【素材の基礎知識】銅加工に用いる主な銅の種類と特徴
みなさんこんにちは。
「銅加工.com」を運営する畑鉄工株式会社の代表の畑です！
さっそくですが、みなさんにご質問です。
私たちの暮らしを支えてくれている「銅」には、どんな特徴があるかご存知でしょうか？
- 電気をよく通す（他の金属に比べて導電率が高い）
- 熱をよく伝える（他の金属に比べて熱伝導性が高い）
- 殺菌作用がある（銅イオンが持つ微量金属作用には細菌類を死滅させる性質がある）
- 加工しやすい（曲げ加工や絞り加工などが容易で、加工しても強度が落ちない）
- 耐食性が高い（表面の保護被膜が腐食の進行を防いでくれる）
- 見た目が美しい（光沢や美しい色彩を備えている）
ご覧の通り、銅は非常にコストパフォーマンスが高い素材と言えるでしょう。それゆえにさまざまな部品や建材として使われ、さまざまな金属加工技術が用いられています。
今回は、銅加工に用いられる銅の種類と特徴についてご説明したいと思います。
知っておきたい主な「銅」の種類
銅加工に用いる素材は、大きく「純銅（じゅんどう）と「銅合金（どうごうきん）」に分けられます。
純銅は工業用に製造された純度の高い銅のことで、「タフピッチ銅」「りん脱酸銅」「無酸素銅（OFHC銅）」などが該当します。該当する銅素材は99.95％以上の純度を有しており、中でも99.99％以上の純度を誇る真空溶解銅は最高級純銅とされています。
一方の銅合金は文字通り「銅を主な原料とした合金」のことで、「ベリリウム銅」「クロム銅」「銅タングステン」などが代表例です。他の金属を添加して合金とすることで銅が持つ本来の性質は弱まりますが、剛性などの異なる性質が改善されます。
以下で詳しくご説明します。
銅加工に用いる主な純銅の特徴
タフピッチ銅
絞り加工、曲げ加工、伸ばし加工などがしやすく、耐食性や耐候性にも優れた純銅の一種です。純度は99.90％以上ですが、600℃以上に加熱すると銅内部に水蒸気が発生して亀裂が生じるため（水素脆化）、高温加熱するような用途には不向きと言えます。
リン脱酸銅
金属もしくは非金属の脱酸剤をわずかな量含んだ銅（酸化銅は含まない）を脱酸銅と言い、中でもリンによって混入した酸素が除去されたものをリン脱酸銅と呼びます。こちらも純銅の一種で、加工性が高いのが一番の特長。特に絞り加工や曲げ加工、伸ばし加工が容易で、溶接性や熱伝導性にも優れた素材です。
無酸素銅
純銅の一種で、酸化物を含まない高純度（純度99.96％以上）の銅素材です。合金とは異なり添加元素がないため、銅が備えている導電性、熱伝導性、加工性を高いレベルで発揮できます。水素脆化を招かないのが特徴で、電子機器やブスバー、熱交換器、化学工業用などに幅広く使用されています。
銅加工に用いる主な銅合金の特徴
ベリリウム銅
銅に数パーセントのベリリウムを添加してできた合金です。導電性や熱伝導性が高い銅にベリリウムを合わせることで強度の中に弾性（しなやさか）が加わり、耐摩耗性や耐食性も高まります。自動車や携帯電話、通信機器などの導電材料として広く普及しています。
クロム銅（クローム銅）
クロム銅（クローム銅）は銅に0.4～1.2％程度のクロムを添加した合金です。導電性が非常に優れており、熱伝導性・耐熱性・耐食性・硬度などが高いという特徴があります。半導体用のバッキングプレート、ガスタービンや蒸気タービン用軸受の裏金、各種抵抗溶接用電極材などに用いられます。
銅タングステン
こちらは、金属の中では最も融点が高いタングステンをかけ合わせた銅合金。タングステンを70～80％程度添加した銅タングステンは、高い機械的負荷と熱負荷にさらされる電極材などの接点材料として使用されます。
まとめ
今回は、銅加工の素材として使われる主な純銅および銅合金の種類と特長について、簡単にですがご説明しました。
銅はさまざまな産業を支える縁の下の力持ち。しかし、鉄などと比べるとニッチであまり知られていない分野と言えます。これからも銅や銅加工に関する情報を発信していければと思っています。
「銅加工.com」を運営する畑鉄工株式会社ではマシニング・プレス・フライス加工からロウ付け・メッキ加工・絶縁加工まで、さまざまな銅加工（金属加工）をご提供しておりますので、お気軽にご相談ください。
監修者情報
代表取締役 畑 敬三
株式会社ハタメタルワークスは、産業用電池や車輌機器向けの「銅加工」を専門とし、昭和10年の創業以来「誠実な対応」と「確かな製品」で信頼を築いてきました。迅速な対応により最短翌日納品が可能で、小ロットにも対応します。「小さな一流企業」を目指し、「銅加工ならハタメタルワークス」と評価されるまで成長。今後も独自の価値を提供し続けます。
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