銅 C103（T1）
銅 C103（T1）の概要
銅 C103 は C10300 としても知られる無酸素銅合金で、純度 99.9% を有し、電気伝導性および熱伝導性に優れています。酸素含有量が非常に低いことから、一般に無酸素高導電（OFHC）銅と呼ばれ、導電性と耐食性が重要となる高性能用途に非常に適しています。
銅 C103 は、送配電、エレクトロニクス、通信（テレコミュニケーション）産業で幅広く使用されています。信頼性と性能が求められるコネクタ、ワイヤ、バスバーなどの高精度・高導電部品の製造に広く用いられています。
その独自の特性により、銅 C103 はCNC 加工サービスのプロジェクトで頻繁に選定され、とくに電気・産業用途向けに高純度と優れた導電性が求められるCNC 加工銅部品の製造で多く採用されています。
銅 C103（T1）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） | ≥99.95 | 最大の電気および熱伝導性を確保 |
酸素（O） | ≤0.001 | 低酸素により高導電性を確保し、気孔（ポロシティ）を低減 |
その他 | ≤0.05（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 | 8.92 g/cm³ | ASTM B311 |
融点 | 1083°C | ASTM E29 |
熱伝導率 | 20°C で 398 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 | 380 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 | 240 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 | 45 HB | ASTM E10 – ブリネル硬さ（10 mm 球／500 kg 荷重） |
疲労強さ | ~95 MPa | ASTM E466 – 回転曲げ疲労（10⁷ 回） |
衝撃抵抗 | 135–160 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）C103 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 C103（T1）の主な特長
卓越した電気伝導率（≥101% IACS）
銅 C103 は、ASTM B193 に基づき最小 101% 国際焼なまし銅標準（IACS）の優れた電気伝導率で知られています。これにより、電力ケーブル、電気コネクタなど、効率的な電流伝送が重要となる用途に最適な選択肢の一つとなります。20°C における ≥101% IACS の導電率により、銅 C103 は抵抗損失を最小化し、電気システムの効率を最大化します。
優れた熱伝導率（398 W/m·K）
ASTM E1952 によれば、銅 C103 は 20°C で約 398 W/m·K の熱伝導率を示し、熱交換用途に非常に優れた材料です。この高い熱伝導率により、銅 C103 は配電部品、変圧器、その他効率的な熱マネジメントが必要な装置において、熱を効果的に放散できます。
優れた延性と加工性
銅 C103 は優れた延性を持ち、伸びは通常 35% を超えます（ASTM E8/E8M）。この高い延性により、構造健全性を損なうことなく、複雑形状への成形、引抜き、曲げ加工が容易になります。ワイヤ、バスバー、薄板などさまざまな形状へ冷間加工でき、製造用途において高い汎用性を発揮します。成形性の高さは高精度 CNC 加工にも適しており、厳しい公差で複雑部品の製造を可能にします。
非磁性・耐食性
銅 C103 は本質的に非磁性であり、高周波通信システムや MRI 装置など、磁場影響を最小化する必要がある用途に最適です。また、銅 C103 は他の銅合金と比べて耐食性が高く、特に湿潤環境や塩分環境で有利です。低酸素含有により酸化銅（緑青）の生成を抑え、過酷な条件下でも高い耐久性と耐食性を発揮し、長期的な信頼性を確保します。
安定した焼なまし状態（熱処理不可）
銅 C103 は熱処理による強化ができず、冷間加工などの機械的加工によって強度が付与されます。大規模な成形後も高い導電性と寸法安定性を維持するため、追加加工を伴う部品や高精度が求められる部品に適しています。薄肉部や複雑形状でも優れた機械特性を保持します。
銅 C103（T1）の CNC 加工における課題と解決策
加工上の課題
加工硬化
銅 C103 は、とくに高い切削速度や不適切な工具選定の条件下で加工硬化を起こしやすい材料です。その結果、材料が硬化して延性が低下し、工具摩耗が増加して加工効率が低下する可能性があります。
解決策： 加工硬化を抑えるため、低めの切削速度と最適化した送り条件を使用します。TiAlN などのコーティング工具を用いて摩擦と摩耗を低減します。
切りくず生成
銅 C103 は長く糸状の切りくずを生成しやすく、絡まりによって加工を妨げ、工具摩耗や部品損傷の原因となることがあります。
解決策： チップブレーカ付き工具や正のすくい角を持つ工具を使用して切りくず流れを改善し、絡まりを防止します。クーラントを適切に適用し、切りくず排出を効率化します。
高い熱伝導率
高い熱伝導率により、銅 C103 は切れ刃から工具へ熱を素早く移しやすく、過熱や早期の工具摩耗を引き起こす場合があります。
解決策： 高性能クーラントと超硬工具を使用して工具温度を管理します。切削速度を下げることも加工中の熱の蓄積を抑えるのに有効です。
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、長い加工サイクルでも鋭い刃先を維持 |
形状 | シャープな刃先、高いすくい角 | 切りくず流れを改善し、工具摩耗を低減 |
切削速度 | 200–350 m/min | 過度な工具発熱を抑えつつ高い除去能率を確保 |
送り | 0.12–0.35 mm/rev | バリ発生を抑えながら切りくず排出性を向上 |
クーラント | 水系切削液 | 冷却と潤滑を提供し、摩擦と発熱を低減 |
銅 C103 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 | 200–280 | 0.25–0.30 | 1.5–3.5 | 25–40（フラッドクーラント） |
仕上げ加工 | 280–350 | 0.10–0.20 | 0.5–1.0 | 30–50（フラッドクーラント） |
銅 C103（T1）で一般的な加工サービス
銅 C103 は被削性が高い一方で、過度な工具摩耗を避け、高品質な仕上げを得るためには切削条件への注意が必要です。以下は、銅 C103 に対する一般的な加工サービスの概要です：
加工プロセス | 銅 C103（T1）への適合性 |
|---|---|
高精度で銅部品の一般形状加工および仕上げに最適 | |
平面、ポケット、複雑形状を高い寸法精度で加工可能 | |
棒材、管材、コネクタなどの円筒部品に効率的 | |
バリを最小限に抑えた高精度の穴加工に最適 | |
穴径を正確な寸法へ拡大し、良好な面粗さを維持 | |
複雑形状に対して高い寸法管理で滑らかな仕上げを実現 | |
多面形状を 1 回の段取りで加工でき、複雑部品に最適 | |
重要用途向けに厳しい公差と高い再現性を確保 | |
難加工形状の銅部品に対する精密切断や微細加工に適合 |
銅 C103 の CNC 部品向け表面処理
電解めっき： スズ、ニッケル、または銀の層で銅を被覆することで、耐食性を高め、電気接点やコネクタのはんだ付け性を改善します。
研磨： 光沢のある滑らかな仕上げ（Ra 0.1–0.6 µm）を実現し、外観性と電子部品の接触品質を向上させます。
ヘアライン（ブラッシング）： サテンまたはマットの表面を形成し、ぎらつきを抑え、コンシューマー製品や電気機器の外観部品の意匠性を高めます。
PVD コーティング： 薄膜（2–3 µm）により耐摩耗性、色安定性、耐久性を向上し、高性能な電気部品に適します。
不動態化（パッシベーション）： 銅表面に残留する油分や酸化物を除去する化学処理により、耐食性を向上させます。
粉体塗装： 過酷環境にさらされる部品に適した耐久性ポリマーコーティングで、湿気、紫外線、摩耗に対して優れた保護を提供します。
テフロンコーティング： 優れた耐薬品性と非粘着性を提供し、攻撃性の高い物質に曝される部品に最適です。
クロムめっき： クロムの薄膜を付与して耐摩耗性、表面硬さを向上させ、ハイエンド電装部品向けに光沢仕上げを提供します。
銅 C103（T1）の産業用途
電気・配電： 銅 C103 は高い導電性と耐食性により、バスバー、電力コネクタ、ケーブルに広く使用されます。
航空宇宙・防衛： 航空機の電気システムや高精度コネクタなど、低い磁気透過率が求められる部品に最適です。
医療機器： MRI 装置など、非磁性かつ導電性部品が必要な機器に使用されます。
自動車： 大電流コネクタ、電気端子、ヒューズボックス。
コンシューマーエレクトロニクス： スピーカー端子、高性能コネクタなど、導電性が重要となる電装部品。
