真鍮の基礎知識

真鍮の基礎知識

これだけは知っておくべき真鍮の性質のポイント

・銅と亜鉛の合金で、亜鉛の含有率で種類が異なる
・電気伝導性が非常に高い
・熱間鍛造性に優れている
・切削加工しやすい

導電性・熱鍛造造性・展延性・切削性に優れた真鍮

真鍮とは銅と亜鉛の合金の一種で、亜鉛の含有率が20%以上の合金を指します。

例えば、代表的な黄銅として70/30黄銅、65/35黄銅、60/40黄銅があり、これらの銅は含有率の違いによって分類されており、70/30黄銅は銅の含有率が70%,亜鉛の含有率が30%、65/35黄銅は銅の含有率が65%,亜鉛の含有率が35%、60/40黄銅は銅の含有率が60%,亜鉛の含有率が40%となっています。

代表的な特徴としては、導電性が高いこと、熱間鍛造性が優れていること、展延性が優れていること、切削性が高いことが挙げられます。

そのため、これら特徴を活かして金管楽器、仏具に使用されています。

真鍮の5大特徴

・高い電気伝導性

銅の最大の特徴は高い電気伝導性です。銀に次いで導電性が高いため電気配線に使用されます。

・優れた熱間鍛造性

熱間鍛造加工とは、金属を真っ赤になるほど加工し、柔らかくした状態でプレス機によって圧力をかけ、金属成形する金属加工法のことを指します。

真鍮はこの熱間鍛造性が優れているため、加熱することによって様々な形に加工することが出来ます。

・優れた展延性

真鍮は展延性が優れています。そのため加工によって真鍮を広く伸ばしたり、細く伸ばしたりすることが出来ます。

・高い切削加工

真鍮には鉛やビスマスが含まれているため、被削性が高いです。

そのため、切削加工が必要な時計、精密部品などに真鍮が使用されます。

・優れた耐食性

真鍮は耐食性に優れています。そのため他の金属が苦手とする金属に対しても良好な耐食性を持っています。ただし、その分硝酸や塩酸、硫酸には侵されることがあるので注意が必要です。

真鍮の酸化に注意!真鍮のデメリット

真鍮のデメリットとして、空気に触れると表面が徐々に酸化されて、表面が酸化銅(黒ずみ)という皮膜に覆われることが挙げられます。

それを防ぐために、一般的には真鍮の表面にメッキ加工やクリアコートなどを施します。

亜鉛の含有量によって変わる真鍮の種類

・70/30 黄銅(C2600)

70/30黄銅は合金の比率が銅70%と亜鉛30%の真鍮です。

特徴としては、伸びが大きいため冷間加工性に優れており、深絞り加工に適しています。

そのため端子コネクターや配線器具、カメラなどの複雑な形状をした製品に使用されます。

・65/35黄銅(C2680)

65/35黄銅は合金の比率が銅65%と亜鉛35%の真鍮です。

70/30黄銅ほどではないですが、比較的伸びが大きいため、冷間加工性に優れており、深絞り加工に適しています。

そのため配線器具や機械部品に使用されます。

・60/40黄銅(C2801)

60/40黄銅は合金の比率が銅60%と亜鉛40%の真鍮です。

特徴として、伸びは小さいが引張り強さが大きいことが挙がります。

また60/40黄銅の加工性を高めたものが3000系の快削黄銅(C3601)になります。

・ネーバル黄銅(C4641)

ネーバル黄銅とは、黄銅に少量のスズを添加した真鍮です。スズが少量添加されているため、耐海水性が通常の黄銅よりも高まっています。そのため船舶部品等に使用されます。

特徴を活かした用途3種類

真鍮は多くの優れた特徴を持っています。そのため、多くの用途を持っています。

・高い電気伝導性を活かした製品

真鍮は、他の金属より高い電気伝導性を持っているため、多くの電気部品に使われます。

具体的な製品では、コネクター、コンセントが挙げられます。

・優れた熱鍛造性を活かした製品

真鍮は、優れた熱鍛造性を持っているため、高温に加熱することにより複雑な形状に加工することが出来るので、複雑な形状を要する製品に使われます。

具体的な製品では、ガスコンロのバーナーのヘッドが挙げられます。

・高い切削性を活かした製品

真鍮は、鉛やビスマスを含んでいるため、非常に切削性が高いです。そのため、高度な精密加工が必要な部品の素材として使用されます。

具体的な製品では、時計、ナットが挙げられます。

真鍮の2大性質

3種類の真鍮の機械的性質における比較

70/30黄銅と65/35黄銅は伸びが40%以上と60/40黄銅と比較すると大きいです。そのため冷間加工性が良好で、深絞り加工に用いられます。対して、60/40黄銅は伸びが小さいが引張り強さが大きいのが特徴です。

降伏点(N/mm^2) 引張り強さ(N/mm^2) 伸び (%) 硬度(HV)
70/30黄銅 - 355以上 40以上 85以上
65/35黄銅 - 355以上 40以上 85以上
60/40黄銅 - 410以上 35以上 105以上

3種類の真鍮の機械的性質における比較

3種類の銅ともに、熱伝導率、導電率が他の金属に比べてかなり高いです。

例えば、熱伝導性が83.5 【w/(m•k)】、導電率が13【%IACS】である鉄と比較すると、真鍮の熱伝導率、導電率が非常に高いのが分かります。

また3種類の銅で比較すると、70/30黄銅と60/40黄銅が65/35よりも高いです。

縦弾性係数 (kN/mm^2) 比重 膨張係数(×10^-6/k) 熱伝導率 w/(m•k) 導電率 (%IACS) 体積低効率 (μΩm)
70/30黄銅 110 8.53 19.9 121 28 0.06
65/35黄銅 103 8.47 20.3 117 27 0.06
60/40黄銅 103 8.39 20.8 121 28 0.06

キャディでの対応事例

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▶︎ 銅の製作事例

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