、その並外れた可塑性と全体的な優れた加工性が広く知られています。{0}これらの特性により、製造、電気工学、建設、装飾産業において最も多用途で一般的に加工される金属の 1 つとなっています。その機械的挙動と成形能力は、その面心立方（FCC）結晶構造に直接関係しており、室温で広範囲の転位移動と滑りが可能になります。{3}}

室温では、亀裂や破損を伴わずに大きく変形する可能性があります。細いワイヤーに引き抜いたり、薄いシート、ストリップ、フォイルに丸めたり、複雑な部品に打ち抜いたり、曲げたり、回したり、さまざまな複雑な形状に成形したりすることが簡単にできます。この高い延性は、純銅が、中間焼鈍が必要になる前に、場合によっては面積減少が 90% を超える非常に高度な冷間変形に耐えることができることを意味します。このため、電線、通信ケーブル、バスバー、およびフレキシブル銅コネクタの主な材料となっています。冷間加工中、その強度と硬度は増加しますが、延性はわずかに減少しますが、ほとんどの用途に対して十分な靭性を保持しています。

高温での熱間圧延、押出、鍛造、ホットプレスが容易に行えます。熱間加工により内部構造がさらに改善され、結晶粒が微細化され、気孔や介在物などの鋳造欠陥が除去されます。熱間加工は通常、厚板、ビレット、ロッド、チューブ、プロファイルなどの大型製品を製造するために使用されます。-純銅は高温でも脆性相変態を起こさないため、他の金属に比べて熱間亀裂が発生しにくく、安定した効率的な熱間成形プロセスが保証されます。

純銅はその柔らかさと延性の高さにより、加工中に長い切りくずが形成される傾向があり、適切に扱わないと表面仕上げに影響を与える可能性があります。ただし、適切な切削工具、速度、送り、および潤滑剤を使用すれば、精密な旋削、フライス加工、穴あけ、タップ加工を行い、厳しい公差で仕上げることができます。電気部品、熱交換器、ファスナー、機械部品などに広く機械加工されています。切りくず破壊の改善が必要な用途では、少量の鉛や硫黄などの合金元素が添加されることがありますが、標準的な純銅は依然として工業的に広く機械加工可能です。

溶接、ろう付け、はんだ付け、機械的接合が簡単に行えます。前述したように、酸素含有量は溶接性に大きく影響します。無酸素銅 (OFC) と低酸素銅 (OFC) および低酸素銅 - は、水素脆化に対して優れた耐性を示し、TIG、MIG、抵抗溶接、電子ビーム溶接などのさまざまな方法を使用して確実に溶接できます。真空装置、導波管、冷凍チューブ、および電気アセンブリにとって重要な、強力で導電性があり、気密な接合を実現できます。ろう付けおよびはんだ付けは、熱伝導率が高く濡れ特性が良好な銅に特に適しています。

光沢を高めるために研磨したり、錫、ニッケル、クロム、銀、その他の金属でメッキしたり、（特殊なプロセスで）陽極酸化したり、腐食防止や美観を目的としてコーティングしたりすることができます。優れた表面接着力により、耐久性のある均一なコーティングが保証され、建築、エレクトロニクス、消費者製品での使用が拡大しています。

ただし、加工性は不純物によって影響を受ける可能性があります。高レベルの酸素、ビスマス、鉛、アンチモン、その他の残留元素は延性を低下させ、成形中に亀裂を引き起こす可能性があります。したがって、重要な成形用途には、不純物レベルが制御された高品質の錬銅グレードが推奨されます。-適切な焼きなまし処理により、冷間加工後に柔らかさと延性が回復し、繰り返しの変形ステップが可能になります。

要約すると、純銅は優れた可塑性と総合的な加工性を備えています。冷間・熱間成形性、機械加工性、溶接性、表面処理適性に優れており、現代産業において欠かせない材料となっています。超細線伸線、複雑な部品の深絞り、大規模な圧延や押出、精密機械加工や接合など、-純銅は信頼性の高い性能を発揮します。純度や微細構造を制御することで一貫した加工性能が保証され、成形性と機能特性の両方を必要とする数千もの工業用および商業製品での使用が可能になります。