銅 C101（T2）
銅 C101（T2）の概要
銅 C101 は、T2 銅または電解タフピッチ（ETP）銅としても知られ、商業的に入手可能な銅の中でも最も高純度クラスの一つで、銅含有量は最小 99.9% です。優れた電気・熱伝導率、良好な延性、そして卓越した成形性を備えており、電気・電子用途で最も広く使用される銅材グレードの一つです。
その高い導電性と加工のしやすさから、銅 C101 はCNC 加工サービスの用途で頻繁に採用され、特に電気コネクタ、バスバー、端子台、変圧器部品などのCNC 加工銅部品として、発電、エレクトロニクス、航空宇宙産業に広く用いられています。
銅 C101（T2）の化学特性・物理特性・機械特性
化学成分（代表値）
元素 | 含有量範囲（wt.%） | 主な役割 |
|---|---|---|
銅（Cu） | ≥99.90 | 最大の電気／熱伝導率を確保 |
酸素（O） | 0.02–0.04 | 酸化銅として存在し、導電性に寄与 |
その他 | ≤0.03（合計） | 残留成分で、特性への影響は最小 |
物理特性
特性 | 代表値 | 試験規格／条件 |
|---|---|---|
密度 | 8.94 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 1083°C | ASTM E29 |
熱伝導率 | 20°C で 391 W/m·K | ASTM E1952 |
電気伝導率 | 20°C で ≥101% IACS | ASTM B193 |
線膨張係数 | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
比熱容量 | 385 J/kg·K | ASTM E1269 |
ヤング率 | 110 GPa | ASTM E111 |
機械特性（焼なまし材）
特性 | 代表値 | 試験規格 |
|---|---|---|
引張強さ | 220 MPa | ASTM E8/E8M – 全断面試験片 |
耐力（0.2%） | 70 MPa | ASTM E8/E8M – オフセット法 |
伸び | 38% | ASTM E8/E8M – ゲージ長 = 50 mm |
硬さ | 50 HB | ASTM E10 – ブリネル硬さ（10 mm 球／500 kg 荷重） |
疲労強さ | ~90 MPa | ASTM E466 – 回転曲げ疲労（10⁷ 回） |
衝撃抵抗 | 130–160 J（シャルピー） | ASTM E23 – V ノッチ、室温 |
注：これらの値は、室温における焼なまし（軟質）C101 銅の代表値です。冷間加工により機械強度は増加しますが、伸びが低下する場合があります。
銅 C101（T2）の主な特長
卓越した電気伝導率（≥101% IACS）
ASTM B193 によれば、銅 C101 は少なくとも 101% 国際焼なまし銅標準（IACS）の電気伝導率を実現し、極めて高い導電性を持つエンジニアリング材料の一つです。これにより、高周波・高負荷の電気システムにおいて効率的な電流伝送が可能になります。
優れた熱伝導率（391 W/m·K）
ASTM E1952 に基づき、本合金は室温で約 391 W/m·K の熱伝導率を持ち、パワーエレクトロニクス、変圧器、熱交換器アセンブリにおける効果的な放熱に寄与します。
優れた延性（伸び ≥35%）
伸びは通常 35% を超え（ASTM E8/E8M）、銅 C101 は優れた延性を示します。そのため、割れを生じにくく、冷間成形、曲げ、深絞りなどにより複雑形状へ加工できます。
高い加工性と冷間成形性
C101 は純銅に対して 90～95% の冷間加工性評価を持ち、軟質および半硬質の両状態で、機械加工・プレス・成形工程に適しています。薄肉形状でも寸法安定性を維持します。
非磁性・非火花
非鉄で、完全な非磁性・非火花材料である銅 C101 は、MRI 機器、防爆部品、磁気干渉を最小化すべき環境での用途に最適です。
安定した焼なまし状態（熱処理不可）
本合金は熱処理による強化ができず、通常は焼なましまたは冷間加工状態で供給されます。強度（引張 200～250 MPa）は塑性変形によって付与されるため、熱的安定性と加工後工程の扱いやすさを確保できます。
銅 C101（T2）の CNC 加工における課題と解決策
加工上の課題
凝着（ガミング）： 高い延性により切りくずが付着し、工具にスメア（擦れ付着）が発生しやすい。
工具摩耗： 高い熱伝導率により工具へ熱が移りやすく、摩耗が加速する。
切りくず処理性の悪さ： 長く糸状の切りくずが発生し、工具や治具に絡みやすい。
表面損傷： 加工中および加工後の取り扱いで傷が付きやすい。
最適化された加工戦略
工具選定
パラメータ | 推奨 | 理由 |
|---|---|---|
工具材質 | 無コートまたは PVD コート超硬 | 凝着に強く、鋭い切れ刃を確保できる |
形状 | シャープな刃先、大きなすくい角 | きれいなせん断を促進し、加工硬化を抑制 |
切削速度 | 180–300 m/min | 工具寿命と表面健全性のバランス |
送り | 0.10–0.30 mm/rev | 切りくず制御と寸法精度を維持 |
クーラント | 水溶性切削油剤 | 熱を低減し、切りくず排出を改善 |
銅 C101 の切削条件（ISO 513 準拠）
加工 | 速度（m/min） | 送り（mm/rev） | 切込み（mm） | クーラント圧（bar） |
|---|---|---|---|---|
荒加工 | 180–240 | 0.20–0.30 | 1.5–3.0 | 20–35（エマルション） |
仕上げ加工 | 240–300 | 0.10–0.15 | 0.5–1.0 | 25–40（フラッドクーラント） |
銅 C101（T2）で一般的な加工サービス
加工プロセス | 銅 C101（T2）への適合性 |
|---|---|
高精度な汎用形状加工 | |
平面、溝、ポケット形状に最適 | |
円筒部品や同軸度公差に効率的 | |
バリの発生を抑えた高精度な穴加工 | |
内径の精度を向上 | |
Ra 0.8 µm 未満の表面粗さと高精度公差を実現 | |
1 回の段取りで複雑形状を加工可能 | |
±0.01 mm 以内、またはそれ以上の寸法精度を維持 | |
到達しにくい部位の複雑プロファイルや微細形状に有効 |
銅 C101 の CNC 部品向け表面処理
電解めっき： 一般的に、スズ（3–5 µm）、銀（2–10 µm）、またはニッケル（5–25 µm）めっきを行います。耐食性を高め、はんだ付け性を付与し、コネクタや端子の電気性能を維持します。
研磨： 機械研磨または電解研磨で Ra 0.2–0.8 µm の表面粗さを実現します。外観性、電気接触品質、医療／食品グレード環境での衛生性を向上させます。
ヘアライン（ブラッシング）： 一定方向の目をつけてサテン／マット調の質感を形成します。反射を抑え、建築用途やコンシューマー製品の外観品質を高める目的で使用されます。
PVD コーティング： TiN や CrN などの硬質膜（2–5 µm）を形成し、微細公差を損なわずに表面硬さ（最大 2000 HV）と耐摩耗性を向上させます。
不動態化（パッシベーション）： 表面酸化物や汚染物質を除去し、後工程の処理に備えます。コーティングの密着性と長期的な表面安定性を向上させます。
粉体塗装： 厚膜のポリマー層（60–100 µm）を形成し、耐湿性、耐摩耗性、UV 劣化耐性を向上します。筐体、制御ボックス、屋外部品に最適です。
テフロンコーティング： PTFE 膜（10–50 µm）により非粘着性と耐薬品性を付与します。流体系や化学プロセス機器で一般的です。
クロムめっき： 機能性クロム（10–100 µm）は表面硬さ（700–1000 HV）と耐摩耗性を高め、鏡面のような仕上がりを付与します。電気接点や摺動アセンブリに使用されます。
銅 C101（T2）の産業用途
電気・配電： バスバー、端子ラグ、電気接点、変圧器部品。
航空宇宙・防衛： EMI シールド、高周波信号経路、熱マネジメントプレート。
医療機器： 画像診断装置、接地システム、非磁性器具。
自動車： バッテリー端子、ヒューズボックス、大電流配線システム。
コンシューマーエレクトロニクス： スピーカー端子、アンテナ部品、PCB 接地プレート。
