導入
鋳造銅合金は、耐食性、熱伝導性、鋳造容易性などの優れた特性により、さまざまな産業で広く使用されています。これらの合金は、銅やその他の元素を溶かして型に流し込み、複雑な形状を作り出すことによって製造されます。この記事では、鋳造銅合金の一般的な種類、その特性、用途について説明します。
銅錫合金（青銅）
青銅合金は、最も一般的な鋳造銅合金の 1 つです。これらは通常、主元素として銅と錫を含んでいます。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 硬度（HB） |
|---|---|---|---|---|
| 高錫青銅 | 高強度、良好な耐食性 | ベアリング、ブッシュ、ギア | 310-380 | 80-100 |
| 中錫青銅 | 優れた耐摩耗性、低摩擦 | バルブシート、ポンプ部品 | 240-310 | 60-85 |
| ベルブロンズ | 高硬度、良好な機械加工性 | ベル、楽器 | 200-240 | 90-110 |
青銅合金は、強度、耐摩耗性、耐食性のバランスが優れているため、さまざまな産業用途に適しています。
銅亜鉛合金（黄銅）
黄銅合金は銅と亜鉛の合金で、加工性や加工性に優れているため広く使用されています。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 伸長 （％） |
|---|---|---|---|---|
| イエローブラス | 強度が良く、機械加工性に優れる | 配管器具、装飾金物 | 230-350 | 20-35 |
| 高強度黄銅 | 延性が高く、耐食性が良好 | 建築部品、船舶用金物 | 380-550 | 15-25 |
| 有鉛真鍮 | 加工性に優れ、低コスト | バルブ、継手、装飾鋳物 | 220-310 | 20-30 |
真鍮合金は黄金色で知られ、機能部品だけでなく装飾用途にもよく使用されます。
銅アルミニウム合金（アルミニウム青銅）
アルミニウム青銅合金は、銅の特性とアルミニウムの強度と軽さを兼ね備えています。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 降伏強さ(MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 単相アルミニウム青銅 | 高強度、優れた耐食性 | 船舶用プロペラ、ポンプインペラ | 550-650 | 250-300 |
| デュプレックス アル ブロンズ | 優れた耐摩耗性、高強度 | ベアリング、ギア、バルブ部品 | 600-750 | 280-350 |
| ニッケルアルブロンズ | 高温下でも優れた強度を発揮 | 航空機部品、タービンブレード | 650-800 | 300-400 |
アルミニウム青銅合金は、海洋環境における高強度と優れた耐食性で特に高く評価されています。
銅シリコン合金（シリコンブロンズ）
シリコンブロンズ合金は、高強度と優れた耐食性の組み合わせを提供します。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 電気伝導率 (%IACS) |
|---|---|---|---|---|
| 低シリコンブロンズ | 高強度、良好な延性 | 船舶金物、建築金物 | 380-480 | 15-20 |
| ミディアムシリコンブロンズ | 耐食性に優れ、溶接性も良好 | ポンプ部品、バルブ本体 | 410-520 | 7-10 |
| ハイシリコンブロンズ | 高強度、良好な耐摩耗性 | ベアリング、ブッシュ、ギア | 450-550 | 5-8 |
シリコン青銅合金は、高い強度と耐食性が必要な用途、特に海洋および建築用途でよく使用されます。
銅ニッケル合金
白銅としても知られる銅ニッケル合金は、特に海水中で優れた耐食性を発揮します。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 熱伝導率(W/m・K) |
|---|---|---|---|---|
| 70-30 白銅 | 優れた耐海水耐食性 | 船舶用バルブ、ポンプ、熱交換器 | 330-380 | 29 |
| 90-10 白銅 | 高強度、良好な耐浸食性 | プロペラシャフト、船舶用継手 | 280-330 | 50 |
| 55-45 白銅 | 優れた耐食性、高強度 | 化学処理装置、海水淡水化プラント | 400-450 | 21 |
銅ニッケル合金は、その優れた耐食性により、海洋産業や化学処理産業で広く使用されています。
高強度銅合金
これらの合金は、高い強度と硬度が必要な用途向けに設計されています。
| 合金の種類 | 主要なプロパティ | 一般的なアプリケーション | 引張強さ(MPa) | 降伏強さ(MPa) |
|---|---|---|---|---|
| マンガン青銅 | 非常に高い強度、優れた耐摩耗性 | 高耐久ベアリング、ウォームギヤ | 650-750 | 320-380 |
| ニッケルアルミニウム青銅 | 高強度、良好な耐食性 | 船舶用プロペラ、ポンプインペラ | 600-700 | 280-350 |
| ニッケルシリコンブロンズ | 優れた強度、良好な耐食性 | 油圧バルブボディ、潜水艦プロペラ | 700-800 | 350-400 |
これらの高強度合金は、標準的な青銅または黄銅合金では十分な強度や耐摩耗性が得られない用途に使用されます。
結論
鋳造銅合金は、多くの業界の多様な用途に適した幅広い特性を提供します。アルミニウム青銅の高強度から銅ニッケル合金の優れた耐食性まで、ほぼすべてのエンジニアリング要件に適した鋳造銅合金があります。合金の選択は、強度、耐食性、耐摩耗性、機械加工性、コストなどの要素を考慮して、特定の用途に応じて異なります。
材料科学が進歩し続けるにつれて、新たな技術ニーズや環境規制を満たすために新しい鋳造銅合金が開発されています。鋳造銅合金の多用途性と性能により、現代のエンジニアリングと製造において引き続きその重要性が保証されています。