C51000 りん青銅
C51000 リン青銅の概要
C51000 リン青銅は、少量のリンを含む銅-すず合金で、強度、耐摩耗性、耐食性を大幅に向上させます。強度としなやかさの優れたバランスに加え、疲労や腐食に耐える能力により、他の銅合金の中でも際立っています。ほかの合金と比べて、C51000 リン青銅は特に海水や化学環境において、摩耗および腐食に対する優れた耐性を発揮します。精密加工においては、高い被削性と成形性を備えるため、C51000 は理想的な材料です。
C51000 リン青銅は、ばね、軸受、ブッシュ、電気コネクタなどのCNC 加工部品で広く使用され、高性能コンポーネントにも採用されています。優れた強度と耐食性により、航空宇宙、自動車、電気システムなどの分野における厳しい用途に適しています。
C51000 リン青銅の化学的・物理的・機械的特性
化学成分（代表値）
元素 | 成分範囲（wt.%） | 主な役割 |
|---|---|---|
銅（Cu） | 90.0–95.0% | 強度、導電性、耐食性を付与 |
すず（Sn） | 4.0–6.0% | 強度と耐食性を向上 |
リン（P） | 0.03–0.35% | 耐摩耗性を改善し、材料強度を増加 |
鉛（Pb） | ≤0.05% | 被削性を改善し、加工時の摩擦を低減 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 8.8 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 950–1050°C | ASTM E29 |
熱伝導率 | 20°Cで 60 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°Cで 15% IACS | ASTM B193 |
熱膨張係数 | 18 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
弾性率 | 110 GPa | ASTM E111 |
機械的特性（焼なまし材）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 700–800 MPa | ASTM E8/E8M |
降伏強さ（0.2%） | 450–600 MPa | ASTM E8/E8M |
伸び | 15–25% | ASTM E8/E8M |
硬さ | 90–110 HB | ASTM E10 |
疲労強度 | ~230 MPa | ASTM E466 |
耐衝撃性 | 良好 | ASTM E23 |
C51000 リン青銅の主な特長
優れた耐食性
C51000 リン青銅は、特に海洋環境や化学薬品への曝露下で優れた耐食性を発揮します。海水や工業用化学薬品など、過酷な環境に継続的にさらされる用途でよく使用されます。
高強度・高耐久
高い引張強さと降伏強さを備える C51000 リン青銅は非常に耐久性が高く、大きな機械的応力に耐えられるため、ばね、ブッシュ、軸受などの部品に適しています。
優れた疲労特性
この合金は優れた耐疲労性を示し、ばねや機械リンクなど、繰り返し／周期的な応力を受ける部品でも安定した性能を発揮します。
高い耐摩耗性
C51000 に含まれるリンは耐摩耗性を向上させ、軸受やブッシュなど、継続的な摩擦や摺動接触を受ける部品に最適です。
優れた被削性
C51000 リン青銅は被削性に優れ、高速 CNC 加工が可能で、工具摩耗を抑えながら複雑形状への成形も容易です。
C51000 リン青銅の CNC 加工における課題と解決策
加工上の課題
切りくず（チップ）の生成 C51000 リン青銅は糸状の切りくずが発生しやすく、適切に処理しないと加工の妨げになります。
解決策: チップブレーカを使用し、高速加工中に十分なクーラントまたはエアで切りくずを効率よく排出します。
工具摩耗 C51000 は比較的加工しやすい一方で、高強度のため、特に高速切削時に工具摩耗が進むことがあります。
解決策: 高性能な超硬工具またはセラミック工具を使用し、摩耗を最小化して工具寿命を延ばします。
表面仕上げ品質 高速切削時にバリや荒れが生じやすく、良好な表面粗さの確保が難しい場合があります。
解決策: 切れ味の良い高品質工具を使用し、適切な切削条件と潤滑で滑らかな仕上げを実現します。
加工硬化 過度な切削速度や押し付けが加わると、C51000 リン青銅は加工硬化を起こすことがあります。
解決策: 中程度の切削速度を維持し、工具を鋭利に保ち、適切なクーラントを使用して加工硬化のリスクを低減します。
最適化された加工戦略
パラメータ | 推奨 | 根拠 |
|---|---|---|
工具材質 | 超硬またはセラミック工具 | 超硬およびセラミックは耐摩耗性と切削性能に優れます。 |
工具形状 | 正のすくい角、鋭利な刃先 | 切りくず排出を改善し、より滑らかな表面仕上げにつながります。 |
切削速度 | 150–250 m/min | 発熱を抑え、材料の変形を防ぎます。 |
送り速度 | 0.10–0.20 mm/rev | 安定した切削を確保し、バリの発生を低減します。 |
クーラント | 大量給油（フラッド）またはエアブロー | 放熱を助け、表面品質を向上させます。 |
C51000 の切削条件（ISO 513 準拠）
加工 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み量（mm） | クーラント圧（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–3.5 | 25–35 |
仕上げ加工 | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 |
C51000 リン青銅の代表的な加工方法
加工プロセス | C51000 リン青銅における機能と利点 |
|---|---|
電気コネクタやばねなどの部品を高速・高精度に加工するのに最適です。 | |
ブッシュや機械部品の溝、スロット、複雑形状の加工に適しています。 | |
機械システム向けのギア、軸受、ブッシュなど円筒部品の加工に使用されます。 | |
電気・産業用途で使用される締結部品やコンポーネント向けに、高精度な穴加工を実現します。 | |
軸受やブッシュなどの部品に対して、高精度な内径加工を行います。 | |
シャフトやギアなど、摩耗を受ける部品に滑らかな仕上げ面を提供します。 | |
航空宇宙、自動車、産業分野における複雑で多機能な部品の製造に最適です。 | |
航空宇宙や医療機器に用いられる高性能部品に対し、超高精度の公差を実現します。 | |
電気コネクタやばねなどの部品に、微細形状や精密ディテールを加工するために使用されます。 |
C51000 リン青銅 CNC 部品の表面処理
電気めっき: 耐食性を向上させ、電気コネクタなどの部品に光沢のある仕上げを付与します。
研磨: 装飾部品に高光沢仕上げを実現し、機能性も向上させます。
ブラッシング: 工業・電気用途で頻繁に触れる部品に、サテン／マット仕上げを作り出します。
PVD コーティング: 耐摩耗性を高め、機械部品の寿命を延ばす耐久性の高い皮膜を付与します。
不動態化: 特に強い化学薬品に曝される部品の耐食性を向上させます。
粉体塗装: UV や過酷な環境にさらされる部品に適した、厚膜で保護性の高い仕上げを提供します。
テフロンコーティング: 非粘着性と耐薬品性を付与し、機械用途に最適です。
クロムめっき: 光沢があり耐久性の高い皮膜で、耐食性を高め、外観も向上させます。
